滑动轴承设计.doc

滑动轴承的设计准则，是根据其工作方式及特点确定的。对于非流体摩擦状态的滑动轴承，或称混和摩擦状态滑动轴承，保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务；对于流体润滑轴承，设计重点则主要集中在如何在给定的工况下，构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦，使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。1 非流体润滑状态滑动轴承的设计准则对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承，常用限制性计算条件来保证其使用功能。此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。（1） 轴承承载面平均压强的设计计算由于过大的表面压强将对材料表面强度构成威胁，并会加速轴承的磨损，因此在设计中应满足:其中：P轴承承载面上压强，MPa；F轴承载荷，N；A轴承承载面积，mm2；P轴承材料的许用压强，MPa。对于径向轴承，一般只能承担径向载荷:其中：F轴承径向载荷，N；D轴承直径，mm；B轴承宽度，mm。DB是承载面在F方向上的投影面积。推力轴承一般仅能承担轴向载荷，对于环形瓦推力轴承:其中：F轴承轴向载荷，N；D2、D1轴承承载环面外径、内径，mm。(2) 轴承摩擦热效应的限制性计算滑动轴承工作时，其摩擦效应引起温度升高，摩擦热量的产生与单位面积上的摩擦功耗成正比，而轴承承载面压强p与速度v的乘积通常用来表征滑动轴承的摩擦功耗，称为pv值。滑动轴承设计中，用限制pv值的办法，控制其工作温升，其设计准则为：其中：P轴承承载面上压强，MPa；对于径向和推力轴承；V轴承承载面平均速度，m/s；Pv轴承许用Pv值。其中：D轴承平均直径，0.001m；n轴颈与轴瓦的相对转速，。这样，上式也可写为:(3) 轴承最大滑动速度的条件性计算非液体摩擦状态工作的滑动轴承，其工作表面相互接触，当相对滑动速度很高时，其工作表面磨损加速，此项计算对于轻载高速轴承尤为重要。设计准则为:其中：v轴承承载面最大线速度，m/s；v轴承许用线速度。(4) 滑动轴承的几何参数滑动轴承的轴颈和轴瓦间的间隙大小，对滑动轴承的工作性能有显著影响,滑动轴承的间隙大小用相对间隙来表示:其中：C轴承半径间隙，即轴瓦与轴颈的半径差，mm；r轴承半径，mm。轴承间隙较大时，轴承承载力和运转精度下降，摩擦较小，温升较低；轴承间隙较小时，轴承运转精度较高，承载力较高，但摩擦功耗及温升较大。滑动轴承设计时，常在0.0040.012范围取值。滑动轴承的径向尺寸和宽度尺寸的比值称为宽径比B/D，有时写成L/D，轴承宽度较小时，会使润滑剂易沿轴向泄漏，不易保持于承载区，因此滑动轴承的宽径比不易过小，常推荐在0.51.5间选取。径向轴承径向配合推荐优先选用H9/d9和H8/f7及D9/h9和F8/h7。2. 流体润滑状态滑动轴承的设计流体润滑状态润滑轴承是指在稳定运转时，其轴颈与轴瓦被润滑剂完全分隔，工作于无相互接触工作状态的滑动轴承。(1) 滑动轴承形成流体动力润滑的条件实现流体润滑主要有两种方式，一是静压方式，即将流体直接泵入承载区承载；二是动压方式，即利用轴承相对运动表面的特殊形状及运动条件形成的压力承载。通常状态下，动压轴承的设计和工艺条件应满足如下几方面的要求，才可使流体润滑的实现成为可能。条件1：滑动轴承相对运动表面间在承载区可以构成锲形空间，且其运动将使该区域中的流体从宽阔处流向狭窄处；即从大口流向小口；或使承载区体积有减小的趋势。条件2：有充足的流体供给，且其具有一定的粘度；条件3：相对运动表面间的最小间距，即最小流体膜厚度hmm，大于两表面不平度之和，使滑动表面间不发生直接接触。(2) 流体动压润滑轴承承载流体膜的力学特征流体动压润滑轴承依赖承载区流体膜承载，承载区流体在相对运动表面间形成压力，如上所述，该压力分布与间隙形状，流体物化性质及轴承表面的运动状态和几何