4.参数选择 (1)粘度η
粘度大小取决于轴承的平均温度tm,tm↑,η↓,承载能力偏高;
tm↓,η↑,承载能力偏低。设计时:先假定tm——初选η——初步
设计。校核入口温度若t1=35~40℃则合适;否则重新计算。
低速、重载滑动轴承要选高粘度的润滑油,便于形成油膜;高速滑动轴承应选用低粘度的润滑油。因为润滑油内摩擦力几乎与转速平方成正比,转速高,摩擦产生的热量大,使润滑油温度升高,粘度下降,同时还会使轴受热膨胀,间隙缩小,易造成油膜破裂、轴承烧伤。
轴承间隙大,不易形成油膜,且端泄大,应选较高粘度的润滑油。 轴承宽径比大,端泄小,应选粘度低的润滑油。轴承宽径比与润滑油的粘度值约成反比关系。
(2)宽径比B/d
一般轴承的宽径比B/d=0.3?1.5。高转速滑动轴承,应选较小的
B/d值,这样可使端泄流量增大,以减少温升,但是B/d小,轴承的
承载能力也低。宽径比B/d大,轴承承载能力大,但温升高,且长轴颈易变形,制造、装配误差的影响也的较大。因此,只在低速、重载,轴及轴承刚性好,制造及安装精度高时,宽径比B/d才取较大值。宽径比对承载能力的影响见图8-3。
宽径比B/d的选择还与压强p的选择密切相关,p选得大些可以减小轴承的尺寸,并提高轴承运转的稳定性;但p取得过大,会使油膜变薄,容易因油质或加工、装配质量问题而被破坏。
图8-3宽径比对承载能力的影响
(3)相对间隙ψ
轴承中的一些特性参数是相对间隙ψ或半径间隙δ的函数,承载量系数Cp是ψ2的函数,所以间隙值对轴承性能影响很大。相对间隙主要根据载荷和速度选取。速度高时,ψ值应大些;载荷越大,ψ值应越小。直径大、宽径比小,调心性能好,加工精度高时,ψ值取小些。一般机器常用的ψ值可查阅有关的技术资料,也可以由经验公式求得。
(4)最小油膜厚度
hmin↓(即χ↑),轴承的承载能力↑,但hmin不能无限缩小。为
确保轴承在液体润滑条件下安全运转,应使最小油膜厚度大于轴颈、轴瓦工作表面粗糙度十点高度Rz1、Rz2之和,即
hmin =rψ(1-χ)≥ [h],[h]=S(Rz1+Rz2)
式中 S——安全系数,常取 S≥2。
8.2 典型题解析
例8.1 试设计一个起重机卷筒的滑动轴承。已知轴承的径向载荷
Fr=2×105N,轴颈直径d=200mm,轴的转速n=300 r/min。
要点分析:
非液体摩擦滑动轴承的设计计算。 解:
(1)确定轴承的结构型式
根据轴承的重载低速的工作要求,按非液体摩擦滑动轴承设计。采用剖分式结构以便于安装和维护,润滑方式采用油脂杯用脂润滑。由机械设计手册初步选择2HC4-200号径向滑动轴承。
(2)选择轴承材料
按重载低速的工作条件,由机械设计手册选用轴瓦材料为ZCuA110Fe3,根据其材料特性查得:
[p]=15 MPa, [pv]=12 MPa·m/s, [v]=4 m/s
(3)确定轴承宽度
对起重装置,宽径比可以取大些,取B/d=1.5,则轴承宽度 B=B/d·d=1.5×200 mm=300 mm (4)验算轴承压强
Fr2?105 p==MPa=3.33 MPa < [p]
200?300dB(5)验算v及pv值
v=
?dn60?1000?3.14?200?300m/s =3.24 m/s< [v]
60?1000 [pv]=3.33×3.14 MPa·m/s=10.47 MPa·m/s < [pv] 从上面验算可知所选材料合适。 (6)选择配合 滑动轴承常用的配合有
H7H8H9H9,,。一般取。 f6f7d9d9例8.2 有一混合摩擦径向滑动轴承,轴颈直径d=60mm,轴承宽度B=60mm,轴瓦材料为ZCuA110Fe3,试求:
(1)当载荷Fr=36000N,转速n=150 r/min时,校核轴承是否满足非液体润滑轴承的使用条件;
(2)当载荷Fr=36000N时,轴的允许转速; (3)当轴的转速n=900 r/min时的允许载荷Fr; (4)轴的允许最大转速nmax。 要点分析:
滑动轴承的条件性计算。 解:
根据轴瓦材料的型号ZCuA110Fe3,可查相关手册得: [p]=15 MPa,[v]=4m/s,[pv]=12 MPa·m/s (1)当载荷Fr=36000N,转速n=150 r/min时,