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J12中華人民共和國國家標準GB/T39431—2020/ISO20054:2016滑動軸承含有分散固體潤滑劑軸承Plainbearings—Bearingscontainingdispersedsolidlubricants(ISO20054:2016,IDT)2020-11-19發(fā)布2021-06-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會ⅠGB/T39431—2020/ISO20054:2016本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準使用翻譯法等同采用ISO20054:2016《滑動軸承含有分散固體潤滑劑軸承》。與本標準中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下:—GB/T12613.1—2011滑動軸承卷制軸套第1部分:尺寸(ISO3547-1:2006,IDT)本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國滑動軸承標準化技術(shù)委員會(SAC/TC236)歸口。本標準起草單位:中機生產(chǎn)力促進中心、浙江雙飛無油軸承股份有限公司、浙江長盛滑動軸承股份有限公司、浙江中達精密部件股份有限公司、嘉興邁特爾寶欣機械工業(yè)有限公司、金華市程凱合金材料有限公司、嘉善三復(fù)滑動軸承股份有限公司、山東福馬軸承有限公司、合肥波林新材料股份有限公司、長沙波德冶金材料有限公司、滁州瑯琊山粉末冶金有限公司。本標準由全國滑動軸承標準化技術(shù)委員會解釋。1GB/T39431—2020/ISO20054:2016滑動軸承含有分散固體潤滑劑軸承1范圍本標準規(guī)定了含有分散固體潤滑劑軸承的結(jié)構(gòu)型式、基本尺寸、技術(shù)要求。注:固體潤滑劑自潤滑軸承有四種類型:整體型、表面涂覆型、鑲嵌型、分散型。本標準適用于分散型。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ISO3547-1滑動軸承卷制軸套第1部分:尺寸(Plainbearings—Wrappedbushes—Part1:Dimensions)3術(shù)語和定義本文件未給出相關(guān)術(shù)語和定義。ISO和IEC在以下網(wǎng)址維護用于標準化的術(shù)語數(shù)據(jù)庫:—IEC在線電工詞匯:/—ISO在線瀏覽平臺:/obp4符號和單位符號和單位見表1。表1符號和單位符號說明單位B軸套寬度Di軸套內(nèi)徑Do軸套外徑5特征5.1結(jié)構(gòu)圖1是由復(fù)合材料通過粉末冶金工藝制成的單層型含有分散固體潤滑劑軸承,固體潤滑劑均勻分布在金屬基體中。圖2是多層型含有分散固體潤滑劑軸承,包含鋼背層和燒結(jié)層,產(chǎn)品分為卷制軸套和整體軸套。2GB/T39431—2020/ISO20054:2016圖3給出了含有分散固體潤滑劑軸承的兩種常見顯微結(jié)構(gòu),二者分散于金屬基體中的固體潤滑劑顆粒大小和含量都存在較大差異。a)整體軸套b)整體軸套(細小固體潤滑劑)(粗大固體潤滑劑)圖1含有分散固體潤滑劑軸承實例圖(單層型)a)整體軸套b)卷制軸套說明:1—燒結(jié)層;2—鋼背層。圖2含有分散固體潤滑劑軸承實例圖(多層型)a)細小固體潤滑劑型b)粗大固體潤滑劑型說明:1—金屬基體;2—分散的固體潤滑劑。圖3含有分散固體潤滑劑軸承顯微結(jié)構(gòu)3GB/T39431—2020/ISO20054:20165.2軸承特征含有分散固體潤滑劑軸承中的固體潤滑劑提供自潤滑功能,金屬基體提供機械強度。軸承中固體潤滑劑的含量不同,則軸承的潤滑性能和機械強度各不相同。較高的潤滑性需要更多的固體潤滑劑,而較高的機械強度則需要較少的固體潤滑劑。由于固體潤滑劑分散于整個材料中,在滑動開始時靜摩擦力很小,可保證其滑動順暢,所以此類軸承尤其適用于速度極低或是只有微小運動的場合。軸承相對于對偶件表面滑動時,固體潤滑劑會離開軸承材料層并分布于摩擦副表面,形成一層固體潤滑膜。在軸承的整個壽命周期內(nèi),消耗的固體潤滑劑可以從軸承材料中不斷得到補充,從而維持摩擦副良好的潤滑性(見圖4)。說明:1—對偶件;2—金屬基體;3—分散的固體潤滑劑;4—固體潤滑膜;A—滑動方向。圖4含有分散固體潤滑劑軸承的潤滑機理5.3適用領(lǐng)域含有分散固體潤滑劑軸承可用于旋轉(zhuǎn)運動、往復(fù)運動、搖擺運動、頻繁啟停以及因低速重載而難以形成流體潤滑的場合。材料選用得當?shù)妮S承適用于高溫、低溫、液體、氣體、真空運行環(huán)境。此類軸承雖然設(shè)計為在無油或無脂潤滑條件下工作,但運行條件允許時,可添加潤滑油或潤滑脂以提高其耐久性,防止塵埃進入軸承,排出磨?;蚍乐馆S承部件腐蝕。6材料6.1金屬基體此類軸承的物理、化學和機械性能取決于軸承金屬基體的組成成分?;瘜W成分和制造方法(燒結(jié)和熱處理)會影響軸承金屬基體的各項性能。金屬基體的材料通常為銅基、鎳基或鐵基。表2給出了幾種合金類型的運行溫度范圍。4GB/T39431—2020/ISO20054:2016表2軸承合金類型及其運行溫度范圍合金類型運行溫度范圍a℃銅基合金-200~450鎳基合金-200~600鐵基合金0~700a運行溫度范圍隨軸承合金成分不同而有差異。最常用的銅基合金為Cu-Sn,但Cu-Ni-Sn和Cu-Ni-Fe合金具有更高的耐高溫性能和強度。包括Ni-Cu-Fe在內(nèi)的鎳基合金具有較高的耐腐蝕性能。包括Fe-Cu在內(nèi)的鐵基合金,通過形成氧化鐵固體潤滑膜,比銅基合金具有更高的耐高溫性能。此外,還有耐高溫Fe-Ni-Cu合金和不銹鋼合金(Fe-Cr-Ni合金等)。金屬基體可添加其他微量元素以提高其性能。金屬基體表面可覆有附加的磨合涂層。含有分散固體潤滑劑軸承金屬基體的選用指南見附錄A的圖A.1。6.2固體潤滑劑固體潤滑劑有很多可選類型,由于其摩擦性能會受到運行環(huán)境的影響,所以需要依據(jù)運行環(huán)境進行選擇。常用的固體潤滑劑有石墨和二硫化鉬,其他可用于苛刻環(huán)境、具有低摩擦因數(shù)的固體潤滑劑還應(yīng)性。固體潤滑劑的顆粒大小和類型應(yīng)根據(jù)運行工況選用。表3固體潤滑劑的類型和性能類型適用溫度范圍℃工作環(huán)境空氣水真空石墨-120~600好可用差二硫化鉬-100~400好差好二硫化鎢-180~600好差好氮化硼≤900a好 聚四氟乙烯-260~260好好好a氮化硼在高溫氧化環(huán)境下表現(xiàn)良好。6.3金屬基體與固體潤滑劑組合根據(jù)軸承的應(yīng)用范圍,選擇合適的固體潤滑劑類型與金屬基體組合,包含固體潤滑劑顆粒大小、含量和加工方法。選用合適的金屬基體和固體潤滑劑成分是非常關(guān)鍵的。表4給出了金屬基體與固體潤滑劑的常見組合及其適用條件。含有分散固體潤滑劑軸承的應(yīng)用實例見附錄B的表B.1。5GB/T39431—2020/ISO20054:2016表4金屬基體與固體潤滑劑的常見組合及其適用條件合金類型基體材料a固體潤滑劑a適用條件銅基合金Cu-Sn合金石墨一般工況(≤350℃)二硫化鉬石墨+二硫化鉬真空和空氣(≤350℃)Cu-Ni-Sn合金石墨耐磨損(≤350℃)Cu-Ni-Fe合金石墨耐腐蝕(≤450℃)鎳基合金Ni-Cu-Fe合金石墨耐腐蝕(≤550℃)Ni合金石墨高耐腐蝕性(≤600℃)鐵基合金Fe-Cu合金石墨+二硫化鉬高溫空氣環(huán)境(≤600℃)Fe-Ni-Cu合金氮化硼、氮化硼耐高溫、耐腐蝕(≤700℃)a可以進行浸油處理。為保證浸油效果,環(huán)境溫度宜低于120℃。7尺寸設(shè)計軸套尺寸時,軸套與軸承座孔的裝配以及軸套與軸的配合間隙是應(yīng)考慮的重要因素。由于軸承材料組合、應(yīng)用場合和運行工況各不相同,因此無法達成統(tǒng)一的軸承零部件公差配合(軸承座、軸套和軸)。由于最佳公差配合取決于運行環(huán)境,所以最佳公差配合應(yīng)由供需雙方協(xié)商。7.2通用尺寸7.2.1整體軸套軸套需要有足夠的厚度來保持強度。圖5給出了整體軸套的示意圖,表5給出了優(yōu)選的公稱內(nèi)徑、外徑和寬度,優(yōu)選尺寸之外的應(yīng)由供需雙方協(xié)商。6GB/T39431—2020/ISO20054:2016說明:X—表面粗糙度,見表7。圖5整體軸套表5整體軸套優(yōu)選尺寸單位為毫米內(nèi)徑Di外徑Do寬度aB81281012 10148101215 12188101215 131910121520————142010121520————152110121520————16221012152025———18241012152025———2028101215202530 2030101215202530 22321215202530 2533121520253035 2535121520253035 2838152025303540 3038152025303540——3040152025303540——3242152025303540——3545202530354050——405020253035405060 405520253035405060 455525303540506070 7GB/T39431—2020/ISO20054:2016表5(續(xù))單位為毫米內(nèi)徑Di外徑Do寬度aB456025303540506070 506030354050607080 506530354050607080—557030354050607080—607530354050607080—6580354050607080——7085354050607080100 7090354050607080100 75904050607080100 75954050607080100 801004050607080100120 901105060708090100120 1001205060708090100120140a寬度B可以通過多個軸套連接來實現(xiàn)。7.2.2卷制軸套鋼背卷制軸套的優(yōu)先尺寸系列見ISO3547-1。為獲得更高的強度,大直徑鋼背卷制軸套,內(nèi)徑≥75mm時壁厚可設(shè)計為3mm,內(nèi)徑≥250mm時壁厚可設(shè)計為3mm或5mm。7.3公差等級與極限偏差7.3.1總則表6給出了軸套在室溫環(huán)境下運行時的優(yōu)選公差等級和極限偏差。7.3.2軸套和軸承座配合軸套和軸承座配合應(yīng)優(yōu)先選用過盈配合。由于軸套和軸承座材料不同,材料的熱膨脹系數(shù)不同,所以在運行溫度范圍較大的應(yīng)用場合很難保持合適的過盈配合,且高溫運行環(huán)境會導(dǎo)致應(yīng)力松弛,高交變載荷會減小甚至消除過盈。在這種情況下,應(yīng)使用螺釘或者銷來機械固定軸承座與軸套。7.3.3軸與軸套間隙有關(guān)軸套與軸的配合間隙說明如下:a)安裝期間,軸承座孔與軸套外徑之間的過盈配合會導(dǎo)致軸套內(nèi)徑變小。b)如果軸套運行環(huán)境的溫度變化較大,則應(yīng)考慮熱脹冷縮。在高溫環(huán)境下,建議使用更大的配合間隙。8GB/T39431—2020/ISO20054:2016表6優(yōu)先公差等級和極限偏差軸套內(nèi)徑軸套外徑軸承座孔直徑軸徑C7ar6H7h7aD6至E6br6H7g6ba一般精度要求。b較高精度要求(更小間隙)。8裝配含有分散固體潤滑劑軸套通常采用壓入法安裝,因此需要使用配套芯軸和壓機。過盈配合量較大時,可對軸套外側(cè)和軸承座內(nèi)側(cè)進行倒角以便于安裝。整體軸套可通過液氮或干冰進行冷卻以便于安裝。此方法可減小材料變形,因此可獲得更精確的軸套內(nèi)孔尺寸和形狀。某些金屬基體材料不適合采用冷卻法安裝。9表面粗糙度軸套的表面粗糙度應(yīng)符合表7的要求。表7軸套表面粗糙度表面表面粗糙度aX(見圖5)內(nèi)表面Ra1.6外表面Ra3.2a表面粗糙度應(yīng)避開固體潤滑劑表面凹陷處,在金屬基體處測量。9GB/T39431—2020/ISO20054:2016附錄A(資料性附錄)含有分散固體潤滑劑軸承金屬基體材料選用指南圖A.1給出了軸承金屬基體的選用流程。圖A.1含有分散固體潤滑劑軸承金屬基體材料選用流程10GB/T39431—2020/ISO20054:2016附錄B(資料性附錄)含有分散固體潤滑劑軸承的實際應(yīng)用表B.1給出了含有分散固體潤滑劑軸承的應(yīng)用實例。表B.1含有分散固體潤滑劑軸承的應(yīng)用實例金屬基體固體潤滑劑應(yīng)用實例Cu-Sn合金石墨水利設(shè)施軸承(閘門、渦輪機、閥門等)二硫化鉬通用機械軸承(工業(yè)機械、食品機械等)石墨+二硫化鉬真空爐軸承。用于PVD、CVD設(shè)備的軸承Cu-Ni-Sn合金石墨建筑機械、特種車輛、工業(yè)機器人連接件軸承Cu-Ni-Fe合金石墨中溫或高溫下運動部件的軸承(轉(zhuǎn)運車、吊耳、熔爐等)Ni-Cu-Fe合金石墨中溫或高溫下運動部件的軸承(煉鋼設(shè)備、轉(zhuǎn)運車、熔爐、擋板鍋爐等)Ni合金石墨酸性液體中運動部件的軸承。高溫氣閥軸承Fe-Cu合金石墨+二硫化鉬

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