滑动轴承工作条件及对性能、组织的要求

滑动轴承是汽车、拖拉机及机床等机械制造工业中用以支承轴进行工作的零件,由轴承体和轴瓦组成。其中轴瓦可直接用耐磨合金制成,也可在钢背上浇注(或轧制)一层耐磨合金形成复合的轴瓦。用于制作轴瓦及其内衬的合金称为轴承合金。

当机器不运转时,轴停放在轴承上,对轴承施以压力。当轴高速运转时,轴对轴承施以周期性交变载荷,有时还伴有冲击。滑动轴承的基本作用就是将轴准确地定位,并在载荷作用下支承轴颈而不破坏。轴通常造价高,经常更换不经济。选择满足一定性能要求的轴承合金,可以保证轴的最小磨损。

轴承合金应当耐磨并具有较小的摩擦因数,以减少轴的磨损;应当有较高的疲劳强度和抗压强度,以承受巨大的周期性负荷;应具有足够的塑性和韧性,以抵抗冲击和振动,并改善轴和轴瓦的磨合性能;应有良好的导热性和耐蚀性,以防轴瓦和轴因强烈摩擦升温而发生咬合,并能抵抗润滑油的侵蚀。为此,轴承合金的组分和结构应具备如下特征。

①轴承材料的基体应采用对钢、铁互溶性小的元素,即与金属铁的晶格类型、晶格间距、电子密度、电化学性能等差别大的元素,如Sn、Pb、Al、Cu、Zn等。这些元素与铁配对时,对铁的互溶性小或不溶,且不形成化合物,这样对钢铁轴颈的黏着性与擦伤性较小。

②金相组织应是软基体上分布有均匀的硬质点或硬基体上分布有均匀的软质点。这样,当轴在轴瓦中转动时,软基体(或软质点)被磨损而凹陷,硬的质点(或硬基体)耐磨 而相对凸起。凹陷部分可保持润滑油,凸起部分可支持轴的压力并使轴与轴瓦的接触面积减小,其间空隙可储存润滑油,降低轴和轴承的摩擦因数,减少轴和轴承的磨损。软的基体可以承受冲击和振动并使轴和轴瓦能很好地磨合,而且偶然进入的外来硬质点也能被压入软基体内,不致擦伤轴颈。

③轴承材料中应含有适量的低熔点元素。当轴承和轴颈直接接触点出现高温时,低熔点元素熔化,并在摩擦力的作用下展平于摩擦面,形成一层塑性好的薄润滑层。该层不仅具有润滑作用,而且有利于减少接触点上的压力和减少摩擦接触面交错峰谷的机械阻力。

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