对于任何特定的轴承设计,滚动轴承配件的功能可靠性和使用寿命都取决于材料对的以下特性:(轴承 - 轴)的特性以及润滑剂的特性。根据运转条件的不同,要么滑动对的材料起主要作用,要么润滑起主要作用。
设计参数、操作条件和经济要求是选择轴承材料的出发点。除了滑动特性外,载荷力的大小和性质、滑动速度及其所引起的运转温度的范围、润滑油的质量和类型、润滑的可靠性、周围环境的影响、理想使用寿命和经济因素都是需要考虑的内容。还需要考虑滑动、机械和物理特性,从而正确地选择轴承材料。
由于对于滑动轴承的要求具有差异,因此已知轴承材料无法满足各方面的要求。对于任何具体的情况和要选择的部分方案,必须决定各个要求重要的程度。对于静压轴承或在动压润滑区域内运转的轴承,为确保强度的需要,必须首先考虑轴承的设计和润滑油的选择。对于在有限润滑区域(也被看作是动压润滑区域)内运转的轴承和干摩擦滑动轴承,必须考虑材料的滑动特性。这些滑动特性对于混合摩擦区域是最重要的标准。
轴承材料选择的主要标准有:
这些标准的重要性和顺序根据条件的不同也有所不同。根据这些条件,其他标准(如运行特性、应急特性、润滑油的润湿能力、硬度、导热性、热膨胀性、密度等)也可包含在内。
轴承材料最重要的类别有锡和铅合成物、含锡和铅的铜合金、铝合金、其他金属材料(灰口铸铁、多孔金属等)、塑料和其他非金属材料(石墨、橡胶和木头等)。下表列出了主要轴承材料类别的功能标准:
轴承材料 | 使用钢轴时的抗粘蚀性能 | 适应性和对硬颗粒的吸收能力 | 与油接触时的防腐性 | 疲劳强度 |
锡合成物 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常差 |
铅合成物 | 非常好 | 非常好 | 一般 | 非常差 |
铜锡合金 | 非常差 | 非常差 | 好 | 非常好 |
铜锡铅合金 | 一般 | 差 | 差 | 好 |
铝锡合金 | 好 | 好 | 非常差 | 一般 |
铜铅合金 | 差 | 一般 | 非常好 | 非常好 |
灰口铸铁 | 非常差 | 非常差 | 一般 | 非常好 |
混合塑料 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | - |
石墨 | 非常好 | 一般 | 非常好 | - |
轴承材料的硬度越高,其载荷能力和抗磨损性也就越高。轴承材料越软,损伤轴表面的可能性就越小,并且适应性、运转特性和对硬颗粒的吸收能力就越好,这就是它的卓越特性。因此我们得出这样的结论:即滑动对偶的两个部件的差别是最重要的。使用轴承材料时,必须确保:
以下信息表中给出了滑动轴承安装材料的大概特性值:
以下段落中给出了一些轴承材料类型的主要特性、最大载荷能力和正确使用的示例。