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不完全液体润滑滑动轴承的设计计算

2013/7/30    作者:未知    来源:网络文摘    阅读:1853

  采用润滑脂,油绳或滴油润滑的径向滑动轴承,由于轴承中得不到足够的润滑剂,在相对运动表面间难以产生一个完全的承载油膜,轴承只能在混合摩擦润滑状态(边界润滑和液体润滑同时存在)下运转。这类轴承可靠的工作条件是:边界膜不遭破裂,维持粗糙表面微腔内有液体润滑存在。
  在工程上,这类轴承以维持边界油膜不遭破坏作为设计的最低要求。但是促使边界油膜破裂的因素较复杂,所以目前仍采用简化的条件性计算。这种计算方法只适于对工作可靠性要求不高的低速、重载或间歇工作的轴承。对于重要的不完全液体润滑径向轴承,设计计算方法可参考相关手册。

径向滑动轴承的计算

    在设计时,通常是已知轴承所受径向载荷F(N)、轴颈转速n(r/min)及轴颈d(mm), 然后进行验算。
  1.验算轴承的平均压力p ——防止过度磨损
             不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
  式中:B——轴承宽度,mm(根据宽经比B/d确定);
     [P]——轴瓦材料的许用压力,MPa,其值见常用金属轴承材料性能表。
  2.验算轴承的pV值 ——限制轴承的温升,防止胶合
           不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
  式中:[pv]——轴承材料的pv许用值,MPa·m/s,其值见常用金属轴承材料性能表。
  3. 验算滑动速度V ——防止p和pv合格下,因V过高而造成的加速磨损

               不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
  式中:[v]为许用滑动速度,其值见常用金属轴承材料性能表。

常用金属轴承材料性能

轴承材料

最大许用值

最高

工作

温度

/(℃)

轴 颈

硬 度

/(HBS)

性能比较

备  注

[p]

/(MPa)

[v]

/(m/s)

[pv]

/(MPa.m/s)

抗咬粘性

耐蚀性

疲劳强度

锡锑轴承合金

ZSnSb11Cu6

ZSnSb8Cu4

平稳载荷

150

1

1

1

1

5

  用于高速、重载下工作的重要轴承,变载荷下易于疲劳,价贵。

25

80

20

冲击载荷

20

60

15

铅锑轴承合金

ZPbSb16Sn16Cu2

15

12

10

150

150

1

1

3

5

  用于中速、中等载荷的轴承,不易受显著冲击。可作为锡锑轴承合金的代替品。

ZPbSb15Sn5Cu3Cd2

5

8

5

锡青铜

ZCuSn10P1

(10-1锡青铜)

15

10

15

280

300~400

3

5

1

1

  用于中速、重载及受变载荷的轴承 。

ZCuSn5Pb5Zn5

(5-5-5锡青铜)

8

3

15

  用于中速、中载的轴承。

铅青铜

ZCuPb30

(30铅青铜)

25

12

30

280

300

3

4

4

2

  用于高速、重载轴承,能承受变载荷冲击。

铝青铜

ZCuAl10Fe3

(10-3铝青铜)

15

4

12

280

300

5

5

5

2

  最宜用于润滑充分的低速重载轴承。

黄铜

ZCuZn16Si4

(16-4硅黄铜)

12

2

10

200

200

5

5

1

1

 用于低速、中载轴承。

ZCuZn40Mn2(40-2锰黄铜)

10

1

10

200

200

5

5

1

1

  用于高速、中载轴承,是较新的轴承材料,强度高、耐腐蚀、表面性能好。可用于增压强化柴油机轴承。

 

铝基轴承合金

 

2%铝锡合金

28~35

14

--

140

300

4

3

1

2

三元电镀合金

铝-硅-镉镀层

14~35

--

--

170

200~300

1

2

2

2

  镀铅锡青铜作中间层,再镀10~30μm三元减磨层,疲劳强度高,嵌入性好。

镀层

28~35

--

--

180

300~400

2

3

1

1

  镀银,上附薄层铅,再镀铟。常用于飞机发动机、柴油机轴承。

耐磨铸铁

HT300

0.1~6

3~0.75

0.3~4.5

150

<150

4

5

1

1

  宜用于低速、轻载的不重要轴承,价廉。

灰铸铁

HT150~HT250

1~4

2~0.5

__

__

--

4

5

1

1

注:1.[pV]为不完全液体润滑下的许用值。

  2.性能比较:1~5依次由佳到差。

止推滑动轴承的计算

    止推轴承由止推轴承座和止推轴颈组成。常用的结构形式有空心式,单环式和多环式,其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径,因其端面上的压力分布极不均匀,靠近中心处的压力很高,对润滑极为不利。

不完全液体润滑滑动轴承的设计计算

    空心式轴径接触面上压力分布较均匀,润滑条件较实心式有所改善。单环式是利用轴颈的环形端面止推,而且可以利用纵向油槽输入润滑油,结构简单,润滑方便,广泛用于低速,轻载的场合。多环式止推轴承能够承受较大的轴向载荷,但载荷在各环间分布不均,许用压力[p]及[pv]值均应比单环式的降低50%。

不完全液体润滑滑动轴承的设计计算

1. 验算轴承的平均压力:
             不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
  式中:Fa——轴向荷载,N;
     z——环的数目;
     [p]——许用压力,MPa,见下表。
2. 验算轴承的pV值:
             不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
             不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
             不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
  式中:b——轴颈环工作宽度,mm;
     n——轴颈的转速,r/min;

     [pv]——pv的许用值,MPa·m/s,其值见表。

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