采用润滑脂,油绳或滴油润滑的径向滑动轴承,由于轴承中得不到足够的润滑剂,在相对运动表面间难以产生一个完全的承载油膜,轴承只能在混合摩擦润滑状态(边界润滑和液体润滑同时存在)下运转。这类轴承可靠的工作条件是:边界膜不遭破裂,维持粗糙表面微腔内有液体润滑存在。
在工程上,这类轴承以维持边界油膜不遭破坏作为设计的最低要求。但是促使边界油膜破裂的因素较复杂,所以目前仍采用简化的条件性计算。这种计算方法只适于对工作可靠性要求不高的低速、重载或间歇工作的轴承。对于重要的不完全液体润滑径向轴承,设计计方法可参考相关手册。
径向滑动轴承的计算
在设计时,通常是已知轴承所受径向载荷F(N)、轴颈转速n(r/min)及轴颈d(mm), 然后进行验算。
1.验算轴承的平均压力p ——防止过度磨损
式中:B——轴承宽度,mm(根据宽经比B/d确定);
[P]——轴瓦材料的许用压力,MPa,其值见常用金属轴承材料性能表。
2.验算轴承的pV值 ——限制轴承的温升,防止胶合
式中:[pv]——轴承材料的pv许用值,MPa·m/s,其值见常用金属轴承材樾阅鼙怼
3. 验算滑动速度V ——防止p和pv合格下,因V过高而造成的加速磨损
式中:[v]为许用滑动速度,其值见常用金属轴承材料性能表。
常用金属轴承材料性能
轴承材料 |
最大许用值 |
最高 工作 温度 /(℃) |
轴 颈 硬 度 /(HBS) |
性能比较 |
备 注 |
||||||
[p] /(MPa) |
[v] /(m/s) |
[pv] /(MPa.m/s) |
抗咬粘性 |
|
耐蚀性 |
疲劳强度 |
|||||
锡锑轴承合金 |
ZSnSb11Cu6 ZSnSb8Cu4 |
平稳载荷 |
150 |
1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
用于高速、重载下工作的重要轴承,变载荷下易于疲劳,价贵。 |
||
25 |
80 |
20 |
|||||||||
冲击载荷 |
|||||||||||
20 |
60 |
15 |
|||||||||
铅锑轴承合金 |
ZPbSb16Sn16Cu2 |
15 |
12 |
10 |
150 |
150 |
1 |
1 |
3 |
5 |
用于中速、中等载荷的轴承,不易受显著p击。可作为锡锑轴承合金的代替品。 |
ZPbSb15Sn5Cu3Cd2 |
5 |
8 |
5 |
||||||||
锡青铜 |
ZCuSn10P1 (10-1锡青铜) |
15 |
10 |
15 |
280 |
300~400 |
3 |
5 |
1 |
1 |
用于中速、重载及受变载荷的轴承 。 |
ZCuSn5Pb5Zn5 (5-5-5锡青铜) |
8 |
3 |
15 |
用于中速、中载的轴承。 |
|||||||
铅青铜 |
ZCuPb30 (30铅青铜) |
25 |
12 |
30 |
280 |
300 |
3 |
4 |
4 |
2 |
用于高速、重载轴承,能承受变载荷冲击。 |
铝青铜 |
ZCuAl10Fe3 (10-3铝青铜) |
15 |
4 |
12 |
280 |
300 |
5 |
5 |
5 |
2 |
最宜用于润滑充分的低速重载轴承。 |
黄铜 |
ZCuZn16Si4 (16-4硅黄铜) |
12 |
2 |
10 |
200 |
200 |
5 |
5 |
1 |
1 |
于低速、中载轴承。 |
ZCuZn40Mn2(40-2锰黄铜) |
10 |
1 |
10 |
200 |
200 |
5 |
5 |
1 |
1 |
用于高速、中载轴承,是较新>轴承材料,强度高、耐腐蚀、表面性能好。可用于增压强化柴油机轴承。
|
|
铝基轴承合金 |
2%铝锡合金 |
28~35 |
14 |
-- |
140 |
300 |
4 |
3 |
1 |
2 |
|
三元电镀合金 |
铝-硅-镉镀层 |
14~35 |
-- |
-- |
170 |
200~300 |
1 |
2 |
2 |
2 |
镀铅锡青铜作中间层,再镀10~30μm三元减磨层,疲劳强度高,嵌入性好。 |
银 |
镀层 |
28~35 |
-- |
-- |
180 |
300~400 |
2 |
3 |
1 |
1 |
镀银,上附薄层铅,再镀铟。常用于飞机发动机、柴油机轴承。 |
耐磨铸铁 |
HT300 |
0.1~6 |
3~0.75 |
0.3~4.5 |
150 |
<150 |
4 |
5 |
1 |
1 |
宜用于低速、轻载的不重要轴承,价廉。 |
灰铸铁 |
HT150~HT250 |
1~4 |
2~0.5 |
__ |
__ |
-- |
4 |
5 |
1 |
1 |
注:1.[pV]为不完全液体润滑下的许用值。
2.性能比较:1~5依次由佳到差。
止推滑动轴承的计算
止推轴承由止推轴承座和止推轴颈组成。常用的结构形式有空心式,单环式和多环式,其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径,因其端面上的压力分布极不均匀,靠近中心处的压力很高,对润滑极为不利。
空心式轴径接触飞涎沽Ψ植冀暇匀,润滑条件较实心式有所改善。单环式是利用轴颈的环形端面止推,而且可以利用纵向油槽输入润滑油,结构简单,润滑方便,广泛用于低速,轻载的场合。多环式止推轴承能够承受较大的轴向载荷,但载荷在各环间分布不均,许用压力[p]及[pv]值均应比单环式的降低50%。
1. 验算轴承的平均压力:
0式中:Fa——轴向荷载,N;
z——环的数目;
[p]——许用压力,MPa,见下表。
2. 验算轴承的pV值:
式中:b——轴颈环工作宽度,mm;
n——轴颈的转速,r/min;
[pv]——pv的许用值,MPa·m/s,其值见表。
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