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合金在齒輪泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3)上的應(yīng)用
1引言
我國(guó)各種機(jī)械設(shè)備上的軸瓦、軸套,長(zhǎng)期廣泛采用錫青銅制造,例如,各種型號(hào)的齒輪泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3),以前一直采用ZCuSn6Pb6Zn3或ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅鑄造軸套毛坯,采用機(jī)械加工再經(jīng)鍍鉛處理的工藝,然后裝配使用,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,成本高。針對(duì)這種情況,我們研制了新型滑動(dòng)軸承合金(代號(hào)TZS88),取代錫青銅鑄造軸瓦、軸套毛坯,機(jī)械加工后直接裝配使用,工藝簡(jiǎn)單,降低50%以上的軸套生產(chǎn)成本。 2TZS88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(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚恚顾哂休^高強(qiáng)度、硬度、塑性和優(yōu)越的滑動(dòng)軸承性能。 (2)TZS88合金的性能 測(cè)試出TZS88合金的多項(xiàng)性能數(shù)據(jù),列入表1中,與常用的幾種傳統(tǒng)滑動(dòng)軸承合金進(jìn)行對(duì)比。從表1中看出,TZS88合金的強(qiáng)度、硬度、塑性與錫青銅相當(dāng);它的摩擦系數(shù)卻比錫青銅低得多,與錫基巴氏合金接近,熱導(dǎo)率明顯優(yōu)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(shù)據(jù)說(shuō)明了TZS88合金具有優(yōu)良的滑動(dòng)軸承性能,可以取代錫青銅制造整體材質(zhì)的軸瓦、軸套等機(jī)械零件。 3TZS88合金軸套在齒輪油泵中的生產(chǎn)應(yīng)用 (1)TZS88合金軸套裝配齒輪泵的開(kāi)發(fā)性試驗(yàn) 選CB50型齒輪油泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3)為試驗(yàn)對(duì)象,額定轉(zhuǎn)速n=1500r/min,額定壓力p=10MPa和p=16MPa兩種。1993年5月,對(duì)上述兩種齒輪油泵的TZS88合金軸套毛坯,按原設(shè)計(jì)圖紙加工合格,分別裝配100臺(tái)供抽樣試驗(yàn)。根據(jù)原國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)頒布的齒輪泵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,對(duì)上述兩種齒輪泵都分別進(jìn)行空載排量試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、超壓試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、高溫沖擊試驗(yàn)、高溫超載試驗(yàn)、外滲漏檢查試驗(yàn)和解體檢查試驗(yàn)。順利完成上述試驗(yàn)項(xiàng)目后,對(duì)所試驗(yàn)的上述兩種齒輪泵的解體檢查認(rèn)為:各主要零件沒(méi)有疲勞損傷,各摩擦副沒(méi)有燒傷、剝落和明顯劃傷等現(xiàn)象,泵體掃膛痕跡沒(méi)有超過(guò)兩軸中心連線,符合齒輪泵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 (2)TZS88合金軸套裝配齒輪油泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3)的耐久性試驗(yàn) 上述兩種齒輪泵的開(kāi)發(fā)性試驗(yàn)成功后,再隨機(jī)各抽一臺(tái)進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。 ①試驗(yàn)設(shè)備:CB50泵壽命試驗(yàn)臺(tái)。 ②試驗(yàn)條件 試驗(yàn)壓力:齒輪泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3)的額定壓力分別為p=10MPa和p=16MPa兩種; 試驗(yàn)轉(zhuǎn)速:n=1500r/min; 試驗(yàn)油液:N46#抗磨液壓油(粘度ν40=39.9mm2/s); 試驗(yàn)油溫:80℃~90℃; 沖擊頻率:25T/min。 ③齒輪泵的耐久性試驗(yàn)情況
在上述試驗(yàn)條件下,分別對(duì)上述兩種CB50型齒輪泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3)先后連續(xù)進(jìn)行耐久性沖擊試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中,所試驗(yàn)的齒輪泵均無(wú)外滲漏和其它異,F(xiàn)象。
兩種齒輪泵的沖擊次數(shù)均超過(guò)了40萬(wàn)次,在50℃時(shí),測(cè)得p=10MPa的齒輪泵的容積效率為92.3%,p=16MPa的齒輪泵(kcb55,kcb83.3,kcb33.3)的容積效率為92.20%。 4TZS88合金軸套裝配齒輪泵的生產(chǎn)應(yīng)用情況
用TZS88合金軸套裝配額定轉(zhuǎn)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(kcb55,kcb83.3,kcb33.3),在開(kāi)發(fā)性試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)成功后,再各裝配100臺(tái),通過(guò)出廠檢驗(yàn),打上記號(hào)投放市場(chǎng)跟蹤收集使用效果的信息。經(jīng)過(guò)用戶長(zhǎng)達(dá)一年的使用,表明效果很好。于是,就逐步擴(kuò)大TZS88合金軸套的生產(chǎn)量,裝配齒輪泵投放市場(chǎng)。自1993年以來(lái),用TZS88合金取代ZCuSn6Pb6Zn3、ZCuSn5Pb5Zn5錫青銅生產(chǎn)軸套裝配CB50齒輪泵,到1998年12月,投放市場(chǎng)的數(shù)量累計(jì)已達(dá)到5萬(wàn)臺(tái)以上。 5TZS88合金軸套的經(jīng)濟(jì)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(shù)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(jī)械加工后還必須進(jìn)行內(nèi)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(rèn)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(chǎn)成本。 6結(jié)論 TZS88滑動(dòng)軸承合金,具有優(yōu)良的滑動(dòng)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(zhì)的軸瓦、軸套,完全可以用在較高滑動(dòng)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(jī)械零件,至少可以降低50%以上的軸套生產(chǎn)成本。
技術(shù)支持:
應(yīng)用工況:
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