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        滑动轴承设计的影响因素介绍

        发布时间:02月03日 14:13 来源:网络转载 浏览次数:1293

        巨客网 www.dokidokilovesite.com 讯:

          滑动轴承设计要素主要包括:轴瓦合金层厚度,轴承工作表面的几何形状,轴承的宽度,油路的位置,轴瓦和轴承座之间的过盈量和轴承的工作间隙等六项。

          1.轴瓦合金厚度的影响

          为了在保持减摩性、耐磨性和摩擦顺应性的条件下提高滑动轴承的承载能力,目前大多数滑动轴承都采用双层金属结构。从进一步的试验发现,双层金属轴承中合金层的厚度对轴承性能(特别是抗疲劳性能)有很大的影响。合金层厚度与轴承的疲劳强度成反比,即合金层越厚,疲劳强度越低。根据国外试验结果,当合金层厚度从一般的0.3~0.5mm减薄到0.05~0.11Tim时,最大许用比压可提高50%~100%,疲劳寿命可提高3—5倍。这是因为当双层金属轴瓦中的软合金层受压力作用时,合金层越薄,其横向伸长受硬基体的牵制就越大的缘故。此时,合金层处于三向压应力状态,由此所产生的剪切应力较小,所以也相应地降低了产生疲劳剥落的可能性。对某些合金,上述合金层厚度与疲劳强度的关系在一定的温升条件下仍能继续保持。

        滑动轴承设计

        滑动轴承设计

          2.工作表面几何形状的影响

          某些机器(如高速柴油机)曲轴轴颈工作时易发生弹性变形,从而使作用在连杆上的惯性力增加,引起连杆盖翘曲变形。在前一种情况下,为使轴颈作用于轴承的载荷均匀分布,可将轴瓦内圆改成双曲面。在曲轴经修磨,轴颈尺寸变小因而使刚性下降的情况下,轴瓦易因严重的轴向边缘载荷而引起早期磨损。这时采用双曲面轴瓦最为有利。在后一种情况下,连杆盖的翘曲变形,使连杆孔纵向拉长横向缩小。与此相应的主轴瓦孔也发生类似变形,结果常易引起刮轴或烧瓦失效。为防止这类失效,往往将主轴瓦内孔加工成椭圆形。实际试验表明,这种形状轴瓦的使用效果极好。此外,为解决同一问题,也可采用上下瓦不等厚的轴承,即上瓦薄下瓦厚的主轴承和上瓦厚下瓦薄的连杆轴承。这样可缩小受载大的一片轴瓦的工作间隙,从而提高疲劳抗力,增加可靠性。至于上下瓦间的厚度差需视具体情况而定,目前尚未有经验公式。

          3.轴承宽度的影响

          轴承的宽度(即轴承的轴向长度)与轴承的承载能力之间的关系比较复杂。在轴承的宽径比很小时,轴承的承载能力很差,如果宽径比过大,则易因边缘承载造成载荷不均,从而加速磨损和引起边缘疲劳损坏。所以,轴承宽度不宜过大。当一根轴上装有几只轴承时,轴承宽度更不宜过大。

          4.油路位置的影响

          在流体动压轴承中,油膜的形成直接影响轴承的承载能力。由于油膜形成本身受到油路位置的影响,所以油路位置的正确与否严重地影响着轴承的寿命。一般,利用固定轴瓦所获得的轴颈位移图和固定轴颈所获得的轴承中心位移图,常可求出油槽、油孔或分枝孔的最佳位置。

        滑动轴承产品

        滑动轴承产品

          对于薄壁型双层金属或三层金属轴承,油槽常深入钢背。在油膜压力作用下,轴承合金常被挤入槽中,在轴承中引起附加的脉冲弯曲应力。此时,油膜压力还可能使轴承两边发生向上挠曲变形。特别是在油膜最薄的位置上,这种变形常使轴承发生刮伤或其他形式咬粘。当轴承钢背面高载荷区存在大的油孔时,也会产生与上述相似的效应,尽管其范围较小,程度较轻,但也应给予注意。为了减少流动阻力,防止破坏油膜和引起紊流,油路系统各连接处应具有光滑的过渡部分,油槽和油孔的棱角都必须倒钝。

          5.轴瓦过盈量的影响

          为了保证轴瓦和轴承座贴合良好,轴瓦必须以一定的过盈量装入座中。过盈量常可通过计算作出选择。过盈量过小时,往往会使轴承钢背与轴承座问产生相对转动,引起钢背外侧表面微动腐蚀磨损,从而降低轴承寿命。过盈量过大时,则往往使轴承内孔缩小,润滑油膜不易形成,引起轴与轴承表面间金属的直接接触,最终导致轴承过早磨损或咬死。通常,轴承和轴承座常用不同的材料制成,因此在确定过盈量时,还应考虑轴承瓦背材料与座体材料热膨胀系数的影响。当瓦背和座体材料的热膨胀系数相差很大时,在受热情况下往往引起过盈量的减小,降低轴承的寿命。

          过盈量常可用实测的方法加以检验。对整体轴承,一般通过测定轴承座的内径和轴承的外径即可求出过盈量。当轴承为剖分式时,由于轴瓦具有自由弹势,沿分界面测定的轴瓦内径常比垂直分界面测定者大,因此必须采用专门的测试工具。

          6.轴承工作问隙的影响

          轴承工作间隙选择不当也会影响轴承的寿命。工作间隙太小时最小油膜厚度减小,易引起过热,导致轴承咬粘;此外油膜太薄,微小的异物不易通过。工作间隙较大时可获得较大的润滑油流量,有利于散热,但也会引起振动,造成轴承过早失效,甚至振断曲轴。一般在轴瓦合金层减磨性能好、热膨胀系数小、润滑油黏度大、负荷大、轴颈和轴瓦的加工精度和表面光洁度高、机油过滤器效率高、工作温度低、轴与轴瓦弹性变形小的条件下,工作间隙可选小些。反之,则应选大些。

          以上所述即为滑动轴承设计的影响因素介绍。

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