液体润滑动压向心F&F滑动轴承的设计

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

一、液体摩擦油膜厚度表达式 1、最小油膜厚度hmin 对应φ2角 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g1 2、任意φ角时，对应剖面处的油膜厚度 h φ角很小时 h=δ-oa=δ-ecos(1800-φ）=δ+ecosφ=rφ(1+xcosφ) 3、比压最大处油膜厚度h。 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g3二、轴承承载能力计算公式 根据两倾斜布置的平板导出 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g4 平板 → 滑动轴承 1、前面用直角坐标在滑动轴承用极坐标 2、前面用平板 t方向无限长，在滑动轴承为有限长 将直角坐标方程变为极坐标方程 将 h和 h。值代人直角坐标方程式http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g6 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g7 为求取任意轴剖面处的作用力Pφ,对上式积分 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g8 用于 角对应的轴剖面处附近徽设上的压力http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g9 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g10 该 在外载荷P方向的分力为http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g11 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g12 在所研究轴承横剖面(对称剖面)处单位轴承宽度上全部分力之和 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g13 “无端泄”轴承油膜的承载能力P＝Pyl，但在实际中轴承宽度是有限的，必须考虑端面油的流失，实际上油膜压力沿轴承宽度方向的变化呈抛物线规律分布如图12-15 方程为 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g14 式中：C’--修正系数，取决于 B／d和x 对于“有限长”轴承油楔的承载能力为 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g17 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g16 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g15http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g19 式中：Cp--承载量系数 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_j1.jpg 是轴颈在轴承中位置( Z，φ)的函数，其值取决于轴承包角，相对偏心率 X和长径比 B／dhttp://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g20 0 C’取决于 上式积分非常困难。http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g18 当轴承是在非承载区内进行无压力供油时，不同 X和 B／d的 Cp值见表12-8。001(49).jpg三、最小油膜厚度与承载能力P的关系 由P297表12-8知， http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g22 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g23 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g25 x↑ Chttp://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g24p↑ P↑， 现hmin 越小，承载能力越大。然而hmin受结构制造安装和使用等因素的约束，从可靠性出发要求 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g27 式中：hmin --临界最小油膜厚度。主要取决于轴颈和轴承表面微观平均不平度。 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g26 式中，RZ1 、RZ2--表面微观平均不平度，RZ1 RZ2按表7-6查取，对于重要的重载轴承推荐轴颈轴承002(29).jpg四、轴承中的摩擦系数 1、承受载荷前 由粘性定律可知，剪切阻力为 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g28 在液体摩擦中作用于轴颈表面的粘滞阻力为 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g30 式中：A--轴颈表面积， http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g29 -- 速度梯度 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g32 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g31 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g34 在油液中轴颈表面所受压力为 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g35 式中：dl--投影面积。 轴承中的摩擦系数 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g36 式中： --轴承特性系数http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g37 2、摩擦系数与 的关系http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g37 f与 关系曲线如图http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g38 (l)边界摩擦区f很大，但变化不大 (2)混合摩擦区f随 增大而急剧下降http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g38 (3)刚形成液体摩擦时f最小 在液体摩擦区， ↑http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g38 油液内阻力F↑所以f↑ http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g39 当n↑或p↓时 在新的状态下平衡，所以液体摩擦状态是稳定工作状态。http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g40 3、承受载荷后 承受载荷后，承载区的间隙减少，使该区 导致f增大，为此公式中应加 一修正项，即http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g39 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g41 式中： --变化系数， http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g48， http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g43 、 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g42 ， http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g47 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g44 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g46 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g45 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g50 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g49五、轴承的耗油量 Q 充足的油量是产生液体摩擦的必要条件，可以采用各种方法供油，但供多少依据是耗油量Q。然而耗油量 Q与各种因素有关，计算方法复杂，根据大量分析计算，制成图12-16线图，设计时根据不同长径比 B／d时的 线图来确定耗油量。http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g51003(15).jpg ---称为耗油量系数，式中各参数单位为：http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g52 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g53六、轴承中的热平衡计算 在工作中摩擦功将转化为热量，这些热量一部分被流动的润滑油带走，一部分通过热传导和辐射，将散逸到周围空气中，在轴承工作状态下，润滑油和轴承的温度不允许超过许用值，否 则将使轴承过热，为此，需要进行热平衡计算。 在热平衡状态下，单位时间内由于摩擦产生的热量应等于同时间内流动油所带走的热量与轴承散逸的热量之和。 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g56 式中：P--径向载荷，N http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g55 Q--耗油量http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g54 --润滑油的密度，对矿物油http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g58http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g57 C--润滑油的比热，对矿物油 C＝1675-095(J／(kg℃)) --轴承散热系数http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g60 对于轻型结构轴承或通风条件差时 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g59 对于中型结构轴承或通风条件一般时 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g61 对于重型结构轴承或良好的冷却条件时 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g62 --润滑油出口温度http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g63 --润滑油入口温度http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g64 上式两边均除以 经整理得http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g66 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g65 润滑油平均温度 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g67 当计算轴承承载能力时，应采用tm时油的粘度 代入(12-14)即http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g68 http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g69 为保证轴承的承载能力，tm不应超过75℃。 例如：北京热电厂有四套机组容量为20万千瓦，选用20号透平油，回油温度65℃，供油温度40℃。 设计时： (l)给定tm、 (2)按式（12-28）求出油温升 ，校核http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g71http://www.njtu.edu.cn/depart/xyjxdq/lesson/jxsj_00/html_jxnr/d12z/d12z_6_g70 (3)若ti＞35℃-40℃时，表示热平衡易于建立。这时应降低给定的 tm，并加大轴颈和轴瓦表面粗糙度。 若ti＜35℃-40℃时，表示热平衡难于建立。这时应加大间隙，降低表面粗糙度。宁波金百联轴承有限公司 NINGBO nsk BEARING COMPANY总机电话/TEL：022-58059053 58059268 13102005112 87220519 销售电话/SALES TEL：022-58059063 87222422（直拨）58059268 58059053 13102005112 87220519（转分机）采购部电话/TEL：022-87221977传真/FAX：022-23707785地址/ADD：天津市南开区华苑国际创业中心海泰信息广场B座212室E-mail：web@nskpc.com 网址/WEBSITE：www.nskpc.com www.nkspc.com金百联特种非标轴承网: www.skf365.com 商标 BRANDS:, 金百联 F&F