JBT2231.3-2011往复活塞压缩机零部件第3部分：薄壁轴瓦

往复活塞压缩机零部件
第3部分：薄壁轴瓦
1 范围
JB/T 2231的本部分规定了往复活塞压缩机滑动轴承薄壁轴瓦（以下简称“轴瓦”）的术语和定义、符号、基本尺寸、结构要素、技术要求、检验项目与检验方法、检验规则以及标志、包装和贮存等要求。

本部分适用于压缩机曲轴颈或曲柄销直径为52 mm～480 mm的整体合金、双层或三层金属的轴瓦，且轴瓦壁厚与内径之比不大于0.05。

2 规范性引用文件
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GB/T 699 优质碳素结构钢
GB/T 1174 铸造轴承合金
GB/T 2889.1 滑动轴承术语、定义和分类第1部分：设计、轴承材料及其性能
GB/T 18326 滑动轴承薄壁滑动轴承用金属多层材料
GB/T 18327.2 滑动轴承应用符号
QC/T 281 汽车发动机轴瓦铜铅合金金相标准
QC/T 516 汽车发动机轴瓦锡基和铅基合金金相标准
3 分类、术语和定义、符号
3.1 分类
薄壁轴瓦按其材料的结构型式分：
a）钢—轴承合金层双金属轴瓦；
b）钢—轴承合金层—表面镀层三层金属轴瓦；
c）整体轴承合金轴瓦。

3.2 术语和定义、符号
GB/T 2889.1、GB/T 18327.2中界定的术语和定义适用于本文件。

轴瓦各部位名称和符号见图1和表1。

表1 轴瓦各部位名称与符号
名称符号名称符号
轴瓦名义内径（曲轴颈或曲柄销直径） d 轴瓦壁厚s
轴瓦外径（轴承座孔直径）D H轴瓦合金层厚度s1
轴瓦自由状态外径D L轴瓦钢背厚度s2
轴瓦自由弹张量ΔD H轴瓦等效厚度s e
轴瓦受检验力F0作用下余面高度u 轴瓦宽度 B
轴瓦半圆周长公差Δh 油槽宽度G W
表1（续）
名称符号名称符号槽底壁厚G E瓦口削薄量P D
定位唇位置 E 瓦口削薄高度H D
定位唇高度N D油孔﹙定位销孔﹚直径U
定位唇长度L 对口面M
定位唇宽度 A 冷却槽J 注：轴瓦自由状态外径D L＝D H＋ΔD H。

图1 轴瓦示意图
4 轴瓦的基本尺寸、标记
4.1 轴承孔与轴颈的相对径向间隙
轴承孔径（D H）与轴径（d）的相对径向间隙ψ 按表2根据实际需要选取。

表2 轴承相对径向间隙
轴承材料锡基、铅基轴承合金铜基轴承合金铝基轴承合金ψ（0.000 5～0.000 75）d（0.000 75～0.001）d（0.001～0.001 25）d 注：锡基、铅基合金轴承取较小ψ ；铜基、铝基合金轴承取较大ψ。

4.2 轴瓦基本尺寸
图2 轴瓦基本尺寸 表3 轴瓦基本尺寸
单位为毫米
壁 厚 s
2.0 2.5
3.0 3.5
4.0 4.5
5.0
6.0 8.0 10.0 12.0 15.0
轴瓦 名义内径
d 外 径 D H
宽度 B
52 59 56 63
5764— — 66 75 85 718090
72 81 91 73 82 92 —
95 105 101 111
102 112
103113—
—
117 132 125140
126141
127142—
—
152 170 190 162180200
164182202168186206—
210 240 222252
226256230 260 —
264 304 280320
284 324 288 328 —
340 380 360 400
364 404
370 410
400 420 424 430 420 440 444 450 430 450 454 460 —
—
—
—
—
—
—
—
—
按需 确定
表3（续）
单位为毫米
壁 厚 s
2.0 2.5
3.0 3.5
4.0 4.5
5.0
6.0 8.0 10.0 12.0 15.0
轴瓦 名义内径
d 外 径 D H 宽度 B
460 480 484 490 480
—
—
—
—
—
—
—
—
—
500 524 510 按需 确定
注1：轴瓦名义内径d 即为压缩机曲轴颈或曲柄销的直径，单位为mm ，按JB/T 2231.1曲轴颈或曲柄销的直径
尺寸系列取值。

轴瓦实际内径由轴承与轴径的运行配合间隙要求确定。

注2：表中轴瓦壁厚s 为推荐值，单位为mm 。

不能满足需要时，按s ＝（0.025～0.05）d 计算取值并圆整。

注3：表中轴瓦外径D H 即为压缩机轴承座孔直径，单位为mm ，其根据轴瓦壁厚不同取值。

轴瓦在自由状态下
的实际外径D L ＝D H ＋∆D H ，ΔD H 取设计规定的自由弹张量的中上值。

注4：轴瓦宽度B 根据实际使用要求确定，单位为mm ，本标准不作规定。

设计时可按B ＝（0.55～0.80）d 计算
取值并圆整。

注5：轴瓦壁厚s ＝s 1＋s 2＋s 3。

s 1——轴承合金层厚度；s 2——钢背厚度；s 3——减磨镀层厚度。

4.3 标记示例
外径D H ＝400 mm 、壁厚s ＝10 mm 、宽度B ＝205 mm 的轴瓦。

标记：轴瓦400×10×205 JB/T 2231.3—2011 5 轴瓦的结构要素
5.1 轴瓦合金层厚度按表4的规定。

5.2 轴瓦油槽及油孔的尺寸按图3和表5的规定。

表4 轴瓦合金层厚度
单位为毫米
合金层厚度 s 1
合金层材料
d ≤132 132＜d ≤264
d ＞264
锡基、铅基轴承合金 0.3～0.7 0.6～1.0 1.0～1.5 铜基轴承合金 0.4～0.9 0.7～1.2 1.2～1.6 铝基轴承合金 0.3～0.7 0.7～1.2 1.2～1.5 注：减薄轴承合金层厚度可以提高轴承的疲劳强度，因此在加工条件许可的情况下合金层厚度尽可能取小值。

表5 轴瓦油槽、端面倒角、油孔尺寸
单位为毫米
油 槽 油 孔
U 轴瓦 名义内径
d 槽宽 G W （±0.25）
槽底壁厚 ≥G E （
0.20
+） 槽底圆角
r
端面倒角
n
一孔
二孔
α
52 59 1
66
4 7
5 5
1.25
0.5 0.5 φ 6
φ 4
一孔
0° 二孔 45°
表5（续）
单位为毫米
油
槽 油 孔
U 轴瓦 名义内径
d
槽宽 G W （±0.25）
槽底壁厚 ≥G E （
0.20
+） 槽底圆角
r
端面倒角
n
一孔
二孔
α
85 1.25
95 5
φ 7 φ 5
105 117 132 2
0.5
152 6
φ 8 φ 6
170 190 10
3
φ 10 φ 8
210 240 264 14 4
φ 14 φ 10
304 340 380 20 5 1
φ 20 φ 14
400 420 430 450 460 480
25 6
0.5
1.5
φ 25 φ 18
一孔 0° 二孔 45°
注1：油槽及油孔位置对称于轴瓦两端面，其对称度公差按表15的规定。

注2：油槽壁厚G E 值根据轴瓦壁厚不同取值，表列数值为最小值。

5.3 瓦口削薄及冷却槽的尺寸按图4和表6的规定。

瓦口削薄 瓦口冷却槽
图4 瓦口削薄及冷却槽 表6 瓦口削薄、瓦口冷却槽尺寸
单位为毫米
瓦口削薄
瓦口冷却槽 瓦口削薄量 瓦口削薄高度 轴瓦 名义内径
d P D
极限 公差
H D
极限 公差
圆弧半径
r
深度 h 1 （±0.1）
端面距离
l
（±0.20） 弦长 C
（±1.0）
52 59 20
66 0.040
00.025
−
25 0.5
75 6～8
03.0
−
30
85 95 5～10
105 0.045
00.030
−
35
1.0
（16）
117 132 152 8～12
04.0
−
45
10～15
（30）
170 190 0.050
00.035
−
1.5
210 25～30
05.0
−
15～20
240 65
（40）
264 0.070
00.040
−
30～40
06.0
−
90
2
20～25
（50）
表6（续）
单位为毫米
瓦口削薄
瓦口冷却槽
瓦口削薄量 瓦口削薄高度 轴瓦 名义内径
d P D
极限 公差
H D
极限 公差
圆弧半径
r
深度 h 1 （±0.1）
端面距离
l
（±0.20） 弦长 C
（±1.0
）
340 380 0.080 00.050
− 30～4006.0
− 115 2
（60）
400 420 430 450 460 480
0.10
00.060
−
40～50
08.0
− 130 2.5 25～30
（70）
注1：推荐在对口面10°～25°范围内壁厚削薄，削薄量P D ＝（0.000 2～0.000 8）H D ，加工时强制瓦口变形实
现；成批生产时可用专机加工。

削薄量也可由供需双方协定。

注2：冷却槽对称于轴瓦两端面，对称度公差0.30 mm ；其距离l 根据轴瓦宽度及需要确定，一般不小于3 mm ；
弦长C 由加工确定，表中（ ）数值为参考值。

5.4 定位唇及轴承座孔定位槽的尺寸按图5和表7的规定。

5.5 轴瓦表面镀层厚度：
表面镀层厚度按表8的规定。

轴瓦 轴承座孔
图5 轴瓦定位唇及轴承座孔定位槽尺寸
表7 定位唇、定位销孔、轴承座孔定位槽尺寸
单位为毫米
表8 轴瓦表面镀层厚度
单位为毫米镀层部位工艺方法轴瓦名义内径d镀层厚度
≤200 0.020～0.030
电镀
工作表面
＞200 0.030～0.040
阴极溅镀— 0.010～0.015 非工作表面电镀— 0.002～0.003
6 轴瓦公差
6.1 轴承座孔直径公差
6.1.1轴承座孔直径D H≤200 mm，按H6级精度加工，表面粗糙度值Ra1.6 μm。

6.1.2轴承座孔直径D H＞200 mm，允许按H7级精度加工，表面粗糙度值Ra1.6 μm。

6.2 轴瓦半圆周长公差
轴瓦半圆周长公差应符合表9的规定。

6.3 轴瓦自由弹张量公差
如供需双方无另外规定，钢背轴瓦自由弹张量应符合表10的规定。

6.4 轴瓦壁厚公差
表9 轴瓦半圆周长公差
单位为毫米
轴瓦名义内径
d 半圆周长公差
Δh ＜75 0.035 ≥75～105 0.040 ≥105～152 0.045 ≥152～190 0.050 ≥190～240 0.055 ≥240～264 0.060 ≥264～380 0.070 ≥380～480
0.080
注1：Δh ＝h max −h min ，即为轴瓦余面高度u 的误差范围。

注2：半圆周长h 参考附录A 的方法计算。

表10 轴瓦自由弹张量公差
单位为毫米
轴瓦名义内径
d 自由弹张量
ΔD H
≤152 1.50.5++ ＞152
3.01.0
++
注1：钢背轴瓦自由弹张量一般按公式ΔD H ＝（0.003～0.01）D H 计算取值，或参考附录B 的方法计算。

注2：轴瓦实际加工外径D L ＝D H ＋ΔD H ，一般取∆D H 为规定自由弹张量的中上值。

表11 轴瓦壁厚公差
单位为毫米
壁 厚 公 差
轴瓦名义外径
d 双金属轴瓦
带镀复层的三层金属轴瓦
＜75 0.013 0.018
≥75～105 0.015 0.020
≥105～190 0.020 0.025
≥190～264 0.025 0.030
≥264～400 0.030 0.035
≥400～480
0.035 0.040
6.5 轴瓦宽度公差
轴瓦宽度公差按表12的规定。

6.6 轴瓦轴承合金层厚度公差
表12 轴瓦宽度极限公差
单位为毫米轴瓦名义外径
极限公差
d
＜105 0
0.25
−
≥105～240 0
0.40
−
≥240～480 0
0.52
−
表13 轴瓦轴承合金层厚度公差
单位为毫米
合金厚度差Δs1合金层材料壁厚s
轧制浇铸
≤2.5 ≤0.10 ≤0.20 锡基、铅基轴承合金
＞2.5 ≤0.15 ≤0.30 铜基轴承合金所有值≤0.25 ≤0.35
＜2.5 ≤0.25 ≤0.35 铝基轴承合金
≥2.5～5 ≤0.35 ≤0.50
＞5 ≤0.50 ≤0.70 铝合金轴瓦所有值按表11的壁厚公差取值注：轴承合金层厚度差指同一片轴瓦合金层厚度的最大值与最小值之差。

7 轴瓦几何公差
7.1 轴瓦对口面对外圆素线的平行度公差
对口面对外圆素线的平行度公差按表14的规定。

表14 轴瓦对口面对外圆素线的平行度公差
单位为毫米轴瓦宽度B平行度公差
＜100 0.020
≥100～160 0.030
＞160 0.040
7.2 轴瓦油槽位置公差
周向油槽以轴瓦两端面为基准的对称度公差按表15的规定。

表15 轴瓦油槽对称度公差
单位为毫米轴瓦宽度B对称度公差
＜110 0.5
≥110～250 1.0
＞250 1.5
JB/T 2231.3—2011
11
8 轴瓦表面粗糙度
8.1 轴瓦内圆表面粗糙度
内圆表面粗糙度按表16的规定。

表16 轴瓦内圆表面粗糙度
合金层材料
轴瓦名义内径d
mm 表面粗糙度值（Ra ）
μm ≤200 0.8 锡基、铅基轴承合金 ＞200 1.6 铜基、铝基轴承合金
所有值
1.6
8.2 轴瓦外圆表面粗糙度
外圆表面粗糙度按表17的规定。

表17 轴瓦外圆表面粗糙度
轴瓦外径D H
mm 表面粗糙度值（Ra ）
μm ≤110 0.8 ＞110
1.6
8.3 轴瓦对口面粗糙度
对口面粗糙度按表18的规定。

表18 轴瓦对口面粗糙度
轴瓦外径D H
mm 表面粗糙度值（Ra ）
μm ≤110 1.6 ＞110
3.2
9 轴瓦材料
9.1 钢—轴承合金双金属层轴瓦 9.1.1 钢背材料
9.1.1.1 采用离心浇铸锡基、铅基、铝基和铜基轴承合金的轴瓦，钢背材料为08、10、15、20优质低碳钢，由供需双方协定。

9.1.1.2 轧制或采用其他工艺制造的锡基、铅基、铝基和铜基轴承合金的轴瓦，钢背材料为08、08Al 、10优质低碳钢。

9.1.1.3 钢背材料的化学成分和力学性能应符合GB/T 699的规定。

9.1.2 轴承合金层材料
根据不同使用要求推荐采用下列合金材料： ——锡基轴承合金SnSb11Cu6、SnSb8Cu4； ——铅基轴承合金PbSb10Sn6、PbSb15Sn10； ——铜基轴承合金CuPb10Sn10、CuPb30； ——铝基轴承合金AlSn20Cu1、AlSn6Cu1； ——锡青铜轴承合金CuSn5Pb5Zn5；
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——其他符合质量要求的轴承合金。

9.1.2.1 轴承合金材料的化学成分
轴承合金材料的化学成分应符合GB/T 18326的规定。

9.1.2.2 轴承合金材料的金相组织
锡基和铅基轴承合金的金相组织参照QC/T 516的规定，铜基轴承合金的金相组织参照QC/T 281的规定。

9.2 钢—轴承合金—表面镀层三层金属轴瓦
钢—轴承合金—表面镀层三层金属轴瓦的钢背材料、轴承合金材料同双金属轴瓦。

9.3 整体铝合金轴瓦材料
用于制造整体铝合金轴瓦的材料为AlSn6Cu1Ni1。

材料的化学成分、力学性能及金相组织按GB/T 1174的规定。

9.4 轴瓦表面镀层材料
9.4.1 轴瓦工作表面推荐镀层材料及化学成分见表19。

9.4.2 轴瓦非工作表面推荐镀层材料及化学成分见表20。

表19 轴瓦工作表面推荐镀层材料及化学成分
化学成分（质量分数，%）
镀层部位
工艺方法
推荐材料 Pb Al Sn Cu PbSn10
其余 — 8.0～12.0
—
PbSn10Cu2 其余 — 8.0～12.0 1.0～3.0 电镀
PbSn18Cu2 其余 — 16.0～20.0 1.0～3.0 AlSn20 Cu — 其余 17.0～22.0 0.7～1.3 工作表面
阴极溅镀
AlSn40Cu0.5
—
其余 27.0～42.0
～1.0
表20 轴瓦非工作表面推荐镀层材料及化学成分
化学成分（质量分数，%） 镀层部位
工艺方法
推荐材料 Pb Sn 其他 PbSn10 其余 8.0～12.0 0.5 非工作表面 电镀
Sn
—
100
—
注：其他化学成分的总和不大于0.5%。

10 技术要求
10.1 轴瓦外圆与轴承座孔的贴合度应符合下述规定：
——轴瓦外径D H ≤200 mm ，贴合度应大于85%；轴瓦外径D H ＞200 mm ，贴合度应大于70%。

——若存在不贴合表面，则不贴合表面应呈分散分布，且其中最大集中面积不大于衬背总面积的
10%。

10.2 在检验模具规定检验力作用下，轴瓦对口面对外圆素线的平行度误差为0.02/100 mm 。

10.3 轴瓦圆柱度和圆度应符合图样要求。

10.4 采用定位唇定位的轴瓦，距离定位唇边缘5 mm 范围内，其壁厚允许减薄量小于0.015 mm 。

10.5 轴瓦的非工作表面应镀有防护镀层（推荐镀锡），镀层厚度为0.002 mm ～0.003 mm ；镀层应均匀，不得有镀瘤和其他缺陷。

10.6 轴承合金层与钢背应牢固粘合，不得有脱壳现象。

10.7 轴承合金层工作表面应光洁，不允许有外来夹杂物、气孔和缩松等缺陷。

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10.8轴瓦内外表面及对口面应平整光滑，不允许有划痕、碰伤、压伤等缺陷。

11 检验项目与检验方法
11.1 轴承合金层与钢背结合牢度检验
11.1.1听声检验
轻击轴瓦钢背时，声音应清脆响亮，不得有哑声。

11.1.2破坏性试验（由供需双方协定）
a）锡基、铅基轴承合金轴瓦：先将轴瓦压平，再压至瓦背相互贴紧，检查合金断裂处的钢背，若钢背面上留有细绒毛状的合金或呈灰白色，即为粘合良好。

b）铜基轴承合金轴瓦：先将轴瓦压平，再弯到90°，最后再复压平。

允许合金层有裂纹，但不允许合金层与钢背脱离。

c）铝基轴承合金轴瓦：将轴瓦压平，允许合金层有裂缝，但不允许合金层与钢背脱离。

d）对于壁厚大于3.5 mm的轴瓦：做破坏性检验时，可先将轴瓦加工成钢背厚度为2.5 mm～3 mm、合金层厚度不大于0.9 mm的试样进行检验。

11.2 轴瓦半圆周长检验
检验轴瓦半圆周长的方法是将轴瓦用规定的检验载荷F0压紧于具有轴承座孔直径D H的半圆周检验模具中，测量轴瓦半圆周长超出模具孔半周长的高出度，高出度也称余面高度。

余面高度与轴瓦材料、结构要素、轴瓦与轴承座孔配合要求的压应力σ、检验载荷F0以及轴瓦在检验载荷F0作用下的压缩变形量v有关。

轴瓦半圆周长过盈量h、检验载荷F0、压缩变形量v、余面高度u的计算以及测量余面高度的装置和方法参考附录A。

在给定检验载荷F0作用下，实际测得的轴瓦余面高度u值应符合如下规定：
u min≤u≤u max
Δh＝u max − u min
其中，Δh为半圆周长公差，Δh值应符合表9的规定。

11.3 轴瓦外圆表面贴合度检验
在检验测量轴瓦半圆周长同时，用涂色法检查轴瓦钢背与检验模孔之间的接触状况。

检验结果应符合10.1的规定。

11.4 轴瓦对口面对外圆素线平行度检验
在检验测量轴瓦余面高度同时，测量轴瓦全长（轴瓦宽度）范围内对口面与检验模具测量基准面的平行度差值。

检验结果应符合表14的规定。

11.5 轴瓦圆度和圆柱度检验（由供需双方协定）
在等效轴承座孔的检验模具中，施加设计规定的预紧力P测量，测得同一截面上径向尺寸差值即为轴承的圆度误差；轴向尺寸差值即为轴承的圆柱度误差。

测量结果应符合图样要求。

11.6 其他项目检验
除11.1～11.5所列检验项目外，轴瓦的结构要素尺寸、粗糙度、外观等其他项目，应采用通用的量具、量规或目视的方法进行检验。

12 检验规则
12.1 质量特性分类
轴瓦检验项目按质量特性分为：
a）A类
1）半圆周长检验；
13
JB/T2231.3—2011
14
2）内表面粗糙度检验；
3）壁厚；
4）自由弹张量。

b）B类
1）对口面对外圆素线的平行度检验；2）轴瓦圆度与圆柱度检验；
3）宽度；
4）外表面粗糙度；
5）对口面表面粗糙度；
6）瓦背贴合度。

c）C类
1）定位唇、油槽尺寸；
2）其他尺寸；
3）外观。

12.2 组批规则及抽样检验规定
12.2.1轴瓦应按批抽样检查并验收。

一个检查批应由同一机型、同一规格的一个生产批或生产条件基
本相同的若干生产批组成。

12.2.2A、B两类项目的抽样检查与判定应按12.3的规定。

12.2.3C类项目的抽样检查与判定由制造方根据轴瓦结构、生产批质量控制情况决定。

12.3 抽样方案
A、B两类项目的抽样方案见表21。

表21 抽样方案
抽样方案类型一次抽样
质量特性分类 A B 检查项目数（每副） 4 6 常用批量N样本大小n接收数A c拒收数R e接收数A c拒收数R e
151～500 13
1 2 7 8
501～1 200 20 2 3 10 11
1 201～3 200 3
2
3
4 14 15
3 201～10 000 50 5 6 21 22
注：批量N≤150时，检查抽样方案由制造方与用户商定。

12.4 判定规则
按批验收的轴瓦经样本的全数检查后，根据样本检查结果判定批的合格或不合格。

若样本中某一类
的不合格数小于或等于表21中的接收数A c值，则判该类合格；若样本中某一类的不合格数大于或等于
表21中的拒收数R e值，则判该类不合格。

当各类全判为合格时，整个检查批则才能判为合格；否则该
检查批判为不合格。

13 标志、包装和贮存
13.1 标志
产品标志内容至少应包括：
a）产品名称、型号和规格；
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b）制造厂名称、地址、商标；
c）数量；
d）制造日期：年月；
e）包装日期：年月。

13.2 包装和贮存
13.2.1每片轴瓦在包装前应清洁，并作防蚀处理。

用符合防蚀和防护要求的包装材料包好，再装入包装盒内。

每只盒内应是同一机型、同一规格尺寸组的轴瓦，并装有经制造厂检验部门检验员签章的合格证。

包装盒上应有明显的产品标志。

13.2.2用包装盒装好的轴瓦，必须装入符合防水和防护要求的包装箱内。

每只包装箱的总重量应不超过50 kg。

包装箱外应有明显的产品标志、收发货标志和必要的包装储运图示标志。

13.2.3装箱的轴瓦应存放在通风干燥的仓库内。

制造方应保证轴瓦自出厂之日起12个月内不致锈蚀，并应保证正常运输中不致损伤。

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附 录 A （资料性附录）
薄壁轴瓦半圆周长过盈量计算
A .1 范围
本附录给出了薄壁轴瓦半圆周长过盈量及余面高度的计算方法、检验力F 0的确定，以及检验半圆周长过盈量的专用装置和测量方法。

A .2 半圆周长过盈量的计算
轴瓦在装配状态下受径向压力作用，座孔被胀大，轴瓦被压缩。

由于径向配合过盈量δ，在轴瓦上产生切向（周向）压应力（σt ），在瓦背与座孔之间产生径向压应力（σr ）。

为使轴瓦与轴承座孔具有可靠的过盈量，以防止工作时轴瓦对轴承座孔的相对错动，则轴瓦最小径向配合过盈量δmin 所产生的最小径向压应力σrmin 应满足式（A.1）的规定。

σrmin f ≥τ ……………………………………………（A.1）
式中：
f ——轴瓦钢背面与座孔面之间的摩擦系数；
τ ——轴瓦钢背面与座孔面之间发生错动的表面切应力，单位为牛每平方毫米（N/mm 2）。

轴瓦装配状态下半圆周过盈量如图A.1所示。

直径过盈量δ 和半圆周长过盈量h 的关系见式（A.2）：
h ＝
π
2
δ＝
1.57δ …………………………………………（A.2）
图A .1 轴瓦半圆周长过盈量
根据相克定律，轴承座孔内由于过盈量而产生的横断面上径向压应力σr 应按照式（A.3）计算：
σr ＝E
H
D δ
……………………………………………（A.3）
计算时通常由最小切向压应力σtmin 的经验值替代最小径向压应力σrmin ，确定实现可靠过盈配合的半圆周向最小过盈量h min 以及相应的测量高出度（余面高度）u min 。

根据式（A.2）和式（A.3），得出半圆周长最小过盈量应满足式（A.4）的规定：
h min ＝
π
2
δmin ＝t min H 1.57D E σ …………………………………（A.4）
式中：
h min ——实现可靠过盈配合的半圆周长最小过盈量，单位为毫米（mm ）； δmin ——实现可靠过盈配合的径向最小过盈量，单位为毫米（mm ）； D H ——轴承座孔直径，单位为毫米（mm ）；
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E ——轴瓦钢背材料弹性模量，单位为牛每平方毫米（N/mm 2），钢的E ＝2×105 N/mm 2； σtmin ——由径向压力在轴瓦横断面上产生的切向压应力。

对于钢、铸铁座，一般要求切向压应力为
σt ＝50 N/mm 2～190 N/mm 2，计算时按不同的钢背材料，通常取σtmin ＝50N/mm 2～85 N/mm 2。

半圆周长最大过盈量应满足式（A.5）的规定：
h max ＝h min ＋Δh ………………………………………（A.5）
式中：
Δh ——半圆周长公差（见表9）。

图A.2表示了钢轴瓦外径D H 与切向压应力σt （曲线图表示为σ）变化关系曲线图。

采用本曲线图计算时，可按D H 值对应选取出σmax ，代入式（A.4）计算出半圆周长最大过盈量h max 。

图A .2 D H -σ曲线图
A .3 检验载荷F 0的确定
将轴瓦安装在具有轴承座孔直径的检测模具中，在检验载荷F 0作用下，测量对口面超出模具测量基准平面的高出度，以获得半圆周长过盈量的准确数值。

检验载荷按式（A.6）计算确定：
F 0＝σ0 Bs e …………………………………………（A.6）
式中：
F 0——检验载荷（载荷计算后按100 N 的正整数倍圆整），单位为牛（N ）；
σ0——要求检验载荷作用下瓦背与检验模具孔配合产生的测量应力；通常取：薄壁轴瓦σ0=50～
60 N/mm 2，翻边轴瓦σ0＝70 N/mm 2； B ——轴瓦宽度，单位为毫米（mm ）；
s e ——轴瓦等效厚度，单位为毫米（mm ）。

其值按式（A.7）确定：
s e ＝s 2＋ks 1……………………………………………（A.7）
s 2——轴瓦衬背厚度，单位为毫米（mm ）；
s 1——轴瓦轴承合金层厚度，单位为毫米（mm ）；
k ——系数；锡基、铅基合金取k ＝0，铜基合金取k ＝0.5，铝合金取k ＝0.3。

注：检验模具应具有足够刚性。

检验测量应力σ0的取值视设备情况确定，通常薄壁轴瓦按F 0＝50Bs e 计算；必要时
可按F 0＝100Bs e 计算。

A .4 余面高度u （高出度）的计算
由于半圆周长过盈量的存在，轴瓦外径大于轴承座孔径。

当轴瓦压入具有轴承座孔直径的检验模具后，轴瓦外径变成轴承座孔径，其半圆周长将高出检验模具的基准平面，该高出度即为轴瓦半圆周向
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过盈量h ；与此同时，轴瓦在检验载荷F 0的作用下半圆周长被压缩。

因此，检验中实际要测定的高出度应小于上述A.2计算的半圆周长过盈量h ，该实测高出度即为余面高度。

余面高度应在轴瓦制造中严格控制和检验。

轴瓦自由状态下半圆周长过盈量h 、余面高度u 、压缩量ν三者的关系应符合式（A.8）：
h ＝u ＋ν ………………………………………………（A.8）
式中：
h ——轴瓦半圆周长过盈量，单位为毫米（mm ）；
u ——检验载荷F 0作用下轴瓦余面高度（测量高出度），单位为毫米（mm ）；
ν——检验载荷F 0作用下轴瓦半圆周向弹性压缩量，单位为毫米（mm ）。

其值按式（A.9）计算：
ν＝ƒ×10−6×D H 0e
F
Bs …………………………………（A.9）
式中：
ƒ——与测量方法有关的系数，单面加载测量：ƒ=6，双面加载测量：ƒ=6.7； D H ——检验模具孔直径，单位为毫米（mm ）；
F 0——计算后经圆整的检验载荷，单位为牛（N ）；
Bs e ——轴瓦计算有效截面积，单位为平方毫米（mm 2）。

最小余面高度值u min 按式（A.10）确定：
u min ＝h min −ν……………………………………………（A.10）
最大余面高度值u max 按式（A.11）确定：
u max ＝u min ＋Δh …………………………………………（A.11）
式中：
Δh ——半圆周长公差，取决于工艺水平，按表9的规定取值。

将上述u max 、u min 计算结果值按5 μm 的正整数倍圆整。

余面高度测定值的允许范围为u min ～u max 。

在此范围内的数值表示轴瓦半圆周长过盈量合格。

表A.1给出了F 0＝50Bs e 时，部分锡、铅基合金轴瓦半圆周长过盈量和余面高度的计算方法和计算值。

表中所列任一参数发生改变，均需重新计算确定。

A .5 余面高度测量装置与方法
余面高度测量是薄壁轴瓦几何质量控制最重要的检验程序。

其测量装置与方法如图A.3所示。

将测定的u 值代入式（A.8），即得出该轴瓦半圆周长的实际过盈量。

注1：检验模必须具有足够的刚性，材料为铸铁或钢。

注2：D H 为轴承座孔直径。

图A .3 轴瓦半圆周长检验方法示意图
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表A .1 检验载荷F 0＝50Bs e 时，部分锡、铅基合金轴瓦半圆周长过盈量和余面高度的计算方法和计算值
轴 瓦
轴瓦在检验载荷F 0作用下
壁厚
合金层厚
衬背厚宽度推荐选用 压应力 余面高度 当量横截面积A e 检验 载荷 F 0 σmax
σmin
半圆周向 最大过盈量
h max 周向压缩量
ν
周长公差Δh u max u min 轴瓦外径 （轴承座孔径）
D H
s s 1
s 2
B
Bs e
50 A e
查图A.2
1.57σmax D H /E 6×10−6D H F 0/Bs e
查表10
h max −v u max −Δh mm mm 2
N N/mm 2
mm
56 2 0.3 1.7 28 47.6 2 400 178 0.078 2 0.016 9 0.06
0.025
63 2 0.3 1.7 32 54.4 2 800 175
0.086 5 0.019 5 0.07 0.035
71 2.5 0.5 2 35 70 3 500 172 0.095 9 0.021 3 0.035
0.075 0.04 80 2.5 0.5 2 40 80 4 000 170 0.106 8 0.024 0 0.08 0.04 90 2.5 0.5 2 45 90 4 500 167 0.118 0 0.027 0 0.09 0.05 101 3 0.6 2.4 52 124.8 6 300 164 0.130 0 0.030 6 0.10 0.06 111 3 0.6 2.4 60 144 7 200 162 0.141 2 0.033 3 0.040
0.11 0.07
125 4 0.6 3.4 65 221 11 100 159 0.156 0 0.037 7 0.12
0.08 140 4 0.6 3.4 75 255 12 800 156 0.171 4 0.042 2 0.13 0.09 162 5 0.8 4.2 85 357 17 900 153 0.194 6 0.048 7 0.045
0.15 0.11
180 5 0.8 4.2 95 399 19 900 150 0.212 0 0.053 9 0.16 0.11 200 5 0.8 4.2 105441 22 000 147 0.230 8 0.059 9 0.050 0.17 0.12 226 8 0.8 7.2 115828 41 400 144 0.255 5 0.067 8 0.19
0.14
256 8 0.8 7.2 135972 48 600 141 0.283 4 0.076 8 0.055 0.21 0.16 280 8 0.8 7.2 145 1 044 52 200 139 0.305 5 0.084 0 0.060 0.22 0.16 324 10 1.2 8.8 170 1 496 74 800 136 0.345 9 0.097 2 0.25 0.18 360 10 1.2 8.8 190 1 672 83 600 134 0.378 7 0.108 0 0.27 0.20
400 10 1.2 8.8 210 1 848 92 400 132 0.414 5 0.120 0 0.070
0.30 0.23
430 15 1.5 13.5 220 2 970 148 500130 0.438 8 0.129 0 0.31
0.23 460 15 1.5 13.5 240 3 240 162 000128 0.462 2 0.138 0 0.32 0.24 490 15 1.5 13.5 255 3 442.5173 000127 0.488 5 0.148 0 0.34
0.26
510
15
1.5
13.5
265
3 577.5
178 900
125
85
0.500 4
0.153 0
0.080
0.35 0.27
注：表中检验载荷F 0计算后按100 N 圆整；余面高度u 计算后按5 μm 圆整。

表中所列任一项参数的改变均应重新计算确定。

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A .6 半圆周长的计算
实际轴瓦自由状态下最大和最小半圆周长分别按照式（A.12）和式（A.13）来确定：
L max ＝π2
D H ＋u max ＋ν …………………………………（A.12）
L min ＝π2
D H ＋u min ＋ν …………………………………（A.13）
式中：
D H ——检验模具孔径（轴承座孔直径），单位为毫米（mm ）。

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附 录 B （资料性附录） 薄壁轴瓦自由弹张量计算
B .1 范围
本附录给出了薄壁轴瓦自由弹张量、对口面处径向等效压力及弯曲应力的计算方法。

B .2 轴瓦自由弹张量的计算
轴瓦的自由弹张量由式（B.1）计算得出：
ΔD H ＝
H d M M D EJ F
∂⎛⎞
⎜⎟∂⎝⎠
∫
……………………………………（B.1） 式中：
ΔD H ——轴瓦自由状态下的弹张量，单位为毫米（mm ）； F ——轴瓦对口面处径向等效压力，单位为牛（N ）； M ——轴瓦截面θ 处的弯矩，单位为牛毫米（N • mm ）；
E ——轴瓦材料弹性模量，单位为牛每平方毫米（N/mm 2）；
J ——轴瓦截面惯性矩，单位为四次方毫米（mm 4）。

其值按式（B.2）确定：
J ＝312
Bs ……………………………………………（B.2）
式中：
B ——轴瓦宽度（见图B.1），单位为毫米（mm ）； s ——轴瓦壁厚（见图
B.1），单位为毫米（mm ）。

图B .1 轴瓦弹张量计算（一）
图B .2 轴瓦弹张量计算（二）
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22
由图B.2所示可得式（B.3）～式（B.5）：
M ＝Fr sin θ ……………………………………（B.3） M
F
∂∂＝r sin θ ……………………………………（B.4） d D H ＝r d θ ………………………………………（B.5）
将式（B.3）～式（B.5）代入式（B.1），自由弹张量按式（B.6）计算可得：
ΔD H ＝ π
0sin Fr EJ
θ
∫
r sin θ r d θ ＝3π2Fr EJ …………………………（B.6）
轴瓦自由状态下外径尺寸D L 值按式（B.7）确定：
D L ＝D H ＋ΔD H …………………………………………（B.7）
制造中轴瓦自由弹张量（轴瓦自由状态下开口尺寸D L ）通过轴瓦外径制造尺寸保证。

换言之，轴瓦的制造外径尺寸由弹张量决定，一般取弹张量的中上值作为轴瓦的外径制造尺寸。

B .3 轴瓦对口面处径向等效压力
由式（B.6）得轴瓦对口面处径向等效压力为：
F ＝
H
3
2πEJ D r
Δ…………………………………………（B.8） B .4 轴瓦弯曲应力计算
R 1——轴瓦外圆半径； B ——轴瓦宽度； s
——轴瓦壁厚； R 2——轴瓦内孔半径；
R ＝R 2＋2
s
——轴瓦截面对称层半径； r ＝
12ln(/)
s
R R ——轴瓦中性层曲率半径；
Y c ＝R −r ——轴瓦截面对称层距中性层的距离； Y ＝ρ−r ——轴瓦径向各层距中性层距离；
θ ——中心角为θ 的轴瓦截面；
d θ ——轴瓦微段单元。

图B .3 轴瓦弯向应力计算
如图B.3所示，轴瓦中性层外为拉伸变形，其应力按式（B.9）计算：
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12H c 1
(2sin )/(π)
1EJ D r r Y Bs
R r θσΔ=
⎛⎞+⎜⎟−⎝⎠………………………………… （B.9） 如图B.3所示，轴瓦中性层内为压缩变形，其应力按式（B.10）计算：
22H c 2(2sin )/(π)
1EJ D r r Y Bs
r R θσΔ=
⎛⎞+⎜⎟−⎝⎠
…………………………………（B.10） 上述应力计算值不得大于轴瓦钢背材料的弯曲极限强度。

否则，自由弹张量将重新计算。