滑动轴承简述

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2010-07-22 08:45:37 来源:鞍钢集团朝阳鞍凌钢铁有限公司设备保障处 浏览:215次
滑动轴承简述
一、动压液体润滑原理
如(图一)所示为滑动轴承接触副。当轴处于静止状态(图a),有顶间隙s,轴在载荷p的作用下被支承在轴承的下部。当轴开始转动时(图b),由于润滑油的粘性使轴对润滑油具有携带作用,润滑油被轴由轴承楔型间隙的宽空隙带到狭窄空隙。大量润滑油在狭窄空隙处集结面产生压力,在轴颈和轴瓦的下部便形成“油楔”。当油楔产生的压力平衡轴的负荷时,便把轴在轴瓦中“浮起”,并在轴颈和轴瓦之间出现油楔(图c)。如果油膜的厚度使轴颈与轴瓦表面完全分隔开时,即实现液体润滑。

(图一)滑动轴承动压液体润滑的形成
二、静压液体润滑原理
如(图二)所示为静压轴承原理图。通过一套液压供油系统和节流阻尼器,将具有一定压力的高压油强行到摩擦表面的间隙中,使两相对运动的摩擦表面,在尚未运动之前就被高压油分隔开,从而保证运动副能够在承受一定载荷的情况下,完全处于液体润滑状态,称为静压液体润滑。
具有一定压力的油液从油泵供出后,经过滤器,再经截流阻尼器流入轴承油腔内并力图从轴承的周向及轴向油封面流出。由于这些油面间隙很小,对油液的阻力较大,流出困难。所以油液在油腔中形成静压力而将轴浮起。当油腔对称开设时,轴便浮在中心位置上。各油封面流出的油液,被集中于油池内,形成油液循环。

1-  轴颈 2-轴承 3-油腔4-节流阻尼器 5-油泵 6-粗过滤器
7-精过滤器8-溢流阀 9-油箱
(图二)静压轴承原理图
三、滑动轴承的装配
1、轴瓦与轴承座的装配
(1)上下两瓦合并后,接触面不许有漏缝,以防止润滑油泄露出去,或使其位置不确定。大多数轴瓦都需要在上下轴瓦接合面上装配定位销钉,使轴瓦不致错位,也可以防止瓦口垫被轴带入轴承内发生事故。
(2)轴瓦与轴承座的接触面积不得小于整个面积的40~50%,接触必须均匀,不得有翘角或部分还有间隙。因为轴瓦在轴承座中如果不卧实,可能出现一种虚假的现象,影响轴瓦的找平和轴瓦与轴的装配质量。机器运转中在载荷的作用下,还可能导致轴瓦破坏事故。
(3)为了防止轴瓦在轴承座内发生转动或振动,应有定位装置(定位销、螺钉等)。为了防止轴瓦轴向窜动,轴瓦的翻边或直口与轴承座之间的配合尺寸采用H8/f8配合,不应有明显间隙,用0.1毫米塞尺检查,不许通过。
(4)为防止轴瓦在轴承座内产生相对运动或振动,轴瓦必须被轴承盖压紧,这通过轴瓦与轴承座之间不大的过赢量来实现,一般过赢量为0.02~0.04毫米。
2、轴瓦与轴的装配
(1)油沟和坡口:为保证润滑油通畅地被引进,不受阻碍地达到轴瓦的各工作部位,必须根据标准规定开好油沟和坡口。
(2)接触角:接触角即轴瓦与轴接触面所对的圆心角。接触角不应过大或过小。若接触角过小,轴瓦上所承受的单位压力增加,使轴瓦过快地磨损。如果接触角过大,就破坏了轴承的楔形间隙。(理论分析证明,当接触角大于120°时,液体摩擦将无法实现),将使轴瓦迅速磨损,甚至带来事故。一般接触角应在60-90°的范围内。当载荷大,转速低时,取较大角度;当载荷小转速高,采用较小的角度。根据实践经验,当转速在每分钟3000转以上时,接触角可以小于60°,至可以达到35°;当低速重载时,接触角可以大于90°,有时甚至达到120°。接触角应在承受压力的方向上。

(图四)减速机轴承的受力方向
(3)接触点:接触点指在接触角范围内单位面积(25*25毫米上)接触多少点来计算。接触点的作用是用来支持轴作用给轴瓦的载荷,防止载荷集中分布造成的迅速磨损和事故。同时,其凹坑可以储存润滑油,当由于某种原因使油膜遭到破坏时,可以从其中补充润滑油,防止产生干摩擦造成的迅速磨损和事故。
接触点的多少,主要根据机械的精度和转速来确定。轴瓦的接触点要求由下表给出。轴瓦接触情况的检查和调整应与轴的位置安装结合进行。接触情况用着色法法进行检查,通过调整轴或刮研轴瓦进行调整,检查与调整反复进行多次,才能达到技术要求。    (表一)轴承的接触点
转速
(转/分)
接触点(25*25毫米面积上)
100~300
2~3
300~500
3~5
500~1000
5~8
1000以上
8~10
(4)间隙:滑动轴承的间隙是指轴颈和轴瓦之间的间隙,轴承间隙有径向间隙和轴向间隙两种。径向间隙分为顶间隙a和侧间隙b,轴向间隙是两边窜动间隙之和(s1+s2)。如(图五)所示为滑动轴承的间隙。轴承具有必要的间隙可以补偿零件加工与装配的偏差和受热产生的膨胀;补偿有些轴承由于材料的吸油性和吸水性引起的膨胀;并且形成一个楔形间隙,以使轴承与轴之间形成润滑油膜,延长轴寿命。否则,将使金属互相摩擦而发热,甚至烧坏轴瓦。如果间隙过大,同样会破坏润滑油膜的形成,使机器产生振动和噪音。轴的转速越高时,轴承间隙在轴颈尺寸相同时相对要大一些,因其摩擦所产生的热量和之引起的膨胀要大一些;反之就要小一些。轴承合金轴瓦比铜瓦的间隙可以小一些,因为其磨合性好。而树脂和尼龙轴承的间隙要大一些,因其具有吸油性和吸水性。工作温度高,间隙也应大些,以补其受热膨胀。稀油润滑的轴承较干油润滑时间隙要小一些,因为稀油容易进入摩擦表面,且承载时间隙过大容易被挤出。

(图五)滑动轴承的间隙
确定轴承间隙的大小要考虑以上几种因素,有时为了方便,根据实际情况主要考虑某几个主要因素。具体确定轴承间隙的方法有以下几种:
1)根据设计图纸的要求,在设计图纸上,设计人员按照机器的性能和工作条件,标明了轴承的配合和精度,我们可以由公差表查出计算轴承间隙的范围,作为施工的依据。但是,往往有时在设计中缺乏对实际的全面了解,在实际应用中证明给出的数据不一定都是恰当的。
2)系数法,即用轴的直径乘一个系数K的简单计算式确定轴承间隙的方法。这种计算方法简单,便于记忆。
这时,轴承的顶间隙:a=Kd(式中,d----轴的直径,K----系数)
轴承的侧间隙:  在一般情况下 b=a
顶间隙较大时 b=a/2
顶间隙较小时 b=2a
液体摩擦轴承的间隙: d<500mm    a=(0.001~0.002)d
d=500~1000mm  a=(0.0015~0.003)d
一般精密机床轴承K=0.0005,马达之类设备轴承K=0.001,一般冶金机械设备轴承K=0.002
3)经验法:根据前人经验的积累总结出的滑动轴承间隙
4)试验法:根据设计图纸、经验公式、经验法确定的轴承间隙,一般给出大体正确的结果,但不一定是最可靠的。有时必须实践进行检验,主要通过轴承稳定的温升、振幅、负荷等进行。
四、滑动轴承的测量方法
轴颈与轴瓦的侧间隙可用塞尺检查,颈与轴瓦的顶间隙可用压铅法检查。压丝直径不宜超过顶间隙的3倍,顶间隙可按下列公式计算:
S1=b1-(a1+a2)/2 ;S2=b2-(a3+a4)/2
式中:S1:一端顶间隙(mm);S2:另一端顶间隙(mm);b1、b2:轴颈上各段铅丝压扁后的厚度(mm);a1、a2、a3、a4:轴瓦合缝处接合面上各垫片的厚度或铅丝压扁后的厚度(mm)。