發動機軸瓦加工工藝改進設計研究范文

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關鍵詞：發動機；軸瓦；加工工藝

軸承作為重要的支撐元件，按照其摩擦性質分為滑動軸承和滾動軸承，滑動軸承性能優于滾動軸承，使用更廣泛。滑動軸承由軸瓦和軸承座構成，軸瓦直接與軸相接觸作相對運動。軸承表面有油膜存在，在一定載荷作用下軸徑和軸承之間仍存在邊界摩擦或混合摩擦，為保證軸承在發動機運行中安全可靠，要求軸承合金具有良好物理化學性能。為提高其使用性能，降低成本，文章從選材入手，對其加工工藝進行改進設計。

1發動機軸瓦的作用和結構

發動機高速運轉時，一旦出現裝配不良、潤滑不良、溫度過高、超負荷運行等現象，軸瓦相當于“發動機的保險絲”，通過自損來保護其他零件，從而降低發動機維護成本。發動機的軸瓦大多數是對開式薄壁型，為了防止摩擦產生熱量影響其他零部件，通常表面質量有較高的要求。其主要組成部分有鋼背層、合金層、油槽、內倒角、油孔、油孔倒角和外倒角等。

2軸瓦材料的選擇

燒瓦現象作為最常見的失效形式，其主要原因與軸瓦材料有很大關系，軸瓦常用的材料有金屬材料和非金屬材料。金屬材料中，鑄鐵具有優良的延展性和可鑄造性，性價比較高，但抗拉性能差，承受載荷能力不強，焊接性能也較差，后期維修成本較高。合金材料使用性能優于鑄鐵，具有更高的強度、減摩性、導電性、導熱性和延展性，常見的巴氏合金適用于中低速等[1]。非金屬材料中應用最多是工程塑料，工程塑料最大的優點在于抗腐蝕性強，減摩性及耐磨性好，自潤滑好不易擦傷配合表面；除此之外還有木質材料、碳-石墨、橡膠等。針對當前發動機發展方向：高速、重載、質量輕、成本低，從而對軸瓦提出了更高的要求，研究表明：鋁鋅合金具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和抗膠合性等一系列優良物理化學和機械方面的性能，且成本低廉[2]。

3軸瓦加工工藝的改進

文章以提高產品強度，改善加工表面質量，減少加工工序為目的，對軸瓦加工工藝進行改進，軸瓦的加工集中在通用車床完成，減少了裝夾次數，從而減少了加工誤差，適用于高速重載發動機上[3]。

3.1毛坯的制造

1）軸瓦為薄壁型零件，一般采用壓彎成型方式獲得毛坯外形。剪床將鐵基金屬板裁剪成規格尺寸，再用壓力機將毛坯用折彎定型[4]。2）粗車表面，為減少切削產生的變形，在澆注之前，需對內外圓表面，左右端面進行粗加工處理，切除較大的余量。3）粗車油槽和倒角，先將軸瓦固定在鉗工臺上，劃上加工軌跡，防止在粗車時出現誤差。然后對毛坯進行熱處理，將其放在550℃左右的保溫爐中，保溫2h左右，并進行倒角。4）銑削油孔，油孔的作用是用來潤滑軸的，加工油孔時盡量均勻分布。

3.2毛坯澆注面處理

1）噴丸處理，為消除毛坯壓彎成型產生的表面應力，提高抗疲勞強度，采用噴丸處理。2）清洗，為除掉軸瓦表面的堿性和酸性物質，澆注前需對軸瓦進行清洗。常用工業火堿配置成8%～10%的氫氧化鈉來清洗零件表面的的堿性物質。再用濃度10%工業鹽酸浸泡5min左右，用熱水沖洗掉殘留在上面的酸性物質。

3.3澆注面搪鋅

先將毛坯放入保溫爐中進行預熱，溫度是200℃左右、時間在30min左右。然后將毛坯的內表面浸泡在液態純鋅中5min左右，完成對軸瓦內表面的搪，確保毛坯搪得均勻而稀薄。

3.4澆注鋅基合金

1）將毛坯裝夾在離心澆注機上，然后將熔融的液態的鋅基合金澆鑄在搪鋅后的毛坯內表面上。澆注完成后放在空氣中自然冷卻1min左右，接著用自來水冷卻2～3min，最后靜置于空氣中讓它冷卻至室溫。2）檢查澆注質量。利用相關儀器設備檢查毛坯的粘結的質量和澆注的質量、合金成分、金相和硬度等是否達標。

3.5精加工以及檢查

1）半精加工，為進一步提高表面質量，消除澆注不均勻的缺陷，粗車內孔澆注的合金面，半精車內外圓表面及左右端面。2）精加工，區別于傳統鏜削加工方法，直接采用專用的刮瓦機進行內外表面的精加工，減少了粗鏜工序，縮短了工時，從而提高了生產效率。3）最終檢查，檢測零件內部是否完整，以及表面是否有缺損。然后抽樣檢查軸瓦的厚度、鋼背層的厚度、合金層的厚度以及油槽的深度和各個倒角的角度是否合格。

4結束語

文章通過多種材料比較，選擇適合高速重載發動機軸瓦的材料；然后以提高表面質量和力學性能，提高生產效率為主要目的，對其加工工藝進行改進，將軸瓦加工集中在車床完成，摒棄傳統的鏜削工藝，采用更專業的刮瓦機。

參考文獻：

[1]杜芝鵬.立式水輪機水導軸承軸瓦結構分析及其工藝研究[J].東方電氣評論,2017(2):47-51.

[2]張奇.一種低成本的軸瓦加工工藝方案[J].解決方案,2014(2):7.

[3]梁忠耀,俞艷花.發動機軸瓦防漏裝方法[J].裝備制造技術,2016(7):193-196.

[4]王秋冰.發動機的發展趨勢[M].西安:西安電子科技大學出版社,2007.

作者：肖潔 單位：湖北工程學院新技術學院