【摘要】：柴油機連桿小端滑動軸承是用來保護連桿小端與活塞銷的重要軸承,工作環(huán)境極其惡劣,其磨損程度對柴油機的使用壽命造成嚴重影響,所以研究滑動軸承材料本身的摩擦磨損特性就會顯得特別重要。本文以某型號柴油機連桿小端滑動軸承為例,采用銷-盤模擬試驗,研究在強力旋壓工藝后錫青銅滑動軸承材料摩擦磨損特性,具體研究內(nèi)容如下:設(shè)計單因素試驗,在MG-2000型高速高溫摩擦磨損試驗機上進行強力旋壓錫青銅滑動軸承材料的銷-盤摩擦磨損試驗,分析轉(zhuǎn)速、載荷、溫度三個工況因素對其摩擦磨損特性的影響,并分析其摩擦磨損機理。結(jié)果表明:在不同工況因素下,其材料表面的主要摩擦磨損形式也會發(fā)生變化,摩擦磨損形式的轉(zhuǎn)換在宏觀上主要體現(xiàn)在摩擦系數(shù)與磨損量的變化,在微觀上主要體現(xiàn)在表面形貌與磨損面元素變化上。根據(jù)單因素的試驗結(jié)果,摩擦系數(shù)隨著轉(zhuǎn)速的升高而呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢;隨著載荷的增大呈現(xiàn)減小趨勢,當載荷過大時,又會出現(xiàn)增長;隨著溫度的升高呈現(xiàn)減小趨勢,當溫度過高時,又會急劇增大。磨損量符合Archard磨損定律,磨損量隨著轉(zhuǎn)速與載荷的增大呈現(xiàn)增大趨勢;隨著溫度的升高,磨損量呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。設(shè)計響應(yīng)曲面試驗,得到強力旋壓錫青銅滑動軸承材料摩擦系數(shù)與磨損量的三元二次回歸方程,并對回歸方程進行ANOVA方差分析,分析轉(zhuǎn)速、載荷、溫度三個工況因素及其交互作用對強力旋壓錫青銅滑動軸承材料摩擦系數(shù)與磨損量的影響順序,并進行工況因素的優(yōu)化。結(jié)果表明:工況因素對強力旋壓錫青銅滑動軸承材料摩擦系數(shù)的影響順序依次為:轉(zhuǎn)速、載荷、溫度;轉(zhuǎn)速與載荷的交互作用對摩擦系數(shù)有顯著影響。工況因素對強力旋壓錫青銅滑動軸承材料磨損量的影響順序依次為:載荷、轉(zhuǎn)速、溫度;轉(zhuǎn)速與溫度的交互作用對磨損量有顯著影響。在響應(yīng)曲面優(yōu)化的結(jié)果中得到,當轉(zhuǎn)速126r/min,載荷109N,溫度102℃時,強力旋壓錫青銅軸承材料的摩擦系數(shù)與磨損量皆能保持較小值。
【圖文】：

圖 3.3 三旋輪錯距強力旋壓3.1.2 滑動軸承的材料選擇本文研究的滑動軸承為位于柴油機連桿小端的滑動軸承（連桿襯套），其工作環(huán)境相當惡劣，，不僅僅要承受具有高速摩擦和交變載荷的工作環(huán)境，同時又有潤滑油衰變等復(fù)雜變化，所以對于柴油機連桿襯套的力學性能要有很高的要求，要具有良好的減摩性耐磨性、抗咬粘性、磨合性、耐腐蝕性、嵌入性、抗疲勞性及足夠的承載能力，以減小摩擦磨損，延長滑動軸承的使用壽命。所以綜合考慮，本文滑動軸承的材料選擇錫青銅(QSn7-0.2)合金，這是目前用于制造滑動軸承的一種新型合金材料，錫銅化合物晶體屬于極其堅硬的一種化合物晶體，它均勻分布在錫青銅(QSn7-0.2)合金的基體表面，可以對活塞銷起到支撐作用，因此由錫青銅(QSn7-0.2)合金制成的滑動軸承具有良好的耐磨性和機械強度，在高轉(zhuǎn)速、高載荷的工作條件下也不易因塑性形變或應(yīng)力集中而發(fā)生斷

中北大學學位論文P、Pb、Zn 等元素。在錫青銅(QSn7-0.2)合金中 P 元素，可以使其流動性及綜合性能得到改善，故錫磷青銅可作為彈性材料，由于其在強力旋壓后易造成局部不均勻塑性變形，所以強力旋壓后需要對錫青銅(QSn7-0.2)連桿襯套進行低溫退火，增加其性能的穩(wěn)定性[68-69]。分別測量錫青銅(QSn7-0.2)原材料與強力旋壓后工件的力學性能，如下圖 3.4 所示，力學性能結(jié)果如下表 3.1。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK423

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本文編號：2684754