滑动轴承

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机械设计作业集
第十二章
一、 选择题
滑动轴承
12-1 宽径比 B/d 是设计滑动轴承时首先要确定的重要参数之一,通常取 B/d= C 。 A 1~10 B 0.1~1 C 0.3~1.5 D 3~5 12-2 轴承合金通常用于做滑动轴承的 B 。 A 轴套 B 轴承衬 C 含油轴瓦 D 轴承座 12-3 B 不是静压滑动轴承的特点。 A 起动力矩小 B 对轴承材料要求高 C 供油系统复杂 D 高、 低速运转性能均好 12-4 验算滑动轴承最小油膜厚度 hmin 的目的是 A 。 A 确定轴承是否能获得液体摩擦 B 控制轴承的发热量 C 计算轴承内部的摩擦阻力 D 控制轴承的压强 12-5 巴氏合金是用来制造 B 。 A 单层金属轴瓦 B 双层或多层金属轴瓦 C 含油轴承轴瓦 D 非金属轴瓦 12-6 在滑动轴承材料中, B 通常只用做双金属轴瓦的表层材料。 A 铸铁 B 巴氏合金 C 铸造锡磷青铜 D 铸造黄铜 12-7 液体摩擦动压径向轴承的偏心距 e 随 B 而减小。 A 轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的增大 B 轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的减小 C 轴颈转速 n 的减小或载荷 F 的减小 D 轴颈转速 n 的减小或载荷 F 的增大 12-8 非液体摩擦滑动轴承,验算 pv≤[pv]是为了防止轴承 B 。 A 过度磨损 B 过热产生胶合 C 产生塑性变形 D 发生疲劳点蚀 12-9 在 B 情况下,滑动轴承润滑油的粘度不应选得太高。 A 重载 B 高速 C 工作温度高 D 承受变载荷或振动冲击载荷 12-10 温度升高时,润滑油的粘度 C 。 A 随之升高 B 保持不变 C 随之降低 D 可能升高也可能降低 12-11 动压滑动轴承能建立油压的条件中,不必要的条件是 D 。 A 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B 充分供应润滑油 0 C 轴颈和轴承表面之间有相对滑动 D 润滑油温度不超过 50 C 12-12 两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 D 。 A 液体摩擦 B 半液体摩擦 C 混合摩擦 D 边界摩擦 12-13 在滑动轴承中,相对间隙ψ是一个重要参数,它是 B 与公称直径之比。 A 半径间隙δ=R-r B 直径间隙Δ=D –d C 最小油膜厚度 hmin D 偏心距 e 12-14 与滚动轴承相比较,下述各点中, A 不能作为滑动轴承的优点。 A 轴向尺寸小 B 间隙小,旋转精度高 C 运转平稳,噪声低 D 可用于高速
dB Cp 2
Cp
F 2 Bd
n 30 157.08 1/s
d=0.2 m
B=0.8d=0.16 m Cp =1.74
η=0.018
表 12—7
ψ=0.0015
插值可得:
B/d=0.8
χ=0.7237
hmin =rψ(1-χ)= 0.041445mm = 41.4μm
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机械设计作业集 12-34 一液体动力润滑径向滑动轴承,承受径向载荷 F=70kN, 转速 n=1500r/min 轴径直径 d=200mm, 0 宽径比 B/d=0.8,相对间隙ψ=0.0015,包角α=180 ,采用 32 号全损耗系统用油(无压供油) , 假 0 设轴承中平均油温 tm=50 C,油的粘度η=0.018Pa.s,求最小油膜厚度 hmin。 解: 由 F
v
dn
60 1000
v1 0.628 m
s s v3 5.236 m s
v 2 1.047 m
V3 >[v] 材料不合适。 F≤[PV]Bd/v F1 ≤955.414 KN ∴ 取 F=750 KN F2 ≤ 573.065 KN ∴ 取 F=573.065 KN n=500r/min 时, v>[v] 不满足。
F 100000 12.35Mpa Bd 90 90 dn 2、 v 0.42 m s 60 1000 pv 5.187 Mpa. m s p
由表 12—2 ZCuZn16Si4(16-4 硅黄铜) [p]=12Mpa [pv]=10Mpa m/s 或:ZCuAl10Fe3(10-3 铝青铜) [p]=15Mpa [pv]=12Mpa m/s 表 12—3 1 号钙钠基脂。 没有合适的润滑油。 [v]=2m/s [v]=4m/s
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12-25 验算滑动轴承的压力 p、速度 v 和压力与速度的乘积 pv,是不完全液体润滑滑轴承设计的 内容,对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算?为什么? 答:也应进行此项验算。因在起动和停车阶段,滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。另外, 液 体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据[p]、[pv]、[v]值选取。
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或当
χ在顶点左侧时,qa χ在顶点有侧时,qa
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四、
设计计算题
12-32 起重机卷筒轴采用两个不完全液体摩擦径向滑动轴承支承,已知每个轴承上的径向载荷 F=100KN,轴颈直径 d=90mm,转速 n=90r/min。拟采用整体式轴瓦,试设计此轴承,并选择润滑剂 牌号。 解:1、选宽径比 B/d=1, B=90mm
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机械设计作业集 12-29 液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据是什么? 答;p≤[p];pv≤[pv];v≤[v];hmin>
[hmin];ti >35 —40 C 。
0
0
12-30 就液体动力润滑的一维雷诺方程 答:能承载,
h h0 p 6v x h3
二、
填空题
12-15 在不完全液体润滑滑动轴承设计中,限制 p 值的主要目的是 避免过度磨损 ;限制 pv 值的主要目的是 限制温升,避免胶合 。 12-16 径向滑动轴承的偏心距 e 随着载荷增大而 增大 ;随着转速增高而 减小 。 12-17 在设计液体摩擦动压滑动轴承时,若减小相对间隙ψ,则轴承的承载能力将 提高 ;旋转 精度将 提高 ;发热量将 增加 。
12-28 在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后,可考虑采取什么措施(对每种情况提出两 种改进措施)? ⑴ 当 hmin<[hmin]时; ⑵ 当条件 p<[p]、v<[v]、pv<[pv]不满足时; ⑶ 当计算入口温度 ti 偏低时。 答: (1)说明承载能力不够。可:d↑;B↑;η↑;ψ↓等。 (2)可改选材料; B↑。 (3)说明轴承的温升过高,承载量过大。可:d↑,B↑;ψ↑η↑等。
12-33 有一不完全液体润滑径向滑动轴承,轴颈直径 d=200mm,轴承宽度 B=250mm,轴承材料选用 ZCuAl10Fe3,当轴转速为 60r/min、100r/min、500r/min 时,轴承允许的最大径向载荷各为多少? 解:由表 12—2 ZCuAl10Fe3 (10-3 铝青铜) [p]=15Mpa [pv]=12Mpa m/s [v]=4m/s F≤B.d[p]=250×200×15=750KN
12-22 滑动轴承常见的失效形式有哪些? 答: 磨粒磨损,刮伤,咬粘(胶合) ,疲劳剥落和腐蚀。
12-23 对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求? 答: 1、良好的减摩性,耐磨性和抗咬粘性。 2、良好的摩擦顺应性,嵌入性和磨合性。 3、足够的强度和抗腐蚀能力。 4、良好的导热性、工艺性、经济性。
12-24 在设计滑动轴承时,相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系? 答:速度愈高,ψ值应愈大; 载荷愈大,ψ值应愈小。
12-26 试说明液体动压油膜形成的必要条件。 答: 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;有相对速度,其运动方向必须使油由大端流 进,小端流出; 润滑油必须有一定的粘度,且充分供油;
12-27 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承,试分析在仅改变下列参数之一时,将如何影响 该轴承的承载能力。 ⑴ 转速 n=500r/min 改为 n=700r/min; ⑵ 宽径比 B/d 由 1.0 改为 0.8; ⑶ 润滑油由采用 46 号全损耗系统用油改为 68 号全损耗系统用油 ⑷ 轴承孔表面粗糙度由 Rz=6.3μm 改为 Rz=3.2μm。 答: (1)承载能力↑ (2)承载能力↓ (3)η↑,承载能力↑ (4)RZ↓,允许 hmin ↓,偏心率↑,承载能力↑。
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机械设计作业集 12-18 非液体摩擦径向滑动轴承,按其可能的失效形式应限制 p≤[p] 、 pv ≤[pv] 、 v ≤ [v] 进行条件性计算。 12-19 形成液体摩擦动压润滑的必要条件 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙; 、 有 相对速度,其运动方向必须使油由大端流进,小端流出; 、 润滑油必须有一定的粘度,且充分 供油; 而充分条件是 hmin>[hmin] 。
三、
Βιβλιοθήκη Baidu
分析与思考题
12-20 在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题? 答: 1、应开设在非承载区; 2、油槽沿轴向不能开通。
12-21 一般轴承的宽径比在什么范围内?为什么宽径比不宜过大或过小?
答: 一般 B/d 为 0.3—1.5 ; B/d 过小,承载面积小,油易流失,导至承载能力下降。但温升低; B/d 过大,承载面积大,油易不流失,承载能力高。但温升高。
0.84 v 10 3 0.0009308
Cp F 2 10000 0.0009308 2 2.4155 2vB 2 0.028 1.8326 0.035
偏心率 χ≈0.75
计算承载量系数:
再由 Cp 和 B/b=1,查表 12—7 得:
计算最小油膜厚度: hmin =rψ(1-χ)=17.5×0.0009308(1-0.75)=0.00407225mm 计算许用最小油膜厚度,取 S=2
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机械设计作业集 12-35 某转子的径向滑动轴承,轴承的径向载荷 F=10000N,轴承宽径比 B/d=1.0,轴径的转速 n=1000r/min,载荷方向一定,工作情况稳定,轴承相对间隙 0.84 v 10
3
(v 为轴颈圆周速
度,m/s),轴颈和轴瓦的表面粗糙度 Rz1=3.2μm,Rz2=6.3μm,轴瓦材料的[p]=20MPa,[v]=15m/s, [pv]=15MPa.m/s,油的粘度η=0.028Pa.s。 ⑴ 求按混合摩擦润滑(不完全液体润滑)状态设计时,轴颈的直径 d=?。 ⑵ 将由⑴求出的轴颈直径进行圆整, (尾数为 0 或 5) ,试问在题中给定条件下此轴承能否达 到液体润滑状态? 解: (1) 按不完全液体润滑状态,设计轴颈直径: 由 F/(dB)≤[P],B/d=1 得
d
F 1 10 4 mm 22.36mm [ p] 20 d Fn 34.907 mm 60000[ pv]
由 pv
F dn . [ pv] 得 Bd 60 1000
验算
∴ 应取 d=35 mm
v=πdn/60000=1.8326m/s<[v]=15m/s
(2) 按液体润滑状态计算 hmin 计算轴承相对间隙:
,说明形成液体动压润滑的必要条件。
p 应大于 0,所以: x η>0,润滑油应有一定的粘度; V>0,有相对速度; h≠h0 ,有楔形间隙,油由大端流进小端流出。
12-31 图所示为两个尺寸相同的液体摩擦滑动轴承,其工作条件和结构参数(相对间隙ψ、动力 粘度η、速度 v、轴径 d、轴承宽度 B)完全相同。试问哪个轴承的相对偏心率χ较大些?哪个轴 承承受径向载荷 F 较大?哪个轴承的耗油量 Q 较大些? 答:偏心率:χ=e/δ (1) (2) 半径间隙: δ=R-r
χa>χb
F 2vB
2
Cp
a) b)
Cp ↑ 承载能力 F↑;χ↑ Cp ↑ ,所以,Fa > Fb ;
题 12—31 图 (3)令耗油量(或流量)系数为 Cq C q 则:润滑油流量 q=Cq ∵χ值不详 ∴
q vBd
Cq 随着χ的增大先增后减
ψvBd
,由书中图 12—16 可知:
qa 、qb 谁大无法判断 >qb <qb
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