[发明专利]带凸缘的铜合金衬套

说明书

技术领域

本发明涉及在内燃机上使用的带凸缘的铜合金衬套，该铜合金衬套设有滑动轴承，滑动轴承利用发生塑性变形的固定装置与轴向轴承联接。

背景技术

由于对更高燃烧压力的需要，而更高的燃烧压力造成在换挡时需采用更大的力来闭合离合器并且因此导致对内部轴向轴承产生更大的反作用力，所以柴油发动机和奥托（Otto）发动机不得不增大曲轴盘的表面上的轴向负荷。结果，使用凸缘的滑动轴承上的轴向反作用力也将经受负荷增大，如果产品不具有先进特性，则产品寿命将受损。

将不同的材料安装在滑动轴承和轴向轴承上的可能性有利于其应用并且延长了组件的使用寿命。这种类型产品的使用受制造发动机的公司的理念影响，这些公司可能选择利用作为一体件的带有刚性凸缘的铜合金衬套，并且还可能利用安装有凸缘的铜合金衬套（凸缘固定到铜合金衬套或柔性木质衬套上）而与滑动轴承完全分离的止推垫圈（纯粹为轴向轴承），由此获得适应变形、加宽和安装以及内燃机的典型振动的益处。

此外，为了确保支托垫圈固定到铜合金衬套上，需要在保持支托垫圈具有柔性且无刚性构件的同时使其在三个方向上受限制，从而使支托垫圈适应机器所特有的扭曲和振动。第一限制（旋转限制）承受曲轴的支托盘和轴向轴承的滑动表面之间的摩擦（摩擦转矩）所产生的应力。第二限制（径向限制）防止凸缘完全分离而落到驱动轴上。第三限制是轴向的并且承受驱动轴的振动应力。所有这些限制应当确保在组装机器之前的运送期间或在其使用寿命期间凸缘不分离。

提出了各种类型的固定方式，诸如焊接、胶粘、压挤和弹性固定。因为由微小几何尺寸引起的高制造成本以及不适当加工，它们在制造上受抑制。借助铜合金衬套的几何尺寸且利用永久变形的组装工序不需要特殊的安装设备，仅需要轴向安装力，轴向安装力本身使具有匹配几何尺寸的壳体内的固定元件变形，这有利于在降低成本的同时实施生产工序。

在下文所引用的专利文献中描述了能够引用的现有技术的几个实例。

专利文献US4076342涉及一种凸缘，凸缘在隐藏侧的内径具有较薄部分，较薄部分被容纳在铜合金轴承的背部的通道中，从而确保轴向上的固定。固定设备具有位于凸缘端部处的两个突起部以及形成在铜合金轴承中的两个凹部。当采用径向安装时，铜合金轴承变形并且使端部处的凹部容纳凸缘突起部，从而装配到薄凸缘部分的通道中。

专利文献US4533261涉及沿铜合金衬套的径向安装凸缘，并且安装工序是铜合金衬套的刚性与凸缘的刚性的相互作用。凸缘具有靠近端部的两个间隔开的突起部，突起部设有凸棱，凸棱用于在与（采用铜合金衬套上的钩部形式的）凹部的配合下固定部件。在弹性阶段，如果为卡扣式安装，则利用铜合金衬套和凸缘这两个元件来工作，因为如果有人将凸缘突起部确实地按压到铜合金衬套的凹部上，则凸缘和铜合金衬套两者均退避并且使突起部能装配到凹部中。

专利文献GB2210113涉及一种将凸缘沿径向安装在铜合金衬套上的方案，其中第一装配突起部是中央突起部，并且利用铜合金衬套的弹性变形，使凸缘端部处的其它点装配到位于端部处的配合凹部中，配合凹部可以为燕尾形的、被斜截的或开槽的并且是在对铜合金衬套进行冲压时形成的。

专利文献GB2225392涉及这样一种方案：仅具有一个凸缘固定突起部，该凸缘固定突起部位于中央，轴向地安装，并且通过对铜合金衬套一侧的穿孔动作而以塑性方式进行锁定。突起部具有在冲压时形成的侧倒角，侧倒角用作支撑件以接纳铜合金衬套的塑性变形材料、穿过穿孔、靠近突起部，且位于铜合金衬套一侧。

专利文献GB2225393涉及一种恰如专利GB2225392的方案，但是具有从平面伸出的多于一个突起部，从而使得在形成曲轴的内圆角半径时被加工的材料最少。

专利文献GB2241752涉及这样一种方案：凸缘具有突起部，突起部变形到衬套的凹部中，衬套的凹部进而经受外部作用，使衬套区域中的凸缘突起部侧的材料敞开，从而将凸缘突起部固定。

专利文献US5114246涉及一种将凸缘沿轴向安装到铜合金衬套上的方案。止推垫圈利用突起部和铜合金衬套上的凹部之间的配合安装到铜合金衬套上。在将突起部插入到凹部中之后，突起部被压挤以固定凸缘。