汽车发动机轴瓦介绍.pdf

汽车发动机滑动轴承 功能、装配及失效分析 罗 世 明 2013-10-11 目 录 一、轴瓦的功能 二、轴瓦的装配与使用 三、轴瓦的失效分析和纠正 四、案 例 2013-10-11 第一部分 轴瓦的功能 一、轴瓦的作用 轴瓦也称滑动轴承，它在轴与座孔之间主要起支 承载荷和传递运动的作用。 作为运动学来说，轴瓦是主要的摩擦副，大家都 知道对于两个相对运动的物质（零件）来说，必然有 一个要磨损乃至损坏。那么在发动机里面，无任是主 轴还是机体磨损后的更换其成本都很高，所以人们就 想到在轴与机体座孔之间增加一种容易更换且成本较 低的零件那就是轴瓦。要损坏就首先损坏轴瓦。 所以有专家说，轴瓦相当于电路中的保险丝，当电路 短路时或负荷增大时，首先烧坏的就是保险丝。 2013-10-11 二、轴瓦材料 1、轴瓦对材料的要求 ⑴、高的疲劳强度：疲劳强度是材料在弹性极限以下 受周期性载荷的作用而不致发生开裂或产生表面凹坑 的能力。 ⑵、良好的摩擦相容性：摩擦相容性是指主轴与瓦在 相对运行中，轴瓦材料防止与轴颈材料发生冷焊和咬 合的能力。 ⑶、良好的顺应性：所谓顺应性是指轴瓦材料通过弹 性变形和塑性变形而自行适应轴的挠曲或轻微不对中 （由于安装不良，轴和轴瓦座孔不同心，以及轴和轴 瓦变形或磨损所致）而保持正常运转的能力。 2013-10-11 ⑷、良好的嵌入性：嵌入性是指轴瓦材料可嵌进硬的 污物微粒，从而防止或减轻它们将轴和轴瓦表面擦伤 与磨损的能力。即使在精心维护的情况下，也很难使 内燃机保持绝对清洁，很难避免污物微粒进入轴和轴 瓦的间隙内。 ⑸、良好的耐蚀性：润滑油在高温下易氧化，生成腐 蚀性物质有机酸和氧化物，此外油中的某些添加 剂，特别是含硫、磷的添加剂，在很高的温度下，易 于形成无机酸和氧化物，所有这些会引起轴瓦和轴颈 的严重腐蚀。因腐蚀而形成的凹坑，一方面会影响正 常的油膜的建立，加之腐蚀脱落的小颗粒会作为磨粒， 从而使磨损加重，另一方面,这些小凹坑能形成疲劳 源，使轴承加速疲劳失效。 2013-10-11 ⑹、高的承载能力：承载能力是指轴瓦材料在不致产生过 渡摩擦、磨损和疲劳损伤下所承受的最大单位压力。 ⑺、高的熔点：以防止由高温引起的损坏。现代重载内燃 机的曲轴轴瓦材料应能在200℃之内的温度下长期稳定的 工作而不致熔化或软化。 ⑻、较低的线膨胀系数，以便轴瓦间隙在工作中不会有很 大的变化。 2013-10-11 2、轴瓦材料的种类 目前使用的轴瓦材料均为钢背--合金双金属材料使用 最广泛的是钢背--铝基合金和钢背--铜基合金。 ⑴铝基合金主要是铝、锡及硅组成。 ①高锡铝合金：内圆表面不需电镀减磨合金层。具有中 等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承 表面性能。适用于软曲轴。 ②中锡铝合金：内圆表面不需电镀减磨合金层。具有中 等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承 表面性能。特别适用于球铁曲轴。 ③低锡铝合金：内圆表面需电镀减磨合金层。具有中等 疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴瓦表 面性能。适用于硬曲轴。 2013-10-11 ⑵铜铅合金主要由铜、铅及少量的锡组成。 铜铅合金：内圆表面需电镀减磨合金层。具有高的疲 劳强度、承载能力、抗冲击能力、耐蚀性，有较好的轴 瓦表面性能。用于高速、重载的柴油机。 铜铅合金表面镀层材料有铅锡铜三元和铅锡铜铟四元 合金材料。