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合金在齿轮泵上的应用研究 摘要：本文提出了TZS88滑动轴承合金的成分特点和优良性能，用它取代ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10P1等锡青铜制造轴瓦、轴套，简化了制造工艺，降低生产成本50%以上，成功地在较高滑动速度和较高工作温度的齿轮泵上应用。
1 引言 我国各种机械设备上的轴瓦、轴套，长期广泛采用锡青铜制造，例如，各种型号的齿轮泵，以前一直采用ZCuSn6Pb6Zn3或ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜铸造轴套毛坯，采用机械加工再经镀铅处理的工艺，然后装配使用，生产工艺复杂，成本高。针对这种情况，我们研制了新型滑动轴承合金(代号TZS88)，取代锡青铜铸造轴瓦、轴套毛坯，机械加工后直接装配使用，工艺简单，降低50%以上的轴套生产成本。 2 TZS88合金的成分与性能 (1)TZS88合金的成分 该合金以铝为基，含有Cu、Sn、Ni、Fe、Ti…等元素，经过适当的处理，使它具有较高强度、硬度、塑性和优越的滑动轴承性能。 (2)TZS88合金的性能 测试出TZS88合金的多项性能数据，列入表1中，与常用的几种传统滑动轴承合金进行对比。从表1中看出，TZS88合金的强度、硬度、塑性与锡青铜相当；它的摩擦系数却比锡青铜低得多，与锡基巴氏合金接近；热导率明显优于锡青铜和锡基巴氏合金；密度只是锡青铜的1/3。表1中的数据说明了TZS88合金具有优良的滑动轴承性能，可以取代锡青铜制造整体材质的轴瓦、轴套等机械零件。 3 TZS88合金轴套在齿轮油泵中的生产应用 (1)TZS88合金轴套装配齿轮泵的开发性试验 选CB50型齿轮油泵为试验对象，额定转速n=1500r/min，额定压力p＝10MPa和p=16MPa两种。 (2)TZS88合金轴套装配齿轮油泵的耐久性试验 上述两种齿轮泵的开发性试验成功后，再随机各抽一台进行耐久性试验。 ①试验设备：CB50泵寿命试验台。 ②试验条件 试验压力：齿轮泵的额定压力分别为p=10MPa和p=16MPa两种； 试验转速：n=1500r/min； 试验油液：N46#抗磨液压油(粘度ν40=39.9mm2/s)； 试验油温：80℃～90℃； 冲击频率：25T/min。 ③齿轮泵的耐久性试验情况 在上述试验条件下，分别对上述两种CB50型齿轮泵先后连续进行耐久性冲击试验。在试验过程中，所试验的齿轮泵均无外渗漏和其它异常现象。两种齿轮泵的冲击次数均超过了40万次，在50℃时，测得p=10MPa的齿轮泵的容积效率为92.3%，p=16MPa的齿轮泵的容积效率为92.20%。 用TZS88合金轴套装配额定转速n=1500r/min，额定压力分别为p=10MPa和p=16MPa两种类型的CB50型齿轮泵，在开发性试验和耐久性试验成功后，再各装配100台，通过出厂检验，打上记号投放市场跟踪收集使用效果的信息。经过用户长达一年的使用，表明效果很好。于是，就逐步扩大TZS88合金轴套的生产量，装配齿轮泵投放市场。自1993年以来，用TZS88合金取代ZCuSn6Pb6Zn3、 ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜生产轴套装配CB50齿轮泵，到1998年12月，投放市场的数量累计已达到5万台以上。 5 TZS88合金轴套的经济效益分析 TZS88合金的密度仅是锡青铜的1/3，相同重量的TZS88合金和锡青铜相比，前者的体积是后者的三倍，前者所能制造相同尺寸的轴套数目也必然是后者的三倍。熔炼锡青铜的主要原材料电解铜比TZS88合金的主要原材料纯铝高得多；TZS88合金的熔炼温度低于800℃，锡青铜的熔炼温度高于1100℃，显然，前者的能量消耗低于后者；用锡青铜制造齿轮泵轴套，机械加工后还必须进行内孔镀铅处理，而用TZS88合金制造的轴套却不需要镀铅。综合以上因素，可以认为用TZS88合金取代锡青铜制造齿轮泵轴套，至少能够降低50%以上的生产成本。 6 结论 TZS88滑动轴承合金，具有优良的滑动轴承性能，完全能够取代部分铜合金(例如ZCuSn6Pb6Zn3、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuSn10P1等)制造整体材质的轴瓦、轴套，完全可以用在较高滑动速度和较高工作温度(例如齿轮泵等)的工况条件下。 用TZS88合金取代部分锡青铜制造轴瓦、轴套等机械零件，至少可以降低50%以上的轴套生产成本。。 三爪联轴器，水泵联轴器 联轴器种类繁多，按照被联接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为：①固定式联轴器。主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，结构一般较简单，容易制造，且两轴瞬时转速相同，主要有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等。②可移式联轴器。主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的地方，根据补偿位移的方法又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。刚性可移式联轴器利用联轴器工作零件间构成的动联接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿，如牙嵌联轴器（允许轴向位移）、十字沟槽联轴器（用来联接平行位移或角位移很小的两根轴）、万向联轴器（用于两轴有较大偏斜角或在工作中有较大角位移的地方）、齿轮联轴器（允许综合位移）、链条联轴器（允许有径向位移）等，弹性可移式联轴器（简称弹性联轴器）利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴的偏斜和位移，同时弹性元件也具有缓冲和减振性能，如蛇形弹簧联轴器、径向多层板簧联轴器、弹性圈栓销联轴器、尼龙栓销联轴器、橡胶套筒联轴器等。联轴器有些已经标准化。选择时先应根据工作要求选定合适的类型，然后按照轴的直径计算扭矩和转速，再从有关手册中查出适用的型号，最后对某些关键零件作必要的验算。 |
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