クロスヘッドピン軸受の負荷能力向上のための鉛フリーオーバレイ付アルミメタルの研究

无铅堆焊铝金属提高十字头销轴承承载能力的研究

基本信息

批准号：
13750120
负责人：
北原辰巳
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

大形2サイクルディーゼル機関に用いられるクロスヘッドピン軸受は,軸受面に形成される油膜が極めて薄く焼損や破損を起こしやすい軸受である.近年は大形機関の高過給・高出力化が進み潤滑状態は一段と苛酷化する傾向にあり,負荷能力の向上が重要な課題となっている.クロスヘッドピン軸受には従来からホワイトメタルが用いられているが,潤滑条件が過酷になると疲労強度に格段に優れるアルミメタルの採用が必要となる.従来のアルミメタルには鉛・すず・銅合金オーバレイとニッケルボンド層が一般に採用されているが,ニッケルの潤滑性が極めて低いためオーバレイが摩耗してニッケル層が露出すると耐焼付き性が著しく低下するという問題が指摘されている.さらにオーバレイの主成分に有害な鉛が含まれるため,環境保護の観点から鉛を用いないオーバレイの開発も強く望まれているところである.そこで本研究では実際機関のクロスヘッドピン軸受と相似な変動荷重,揺動すべりの条件で負荷限界試験を実施でき,さらに電気抵抗法により油膜形成状態を測定できるようにした軸受試験機を用い,クロスヘッドピン軸受のなじみ性と耐焼付き性に及ぼすオーバレイの影響について検討した.その結果,オーバレイなしのアルミメタルはホワイトメタルと比較すると耐焼付き性に劣るが,アルミメタルに適正なオーバレイを付けるとなじみ性が改善されて耐焼付き性の大幅な向上が期待できること,そして従来の鉛・すず・銅合金オーバレイ付アルミメタルと比較して,すず・銅合金オーバレイとすずボンド層を適用したアルミメタルの耐焼付き性は極めて高くなることなどが明らかになった.さらに,すず・銅合金オーバレイの銅含有量を増大させて硬度を適度に高くすると耐焼付き性の向上に有効であるが,硬度を過大にするとなじみ性が改善されずに耐焼付き性は低下することがわかった.

大型二冲程柴油机使用的十字头销轴承，在轴承表面形成极薄的油膜，使其容易烧坏和损坏。近年来，大型发动机向高涡轮增压、高输出化发展，润滑情况更为严重十字头销轴承传统上使用白色金属，但随着润滑条件变得更加恶劣，需要使用具有更好疲劳强度的铝金属。传统的铝金属通常使用铅锡铜合金堆焊层和镍结合层，但镍的润滑性极低，因此如果堆焊层磨损并且镍层暴露，则抗咬合性将显着降低。此外，由于覆盖层的主要成分含有有害的铅，因此从环境保护的角度来看，人们强烈希望开发不使用铅的覆盖层。使用可在与十字头销轴承类似的变化载荷和振荡滑动条件下进行载荷极限试验的轴承试验机，并使用电阻法测量油膜形成状态，研究了轴承的贴合性和抗咬合性。十字头销轴承。我们研究了覆盖层的影响，结果表明，与白色金属相比，没有覆盖层的铝金属的抗咬合性能较差，但当对铝金属应用适当的覆盖层时，它可以提高适形性并提高抗咬合性能。此外，与具有铅-锡-铜合金覆盖层的传统铝金属相比，具有锡-铜合金覆盖层和锡结合层的铝金属的抗咬合性非常高。另外，增加锡铜合金堆焊层的铜含量，适当提高硬度，对于提高抗咬合性是有效的，但硬度提高过多，并不能改善贴合性，反而会导致抗咬合性变差。发现依恋减少了。