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                                有關TZS88合金在齒輪泵上的應用研究

                                有關TZS88合金在齒輪泵上的應用研究

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                                【摘要】:
                                摘要:本文提出了TZS88滑動軸承合金的成分特點和優良性能,用它取代ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10P1等錫青銅制造軸瓦、軸套,簡化了制造工藝,降低生產成本50%以上,成功地在較高滑動速度和較高工作溫度的齒輪泵上應用。???關鍵詞:滑動軸承軸承合金錫青銅齒輪泵???1 引言???我國各種機械設備上的軸瓦、軸套,長期廣泛采用錫青銅制造,例如,各種型號的齒輪泵,以前一直采用ZCuSn6Pb6Z

                                    摘要:本文提出了TZS88滑動軸承合金的成分特點和優良性能,用它取代ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10P1等錫青銅制造軸瓦、軸套,簡化了制造工藝,降低生產成本50%以上,成功地在較高滑動速度和較高工作溫度的齒輪泵上應用。
                                    關鍵詞:滑動軸承 軸承合金 錫青銅 齒輪泵
                                    1 引言
                                    我國各種機械設備上的軸瓦、軸套,長期廣泛采用錫青銅制造,例如,各種型號的齒輪泵,以前一直采用ZCuSn6Pb6Zn3或ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅鑄造軸套毛坯,采用機械加工再經鍍鉛處理的工藝,然后裝配使用,生產工藝復雜,成本高。針對這種情況,我們研制了新型滑動軸承合金(代號TZS88),取代錫青銅鑄造軸瓦、軸套毛坯,機械加工后直接裝配使用,工藝簡單,降低50%以上的軸套生產成本。
                                    2 TZS88合金的成分與性能
                                    (1)TZS88合金的成分
                                    該合金以鋁為基,含有Cu、Sn、Ni、Fe、Ti…等元素,經過適當的處理,使它具有較高強度、硬度、塑性和優越的滑動軸承性能。
                                    (2)TZS88合金的性能
                                    測試出TZS88合金的多項性能數據,列入表1中,與常用的幾種傳統滑動軸承合金進行對比。從表1中看出,TZS88合金的強度、硬度、塑性與錫青銅相當;它的摩擦系數卻比錫青銅低得多,與錫基巴氏合金接近;熱導率明顯優于錫青銅和錫基巴氏合金;密度只是錫青銅的1/3。表1中的數據說明了TZS88合金具有優良的滑動軸承性能,可以取代錫青銅制造整體材質的軸瓦、軸套等機械零件。
                                    3 TZS88合金軸套在齒輪油泵中的生產應用
                                    (1)TZS88合金軸套裝配齒輪泵的開發性試驗
                                    選CB50型齒輪油泵為試驗對象,額定轉速n=1500r/min,額定壓力p=10MPa和p=16MPa兩種。1993年5月,對上述兩種齒輪油泵的TZS88合金軸套毛坯,按原設計圖紙加工合格,分別裝配100臺供抽樣試驗。根據原國家機械工業委員會頒布的齒輪泵行業標準的規定,對上述兩種齒輪泵都分別進行空載排量試驗、效率試驗、超速試驗、超壓試驗、高溫試驗、高溫沖擊試驗、高溫超載試驗、外滲漏檢查試驗和解體檢查試驗。順利完成上述試驗項目后,對所試驗的上述兩種齒輪泵的解體檢查認為:各主要零件沒有疲勞損傷,各摩擦副沒有燒傷、剝落和明顯劃傷等現象,泵體掃膛痕跡沒有超過兩軸中心連線,符合齒輪泵行業標準的規定。
                                    (2)TZS88合金軸套裝配齒輪油泵的耐久性試驗
                                    上述兩種齒輪泵的開發性試驗成功后,再隨機各抽一臺進行耐久性試驗。
                                    ①試驗設備:CB50泵壽命試驗臺。
                                    ②試驗條件
                                    試驗壓力:齒輪泵的額定壓力分別為p=10MPa和p=16MPa兩種;
                                    試驗轉速:n=1500r/min;
                                    試驗油液:N46#抗磨液壓油(粘度ν40=39.9mm2/s);
                                    試驗油溫:80℃~90℃;
                                    沖擊頻率:25T/min。
                                    ③齒輪泵的耐久性試驗情況
                                    在上述試驗條件下,分別對上述兩種CB50型齒輪泵先后連續進行耐久性沖擊試驗。在試驗過程中,所試驗的齒輪泵均無外滲漏和其它異?,F象。兩種齒輪泵的沖擊次數均超過了40萬次,在50℃時,測得p=10MPa的齒輪泵的容積效率為92.3%,p=16MPa的齒輪泵的容積效率為92.20%。
                                    4 TZS88合金軸套裝配齒輪泵的生產應用情況
                                    用TZS88合金軸套裝配額定轉速n=1500r/min,額定壓力分別為p=10MPa和p=16MPa兩種類型的CB50型齒輪泵,在開發性試驗和耐久性試驗成功后,再各裝配100臺,通過出廠檢驗,打上記號投放市場跟蹤收集使用效果的信息。經過用戶長達一年的使用,表明效果很好。于是,就逐步擴大TZS88合金軸套的生產量,裝配齒輪泵投放市場。自1993年以來,用TZS88合金取代ZCuSn6Pb6Zn3、 ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅生產軸套裝配CB50齒輪泵,到1998年12月,投放市場的數量累計已達到5萬臺以上。
                                    5 TZS88合金軸套的經濟效益分析
                                    TZS88合金的密度僅是錫青銅的1/3,相同重量的TZS88合金和錫青銅相比,前者的體積是后者的三倍,前者所能制造相同尺寸的軸套數目也必然是后者的三倍。熔煉錫青銅的主要原材料電解銅比TZS88合金的主要原材料純鋁高得多;TZS88合金的熔煉溫度低于800℃,錫青銅的熔煉溫度高于1100℃,顯然,前者的能量消耗低于后者;用錫青銅制造齒輪泵軸套,機械加工后還必須進行內孔鍍鉛處理,而用TZS88合金制造的軸套卻不需要鍍鉛。綜合以上因素,可以認為用TZS88合金取代錫青銅制造齒輪泵軸套,至少能夠降低50%以上的生產成本。
                                    6 結論
                                    TZS88滑動軸承合金,具有優良的滑動軸承性能,完全能夠取代部分銅合金(例如ZCuSn6Pb6Zn3、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuSn10P1等)制造整體材質的軸瓦、軸套,完全可以用在較高滑動速度和較高工作溫度(例如齒輪泵等)的工況條件下。
                                    用TZS88合金取代部分錫青銅制造軸瓦、軸套等機械零件,至少可以降低50%以上的軸套生產成本。

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