車用滑動軸承的特點(diǎn)與選用

張春華

摘 要：為提高柴油機(jī)修理質(zhì)量，做好滑動軸承的選用及修配工作，本文對軸承的性能及特點(diǎn)做了詳細(xì)的闡述，并對現(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)滑動軸承修理時要注意的事項(xiàng)做了重點(diǎn)提醒。

關(guān)鍵詞：滑動軸承；柴油機(jī)；修理質(zhì)量

中圖分類號：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.034

1 滑動軸承的性能與特點(diǎn)

在滑動軸承的選用及修配中，必須對軸承的性能及特點(diǎn)有一全面了解。因?yàn)椴煌牧系妮S承適應(yīng)于不同的發(fā)動機(jī)，如硬基體軟質(zhì)點(diǎn)的銅鉛合金及高錫鋁合金軸承適用于大功率、高轉(zhuǎn)速的重型柴油機(jī)，而軟基體硬質(zhì)點(diǎn)的白合金軸承多用于中小型發(fā)動機(jī)。不同材料的軸承、軸頸的配合間隙不同。

（1）錫基巴氏合金軸承：錫基巴氏合金是發(fā)動機(jī)軸承中應(yīng)用最早的減磨合金材料。這種合金是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)材料，具有良好的耐磨性、嵌藏性和順應(yīng)性。其最大缺點(diǎn)是疲勞強(qiáng)度較低。特別是當(dāng)溫度超過100 ℃時，其硬度和強(qiáng)度急劇下降。

（2）高錫鋁合金軸承：這種合金的主要成分是鋁、錫的含量占20%，所以也稱20錫-鋁合金。其組織是在硬基體上均勻分布著軟的質(zhì)點(diǎn)，所以承載能力高，允許線速度大，抗粘著、抗咬合性能好，故適應(yīng)高速柴油機(jī)的要求。

（3）銅鉛合金軸承：銅鉛合金是銅的硬質(zhì)基體中均勻地分布著不熔于銅的軟質(zhì)鉛質(zhì)點(diǎn)。其突出優(yōu)點(diǎn)是承載能力大，抗疲勞性好，力學(xué)性能受溫度變化的影響不大，即使在250 ℃的情況下仍能正常工作。但銅鉛合金軸承與白合金軸承比較有以下缺點(diǎn)：a.順應(yīng)性、嵌藏性較差。b.易受酸性腐蝕，對潤滑油質(zhì)量要求高。c.銅和鉛的互熔度很低，在常溫下幾乎不能互熔，因而有偏析現(xiàn)象。d.對故障的敏感性差。當(dāng)發(fā)動機(jī)在工作中由于缺油或修理不當(dāng)而導(dǎo)致燒瓦時（發(fā)生不同程度的粘著咬合），因?yàn)殂~的熔點(diǎn)和硬度都很高，會使軸頸表面劇烈升溫而被拉毛、發(fā)藍(lán)、退火或龜裂。而白合金在燒熔之前已經(jīng)變軟，軸頸能自動將咬合處熨平，所以不但軸頸不會受損，而且軸承也可在無明顯損傷的情況下繼續(xù)工作。即使發(fā)生完全粘著咬合，白合金將粘著在軸頸表面，從而保護(hù)軸頸不受損傷。實(shí)踐表明，在白合金軸承發(fā)生燒瓦抱軸事故之后，軸頸無明顯拉傷，硬度不會降低，也不會產(chǎn)生淬火裂紋。

（4）三層金屬軸承：一般軸承是由鋼背和軸承合金兩層金屬構(gòu)成。為了改善銅鉛合金和鋁錫合金硬基體軟質(zhì)點(diǎn)軸承的表面性能，在軸承表面上采取再鍍一層合金的方法（其厚度為0.02～0.04 mm，使軸承成為鋼背—軸承合金—第三合金層的結(jié)構(gòu)，故稱“三層金屬軸承”。第三合金層的主要作用是提高硬基體軟質(zhì)點(diǎn)軸承的抗粘著咬合性、順應(yīng)性和親油性，保留了硬基體軟質(zhì)點(diǎn)合金的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其缺點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。三層金屬軸承不能刮削或搪削，否則將失去第三合金層的作用而使軸承和軸頸加速磨損，配合間隙迅速增大。

2 軸承的選用與修配

現(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)滑動軸承因其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以在修理時要注意以下事項(xiàng)：

（1）薄壁軸瓦不允許修刮。過去車用發(fā)動機(jī)的曲軸主軸承、連桿軸承換新軸瓦必須刮削，只有刮削才能保證有理想的接觸面積。實(shí)際上，現(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)曲軸主軸承和連桿軸承上軸瓦的耐磨合金涂層均很薄，加工的尺寸精度很高，表面粗糙度值很低，一般不允許修刮。只能按相應(yīng)的尺寸選配；如果沒有合適尺寸的曲軸軸承，必要時可采用基孔制的方法磨削曲軸，以求得合適的配合間隙。為了適應(yīng)這種情況，應(yīng)采用按軸瓦尺寸配合磨軸頸的方法，改變過去以軸配瓦的辦法。對于三層合金軸瓦，表層合金層是用電鍍方法覆上的，它是為了改善銅鉛合金軸承表面性能，如果刮削將會喪失這一作用，破壞原有設(shè)計(jì)思想。以前廣泛使用的刮瓦與撞瓦等工藝應(yīng)該逐漸向直接裝配成品瓦方向過渡。

（2）軸瓦磨損后，不可在瓦背上加墊。軸瓦與瓦座是兩個零件，裝配后工作時要像一個零件一樣，由于軸瓦是薄壁的，為了保證工作時正確的幾何形狀，全靠瓦座座孔的幾何形狀，因此兩者加工精度很高，表面粗糙度值很低，如果在其間墊以紙片，勢必破壞它們的正確配合，同時紙又是熱的不良導(dǎo)體，不利于軸瓦的散熱，所以墊紙又可能引起潤滑系統(tǒng)油溫度過高，甚至造成燒瓦事故。同理，在瓦背下面墊銅皮也是不允許的。另外，軸瓦裝配后不允許松動，而在瓦背墊東西以后，很容易松動，從而破壞了軸瓦的正常工作條件。

（3）軸瓦背面有定位唇也要預(yù)防滾瓦。軸瓦在工作時要求與軸瓦座可靠定位，既不允許轉(zhuǎn)動、移動，也不允許振動。大修時發(fā)現(xiàn)瓦背磨得很光滑，說明出現(xiàn)了松動現(xiàn)象。但是軸瓦可靠定位的關(guān)鍵措施是適當(dāng)過盈量，而不是定位唇的作用，定位唇的作用在于裝配時初始定位。

3 軸承的自由彈勢要符合要求

為使軸承易于裝配并使之與座孔緊密貼合，同時為了防止軸承蓋上緊后在壓力的作用下軸承蓋工作表面皺縮，必須保證修理后裝用的軸承自由彈勢符合要求。一般薄壁軸承自由彈勢最小值為0.25～0.5 mm，最大值為1.20～1.5 mm。若彈勢過小，則會使裝入座孔后的軸承背面的貼合力減小，在緊固軸承蓋時容易造成軸承背低碳鋼金屬材料在壓力作用滑動，并向減磨合金側(cè)皺縮凸起。軸承皺縮凸起會嚴(yán)重地阻礙軸承向座孔的傳熱，易使金屬層熔化，造成拉瓦事故。當(dāng)然，自由彈勢過大也會對軸承可靠性和壽命產(chǎn)生不利影響，原因是減磨合金層與軸承背接合處的剪應(yīng)力增大，容易使合金在接合處發(fā)生剝落。