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滑动轴承设计

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滑动轴承设计     滑动轴承的设计准则,是根据其工作方式及特点确定的。对于非流体摩擦状态的滑动轴承,或称混和摩擦状态滑动轴承,保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务;对于流体润滑轴承,设计重点则主要集中在如何在给定的工况下,构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦,使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。 1. 非流体润滑状态滑动轴承的设计准则     对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承,常用限制性计算条件来保证其使用功能。此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。          (1) 轴承承载面...

滑动轴承设计
    滑动轴承的设计准则,是根据其工作方式及特点确定的。对于非流体摩擦状态的滑动轴承,或称混和摩擦状态滑动轴承,保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务;对于流体润滑轴承,设计重点则主要集中在如何在给定的工况下,构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦,使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。 1. 非流体润滑状态滑动轴承的设计准则     对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承,常用限制性计算条件来保证其使用功能。此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。          (1) 轴承承载面平均压强的设计计算     由于过大的表面压强将对材料表面强度构成威胁,并会加速轴承的磨损,因此在设计中应满足: 其中:P——轴承承载面上压强,MPa;F——轴承载荷,N;A——轴承承载面积,mm2;[P]——轴承材料的许用压强,MPa。     对于径向轴承,一般只能承担径向载荷: 其中:F——轴承径向载荷,N;D——轴承直径,mm;B——轴承宽度,mm。DB是承载面在F方向上的投影面积。     推力轴承一般仅能承担轴向载荷,对于环形瓦推力轴承: 其中:F——轴承轴向载荷,N;D2、D1——轴承承载环面外径、内径,mm。         (2) 轴承摩擦热效应的限制性计算     滑动轴承工作时,其摩擦效应引起温度升高,摩擦热量的产生与单位面积上的摩擦功耗成正比,而轴承承载面压强p与速度v的乘积通常用来表征滑动轴承的摩擦功耗,称为pv值。滑动轴承设计中,用限制pv值的办法,控制其工作温升,其设计准则为: 其中:P——轴承承载面上压强,MPa;对于径向和推力轴承;V——轴承承载面平均速度,m/s;[Pv}——轴承许用Pv值。 其中:D——轴承平均直径,0.001m;n——轴颈与轴瓦的相对转速,。这样,上式也可写为:         (3) 轴承最大滑动速度的条件性计算     非液体摩擦状态工作的滑动轴承,其工作表面相互接触,当相对滑动速度很高时,其工作表面磨损加速,此项计算对于轻载高速轴承尤为重要。设计准则为: 其中:v——轴承承载面最大线速度,m/s;[v]——轴承许用线速度。         (4) 滑动轴承的几何参数     滑动轴承的轴颈和轴瓦间的间隙大小,对滑动轴承的工作性能有显著影响,滑动轴承的间隙大小用相对间隙ψ来表示: 其中:C——轴承半径间隙,即轴瓦与轴颈的半径差,mm;r——轴承半径,mm。轴承间隙较大时,轴承承载力和运转精度下降,摩擦较小,温升较低;轴承间隙较小时,轴承运转精度较高,承载力较高,但摩擦功耗及温升较大。滑动轴承设计时,ψ常在0.004~0.012范围取值。     滑动轴承的径向尺寸和宽度尺寸的比值称为宽径比B/D,有时写成L/D,轴承宽度较小时,会使润滑剂易沿轴向泄漏,不易保持于承载区,因此滑动轴承的宽径比不易过小,常推荐在0.5~1.5间选取。径向轴承径向配合推荐优先选用H9/d9和H8/f7及D9/h9和F8/h7。 2. 流体润滑状态滑动轴承的设计     流体润滑状态润滑轴承是指在稳定运转时,其轴颈与轴瓦被润滑剂完全分隔,工作于无相互接触工作状态的滑动轴承。         (1) 滑动轴承形成流体动力润滑的条件     实现流体润滑主要有两种方式,一是静压方式,即将流体直接泵入承载区承载;二是动压方式,即利用轴承相对运动表面的特殊形状及运动条件形成的压力承载。通常状态下,动压轴承的设计和工艺条件应满足如下几方面的要求,才可使流体润滑的实现成为可能。     条件1:滑动轴承相对运动表面间在承载区可以构成锲形空间,且其运动将使该区域中的流体从宽阔处流向狭窄处;即从大口流向小口;或使承载区体积有减小的趋势。     条件2:有充足的流体供给,且其具有一定的粘度;     条件3:相对运动表面间的最小间距,即最小流体膜厚度hmm,大于两表面不平度之和,使滑动表面间不发生直接接触。         (2) 流体动压润滑轴承承载流体膜的力学特征     流体动压润滑轴承依赖承载区流体膜承载,承载区流体在相对运动表面间形成压力,如上所述,该压力分布与间隙形状,流体物化性质及轴承表面的运动状态和几何特征有关。滑动轴承要正常工作,必须具备一定的承载能力,较小的摩擦功耗以控制温升,并需按流量要求供给流体,而这些设计参数均取决于在给定工况下,承载膜内流体的力学表现。
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分类:生产制造
上传时间:2013-05-27
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