轴瓦结构及材料优化方案：

1.轴瓦结构

轴瓦是滑动轴承的重要组成部分，是轴承直接与轴颈接触的零件。整体式轴瓦是套筒形（称为轴套），如图9.4（a）所示。剖分式轴瓦多由两半组成，一般载荷向下，故通常下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受载荷，如图9.4（b）所示。

图9.4　整体式轴瓦和剖分式轴瓦

为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在轴瓦内表面上浇铸一层或两层减摩材料，称为轴承衬，即轴瓦做成双金属结构或三金属结构，如图9.5所示。

图9.5　双金属轴瓦结构

2.轴瓦材料

轴承中采用轴瓦，不但可节省贵重的轴承合金，还便于维修。滑动轴承工作时，轴瓦与轴颈构成摩擦副。在液体摩擦状态下工作时，轴颈与轴瓦间有油膜隔开，但在启动、停车、换向或转速变化时，两者仍不可避免地有直接接触。因此，轴瓦的磨损和胶合（烧瓦）是其主要的失效形式。

对轴瓦材料的基本要求是：

①有足够的抗压强度和疲劳强度；

②低摩擦系数，有良好的耐磨性、抗胶合性、跑合性、嵌藏性和顺应性；

③热膨胀系数小，有良好的导热性和润滑性，以及耐腐蚀性；

④有良好的工艺性。(www.xing528.com)

现有的轴瓦材料尚不能满足上述全部要求，因此，设计时只能根据最主要的要求选择材料。常用的轴瓦材料有金属材料（如轴承合金、铜合金、铝合金和减摩铸铁等）、粉末冶金材料（如含油轴承）和非金属材料（如塑料、橡胶、硬木和石墨等）3大类，常见轴瓦及轴承衬材料的性能见表9.1。下面对几种主要的材料略作介绍。

（1）轴承合金。轴承合金又称白合金，主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，由于其耐磨性好、塑性高、跑合性能好、导热性好、抗胶台性好及对油的吸附性好，故适用于重载、高速情况。轴承合金的强度较小、价格较贵，使用时必须浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。

（2）铜合金。常用的铜合金有锡青铜和铅青铜两种。锡青铜强度高，减摩性和耐磨性好，应用较广泛。青铜比轴承合金硬度高，但磨合性差，因此为了减少轴颈的磨损，轴颈表面要碎硬、磨光和保持好的润滑。

（3）灰铸铁及耐磨铸铁。灰铸铁或耐磨铸铁中的片状或球状石墨覆盖轴承表面后，可形成一层具有润滑和耐磨作用的石墨层。但铸铁属脆性材料且磨合性较差，故只适用于低速、轻载、无冲击载荷的场合。

（4）多孔质金属材料。多孔质金属是一种粉末材料，它具有多孔组织，若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，就变成了含油轴承，具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小，只适用于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况。

（5）非金属材料。非金属材料中常用的是各种塑料，如酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等，这些材料有良好的抗压强度和耐磨性，可用油和水润滑，也有自润滑性能，但导热性较差。

表9.1　常用轴瓦及轴承衬材料的性能

注：表中[v]指轴颈处压强；[PV]指压强与速度的乘积；[v]指轴颈处圆周速度。