10.2.4 非液体摩擦滑动轴承的设计计算
非液体摩擦滑动轴承工作时,其主要失效形式是磨粒磨损和黏附磨损。 因此,主要应防止过度磨粒磨损及轴承温升过高而发生黏附磨损。 一般是在确定结构尺寸后,进行校核计算以限制轴瓦的压强p 及pv 值。
1)径向滑动轴承的校核计算
一般已知轴颈直径d、转速n 和轴承径向教荷Fr。 其校核计算步骤一般如下:
图10.31 径向滑动轴承主要结构尺寸
①根据轴承使用要求和工作条件,选定轴承结构形式及轴承材料。
②选定宽径比B/d 以确定轴承宽度B,一般取B/d=0.7 ～1.30。 径向滑动轴承主要结构尺寸如图10.31 所示。
③验算轴承工作能力。
A.轴承压强p 的验算
限制轴承压强p,以防止润滑油被挤出,保证轴承中有足够的润滑油,防止过度磨粒磨损。 其计算公式为
式中 [p]——许用轴承压强,MPa,其值见表10.19。
B.轴承压强-速度pv 的验算
轴承温升过高,则润滑油黏度下降,轴承易发生黏附磨损。 为了控制轴承的工作温度,则需要限制轴承工作时的发热量。 轴承的发热量与单位摩擦功率成正比。 在稳定工作条件下,摩擦因数f 可看成常数,故验算pv 值可控制摩擦发热量,即
式中 n——轴的转速,r/min;
[pv]——材料的许用压强-速度值,MPa·m/s, 其值见表10.19。
C.滑动速度v 的验算
在压强p 较小,而滑动速度v 很大的情况下,虽然p 与pv 值都在许用范围内,但因滑动速度v 过大,也会使轴瓦加速磨损,故还应限制滑动速度v,即
式中 [v]——轴颈滑动速度的许用值,m/s,其值见表10.19。
若上述p,pv 和v 的验算结果超出许用范围时,通常采用加大轴承宽度和轴颈或改用较好的轴承材料,使之满足工作要求。
2)止推滑动轴承的校核计算(https://www.daowen.com)
止推滑动轴承的校核计算与径向滑动轴承相似,但止推滑动轴承工作能力验算,只校核轴承压强p 及轴承压强-速度值pv。 多环推力滑动轴承验算公式为
式中 Fa——轴向载荷,N;
z——推力轴承环数;
k——考虑油槽使支承面积减小的因数,一般取k=0.9 ～0.95;
vm——推力轴颈平均直径处的圆周速度,m/s,vm =πdmn/(60×1 000),dm =(d2 +d0)/2;
[p],[pv]意义同前,其值见表10.20。
表10.20 止推滑动轴承材料及许用[p],[pv]值
例10.2 已知一起重机卷筒的滑动轴承承受径向载荷Fr =105 N,轴颈直径d=90 mm,轴颈转速n=9 r/min。 为装拆方便,选择对开式轴承,轴瓦材料为铝青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2。 试确定此轴承的尺寸。
解 (1)选择轴承宽径比
根据径向滑动轴承宽径比的选择范围,选取B/d=1.1, 故
取B=10 mm,则B/d=1.11。
(2)验算轴承工作能力
由表10.19 查得铝青铜ZCuAl9Fe4Ni4Mn2 的许用值为
①压强p 的验算
③轴承压强-速度验算
因轴承工作转速极低,不必验算速度v。
验算合格,所选轴承合适。