第九章 内燃机滑动轴承设计ppt课件

2006-3-2• 4、轴瓦宽度 • 轴瓦宽度一般取决于发动机的总体布置，现代
高速内燃机由于紧凑的需要，使得轴瓦宽度越 来越小。 • 轴瓦宽度↘→轴承两端端泄↗→不易建立油膜 • 轴瓦宽度↗→散热困难→油温↗→粘度↘
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轴承的结构设计（续）
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滑动轴承实物图
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自由弹势示意图
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轴瓦定位与由槽
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润滑油膜
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（一）三种摩擦
• （2）流体摩擦：用润滑油将两相对运动的 金属表面隔开，使之成为润滑油之间的摩 擦，从而使摩擦阻力大大减小。
• 为了实现流体摩擦，两金属表面之间的油 膜应具有一定的厚度。
• （3）临界摩擦：摩擦表面之间有机油，但 油膜太薄，不足于把两个摩擦表面完全分 开。
• 影响轴心轨迹的因素有结构参数（轴承的 长径比、间隙）、工作参数（负荷、转速） 和润滑油的粘度。
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计算轴心轨迹作用
• 1、可作为判断轴承实现液体润滑情况的重 要依据。
• 2、帮助分析轴承损坏原因，改进设计。 • 3、合理布置油孔、油槽位置，使供油舒畅。 • 4、实现轴承润滑的最佳设计。
• 铜铅合金许用比压和温度均较高，但减摩 性和耐腐蚀性较差，所以，常用于轴瓦的 中间层。
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轴承材料（铝基合金）
• 铝基合金有高锡铝合金和低锡铝合金两类。
• 铝基合金在力学性能上优于巴氏合金，在 减摩性、耐蚀性、工艺性和经济性等方面 都优于铜铅合金，即综合性能较好，是目 前内燃机曲轴轴承中应用最广泛的材料。
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轴承的结构设计（续）
轴承间隙↗
机油流量↗ 机油温度↘ 最小油膜厚度↗↘
承压能力↘
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第三节 轴心轨迹
• 轴承的工作可靠性和寿命与轴承的润滑状 态密切相关。通过轴心运动轨迹，可以了 解润滑油膜的分布情况及变化规律。
• 所谓轴心轨迹，是指轴颈在油膜压力、外 负荷及角速度的周期变化中，轴心所绘出 的一条封闭曲线。
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图示20063272021精选ppt13轴承的结构设计续轴承间隙的选择取决于轴承材料润滑油性能负荷大小与特性轴颈和轴承表面的加工精度和表面粗糙度机油滤清质量轴承工作温度以及轴颈和轴承的弹性等错综复杂的因素
第九章 内燃机滑动轴承设计
• 第一节 摩擦分类与轴承材料 • 第二节 轴瓦的结构设计 • 第三节 轴心轨迹
•
铜铅合金：0.25～0.4mm
• 2、轴瓦的自由弹势和过盈度
• 自由状态下的轴瓦口外缘距离大于轴承座孔直径， 差值称为自由弹势。一般要求自由弹势在0.5～ 1.5mm。图示
• 为了保证轴瓦与座孔间贴合良好，轴瓦必须以一 定的过盈装入座孔中。
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轴承的结构设计（续）
• 3、轴瓦表面几何形状 • （1）轴向变厚度轴瓦 P152 图9－2 • 适应弯曲变形，减小边缘负荷。 • （2）径向变厚度轴瓦 P153 图9－3 • 适应往复惯性力、气压力、装配力等需要。
• 临界摩擦的摩擦系数介于干摩擦和流体摩 擦之间。
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（二）轴承材料
• 要求：
• （1）有足够高的疲劳强度
•
合金层厚度↘→承压能力↗
• 所以轴瓦采用背钢＋减摩合金多层结构， 且减摩层厚度不超过0.4mm。
• （2）有良好的减摩性能，包括抗咬合性、 嵌藏性和顺应性
• （3）有良好的耐蚀性
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轴承材料（续）
• 现代内燃机轴承采用三层结构： • 软减摩层；硬减摩层；背钢(优质低碳钢) • 目前，内燃机轴承合金有巴氏合金、铜基
合金和铝基合金三大类。
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轴承材料（巴氏合金）
• 巴氏合金又称白合金（有锡基和铅基两 种）。它是由软合金基体中分布硬质点构 成。软基体使它具有良好的减摩性，硬质 点使其有较好的耐磨性。
• 5、轴瓦的定位：定位唇 • 6、润滑油孔和油槽 • 轴承中间开油槽，油孔应开在负荷较轻的
方向。图示 • 开槽后，轴承承载能力下降，所以： • 主轴承在上轴瓦开槽； • 连杆轴承在下轴瓦开槽。
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轴承的结构设计（续）
• 7、轴承间隙
• 轴承间隙的选择，取决于轴承材料、润滑 油性能、负荷大小与特性、轴颈和轴承表 面的加工精度和表面粗糙度、机油滤清质 量、轴承工作温度以及轴颈和轴承的弹性 等错综复杂的因素。
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第一节 摩擦分类与轴承材料
• 绝大多数内燃机用滑动轴承，并且经过 多年的发展，在结构上已定型，都是可 互换的高精密度多层薄壁轴瓦。个别有 例外。
• （一）三种摩擦
• （1）干摩擦
• 在力的作用下，两个金属零件表面直接 接触，并做相对滑动时的摩擦。
• 干摩擦时的摩擦阻力很大、磨损快。
• 但巴氏合金最大的缺点是疲劳强度低，且 随温度升高而迅速降低。
• 一般只用于强化程度低的汽油机。 • 铅基合金比锡基便宜，但耐腐蚀性差。
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轴承材料（铜基合金）
• 铜基合金有铅青铜和铜铅合金两类。
• 铅青铜强度和硬度很高，但减摩性差，只 用于滑动速度低、比压很高的连杆小头衬 套。
• 低锡铝合金强度好，广泛用作基层合金。
• 高锡铝合金减摩性好，可用于减摩滑动层， 也可单独使用。
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第二节 轴瓦的结构设计
• 1、轴瓦厚度
• 轻系列（汽油机连杆轴承）:1.5～3mm
• 重系列（柴油机连杆轴承和所有主轴承）：2.5～
4mm
• 减摩合金层厚：巴氏、铝基合金：0.08～0.30mm