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滑动轴承的设计计算

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作者来源: 未知 ????? 发布时间:2024-03-06

  液体动力润滑轴承是利用轴颈与轴瓦的相对速度和表面与油的粘附性能,将润滑油带入轴承间隙, 建立起压力油膜而把轴颈与轴瓦隔开的一种液体摩擦轴承。描述这种润滑状态的基本方程是雷诺 方程。从数学观点看,流体润滑计算的基本内容就是对雷诺方程的应用和求解。

  •无润滑轴承的失效形式:磨损 设计准则:轴承的p、v值不要超过轴承材料极限曲线 限定的范围。

  •设计步骤 1)计算出滑动速度 : π (径向轴承) 2)计算允许的p值

  2.嵌入性 材料允许润滑剂中外来硬质颗粒嵌入而防止刮伤和磨粒磨损的性能。

  3.顺应性 材料靠表层的弹塑性变形补偿滑动摩擦表面初始配合不良 和轴的挠曲的性能。

  5.耐气蚀性 材料抵抗气蚀(磨损)的性能。 6.磨合性 在轴颈与轴瓦初始接触的磨合阶段,减小轴颈或轴瓦加工 误差、同轴度误差、表面粗糙度,使接触均匀,从而降低 摩擦力、磨损率的性能。

  轴瓦宽度B、轴颈的直径d、止推环的外径、止推垫圈的 内直径需通过承载能力计算确定,而半径间隙c或相对 间隙ψ则需要根据经验选取。

  载荷F(包括大小、方向和特性);轴的转速n(包括大小、方向 和特性)。一般已知。

  功耗P、散热量、轴承各处温度和润滑剂的温度。实测值必须在允许的范围 内,通过计算在设计时加以控制。

  1. 金属材料 •铸造锡基轴承合金:如12104。 •铸造铅基轴承合金:如16162 •铸造铜基轴承合金:如, 555, 10P1 •变形(锻造)铜合金:如, 8P •铸造铝基轴承合金 •耐磨铸铁

  F —轴承的径向载荷 —是轴承的有效宽度 d —轴颈直径;v —轴颈的圆周速度()

  1.几何参数 径向轴承 轴颈直径d或半径r 轴瓦孔直径D或半径R 半径间隙c(-r) 相对间隙ψ(ψ) 轴瓦宽度B

  3)确定轴承的承载能力 油膜压力的合力即为轴承的承载能力。用轴承特 性数F来表征承载能力,有

  可以建立圆轴承在稳态条件下、不同宽径比时,轴承特性数F与偏心率ε的关系曲线。同样 可以建立轴承的功耗、流量、偏位角等特性数与偏心率ε的关系曲线。当载荷、转速已知, 选定直径、宽度、间隙和润滑剂之后,利用关系曲线可以查出偏心率ε,再利用这些图表 根据偏心率ε可以求出功耗、流量和偏位角。

  油膜厚度h —圆轴承,从量起,任意θ角处油膜厚度 h≈θ≈θ≈c(1εθ)

  即计算液体动力润滑径向圆轴承的承载能力、摩擦功耗、润滑油流量。雷诺方程有三个未知量 (h、η、p),还需要补充两个方程。

  润滑剂与润滑方法的选用 高速主轴轴承一般应选用油,可根据轴承间隙按下表选牌号。

  •润滑脂 脂润滑轴承可根据滑动速度参考表22-5选用润滑脂的锥入度,根据工作温度选取润滑脂品种。

  • 滑动轴承——与轴颈表面形成滑动摩擦副的轴承 • 组成、 特点及应用 • 不同类型、不同应用场合的滑动轴承,其重要程度和运转参数差异非常大,结构的复杂程

  度和价格差异亦极大。因而,滑动轴承的设计计算,在要求和工作量方面也有很大的差 别。 • 滑动轴承设计计算内容 •

  决定轴承的结构型式 ; 选择轴瓦、衬层和涂覆层材料; 确定轴承几何参数; 选择润滑剂和润滑方法; 计算轴承工作能力,确定轴承运转参数。

  流体动力润滑轴承形成承载油膜的条件: •润滑剂要有粘度,且油膜承载能力随粘度提高而增大; •轴颈要有相对速度,且油膜承载能力随速度提高而增大; •油膜厚度是变量,且沿速度方向逐渐减小方能形成正油膜 •压力,即需要轴颈和轴瓦表面形成收敛形间隙,称为油楔;

  形成油楔是流体动压轴承的最基本条件。不同的油楔形成方法造就成各种各具特色的动压轴承。

  (三) 液体动力润滑径向轴承的计算 1.几何参数 偏心距e—轴瓦几何中心O与轴颈 中心的距离; 偏心率ε—偏心距e与轴颈间隙c之比, (ε )

  油膜厚度;η润滑油粘度; 油膜压力;轴颈线速度; 轴颈线速度方向的坐标; 轴瓦表面垂直于轴颈线速度方向的坐标。

  •涂层的功能 •使轴瓦表面与轴颈匹配有良好的减摩性;提供一定的嵌入性;改善轴瓦表面的顺应性;防 止含铅衬层材料中的铅腐蚀轴颈。

  •轴瓦 单层(金属)轴瓦和多层(金属)轴瓦 厚壁轴瓦和薄壁轴瓦 带挡边和不带挡边轴瓦

  • 令:Fμμ,为轴承的摩擦因数;μ=μ/ψ,为摩擦特性数,则摩擦功耗为

  •k是系数,在自然通风下15~20[(m2 K)];A是轴承座散热面积;Θb是轴承工作温度,最高不

  •对压力供油的轴承,润滑剂带走的热量计算式为 • Pμ= ρq(ΘΘi)

  c是润滑油的比热容;ρ是润滑油密度;q是轴承端泄流量;Θo是润滑油出油温度;Θi 是润滑油进油温度,一般取为35-45℃。

  轴承工作温度为:Θb =(ΘΘi)/2,轴承最高工作温度不得超过100℃。

  滑动轴承常用润滑剂有:润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂、水等。

  <润滑油 •在一般参数下的大多数滑动轴承使用矿物油,有特殊要求时使用合成油。细实线投影法地脚螺栓减压阀多油叶轴承垫片密封电磁铁圆刀磨粒滑动轴承孔径

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