非液体摩擦滑动轴承的设计

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

一、失效形式和设计约束条件　　非液体摩擦滑动轴承工作时，因其摩擦表面不能被润滑油完全隔开，只能形成边界油膜，存在局部金属表面的直接接触。因此，轴承工作表面的磨损和因边界油膜的破裂导致的工作表面胶合或烧瓦是其主要失效形式。设计时，约束条件是：维持边界油膜不遭破裂。但由于边界油膜的强度和破裂温度的影响机理尚未完全开清，目前的设计计算仍然只能是间接的、条件性的，其相应的设计约束条件如下所述。 　　1、限制轴承的平均压强　　限制轴承平均压强 ，以保证润滑油不被过大的压力所挤出，避免工作表面的过度磨损，即：　　　　　　　　　　　　(MPa)　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　(8-1)　　径向轴承：　　　　　　　　　　[] 　(MPa)　　　　　　　　　　　　　　　　　(8-2)　　式中：为径向载荷(N)；　　　　　d 为轴径直径(mm)；　　　　　l 为轴承宽度(mm)；　　　　　[p]为轴瓦材料许用值，见表8-1。　　推力轴承：　　　　　　　　　 　(MPa)　　　　　　　　　　　　　　　(8-3)　　式中：为轴向载荷(N)；　　　　　d、d0为接触面积的外径和内径(mm)；　　　　　Z为推力环数目；　　　　　k为考虑因开油沟使接触面积减小的系数，通常k=0.8～0.9。　　　　　[p] 为许用压强，当Z>1时，考虑到多环推力轴承各环间的载荷分布不均匀，应把表8-1中的许用值降低50%。　　2、限制轴承pv值　　由于值与摩擦功率损耗成正比，它表征了轴承的发热因素。限制值，以防止轴承温升过高，出现胶合破坏。即　　　　　　　　　　[]　（MPa?m/s） 　　　 　　　　　　　 　　　　(8-4)　　对于径向轴承：　 （MPa?m/s） 　 　 　 　(8-5)　　对于推力轴承：　上式应取平均线速度，即：，　　式中：n为轴的转速(r/min)；　　　　　[pv]-轴瓦材料的许用值，见表8-1。考虑到推力轴承采用平均速度计算，[pv]值应比表8-1中的值有更大的降低，通常钢轴颈对金属轴瓦时，可取[pv]＝2～4MPa.m/s。　　3、限制轴承滑动速度v　　当压强较小时，即使与都在许用范围内，也可能因滑动速度过大而加剧磨损。故要求　　　　　　　　　　[]　（m/s）　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8-6)　　二、设计方法　　1、选择轴承的结构形式及材料。　　设计时，一般根据已知的轴径、转速和轴承载荷及使用要求，确定轴承的结构型式及轴瓦结构，并按表8-1初定轴瓦材料。　　2、初步确定轴承的基本尺寸参数。　　宽径比/是轴承的重要参数，可参考表8-3的推荐值，根据已知轴径确定轴承长度及相关的轴承座外形尺寸；并按不同的使用和旋转精度要求，合理选择轴承的配合，以确保轴承具有一定的间隙。　　3、校核是否满足约束条件，否则再设计。　　按式(8-1)、式(8-4)和式(8-6)对轴承进行校核计算，若不满足约束条件，则进行再设计。一般，能满足约束条件的方案不是唯一的，设计时，应初步确定数种可行的方案，经分析、评价，然后，确定出一种较好的设计方案。