轴承瓦类型及轴向定位

摘要：柴油发电机中的轴承以滑动轴承（又称轴瓦）为多，其中受力较大且具有重要功用轴承和主轴曲轴承。它们的作业状况对柴油发电机的可靠性、使用寿命等有很大危害。因此，轴瓦应具有一定的强度和刚度，在轴承中定位可靠，便于输入润滑剂，容易散热，并且装拆、调整方便。

      轴瓦是用厚1~3mm的钢带作瓦背，其上浇有厚0.3~1.0mm的减摩合金（白合金、铜铅合金或铝基合金）的薄壁零件。因为连杆轴承在工作时受到气体压力和活塞连杆组往复惯性力的冲击作用，而且轴承工作表面和轴之间有很高的相对滑动转速，因为高负载、高速度的功用，于是轴承很容多见热和磨损。这就要求减摩合金的机械强度要高，耐腐蚀，耐热性和减摩性要好。因为柴油发电机的轴承负荷大，故而柴油发电机通常采用铜铅合金或铝基合金轴瓦。它们的抗疲劳强度高，承载能力大，耐磨性也好，但其减摩性较差。

      为了改善减摩合金的表面性能，通常在减摩合金上再镀一层极薄的合金（多为铅锡合金），结构“钢背一减摩合金一表层的三层金属轴瓦。为了使轴瓦在作业中不致转动或轴向移动，在轴瓦上冲出高出背面的定位凸键，在轴瓦装入大头孔中时，两个凸键应分别嵌入连杆杆身和连杆盖的相应凹槽中。有些轴瓦在内表面有浅槽，用以储油以利润滑。但实践证明，开油槽的轴瓦承载能力显著减轻，因此受力大的轴瓦，如主轴承的下轴瓦较好不开槽。轴瓦的内外表面都经过精密加工，因此，不允许以任何不适当的手工方式加工（如锉连杆盖、焊补合金等）。装配时，连杆轴瓦与曲柄销间应有适当的油膜间隙。装配轴瓦时，必须保持干净，如有任何杂物落入，将会破坏其紧密性，引起轴瓦变形、发烫甚至烧坏合金。

整体式轴瓦一般在轴套上开有油孔和油沟以便润滑，如图1所示，粉末冶金制成的轴套通常不带油沟，如图2所示。

 为了改进轴瓦表面的摩擦性质，可在内表面上浇铸一层减摩材料（如轴承合金），称为轴承衬。轴瓦上的油孔用来提供润滑油，油沟的用途是使润滑油均匀分布。易损油沟的形状如图4a\b\c所示，应开在非承载区。

      仅仅靠过盈配合来对轴承圈进行轴向定位是不够的。一般，需要采用一些合适的途径来对轴承圈进行轴向定位。定位轴承的内外圈该当在两侧都进行轴向固定。对于不可分离结构的非定位轴承，例如角接触球轴承，一个轴承圈采用较紧的配合(一般是内圈)，需要轴向固定；另一个轴承圈则相对其装配面可以自由地轴向移动。对于可分离构成的非定位轴承，例如圆柱滚子轴承，内外圈都需要轴向固定。

      采用过盈配合的轴承内圈装配时，通常使内圈一侧靠着轴上的挡肩，另一侧则通常用一个锁紧螺母(小时T或小时TA系列)固定带锥形孔的轴承直接装配在锥形轴颈上，通常用锁紧螺母固定在轴上。隔套定位法在轴承圈之间或轴承圈与邻近零件之间的采用隔套或隔圈，代替整体轴肩或轴承座肩是很便利的。在这些情形下，尺寸和形状公差也实用于相关零件。阶梯轴套定位另一种轴承轴向定位的对策是采用阶梯轴套(图11)。这些轴套特别适用精密轴承配置，与带螺纹的锁紧螺母相比，其跳动更小且供应更高的精度。阶梯轴套通常用于超高速度主轴，对于这种主轴，传统的锁紧装置无法向其提供足够的精度。

      采用过盈配合的轴承外圈安装时，通常使外圈的一侧靠着轴承座上的挡肩，另一侧则用一个固定端盖固定。

      固定端盖和其固定螺钉在一些情况下对轴承形状和性能产生负面危害。如果轴承座和螺钉孔间的壁厚太小，或者螺钉紧固太紧，外圈滚道可能会变形。较轻的ISO尺寸系列19系列比10系列或更重系列更容易受到此类磨耗的影响。

      采用大量小直径的螺钉是有利的。应预防仅仅用3或4个螺钉，因为紧固点少，可能会在轴承座孔中形成凸起。这将发生易变的摩擦力矩、噪音和不稳定的预负载(操作角接触球轴承时)。对于设计复杂、空间有限、仅可采用薄壁轴承和有限的螺钉数量的曲轴。在这些例子中，建议通过FEM(有限元法)剖析对变形进行精确验看。

      另外，轴承座端面和端盖法兰间的轴向间隙也应该检查。指导值为10-15仙m/100mm轴承座孔径。