问答题 试设计一液体摩擦径向滑动轴承。已知:径向载荷F=25000N,轴颈直径d=115mm,轴颈转速n=1000r/min。
【正确答案】
【答案解析】解题要点:
(1)确定轴承结构形式。
采用整体式结构,轴承包角α=360°。
(2)确定轴承结构参数。
取l/d=1,则轴承工作宽度l为
l=1×115mm=115mm
(3)选择轴瓦材料。
计算轴承的p、v和pv值。

选择轴瓦材料:
根据p、v和pv,值,选用11-6锡锑轴承合(ZSnSb11Cu6),其[p]=25MPa,[v]=80m/s,[pv]=20MPa·m/s。轴颈系钢制,淬火精磨。
(4)选定轴承相对间隙ψ和轴承配合公差。
ψ=0.8×10 -3 v 0.25 =0.8×10 -3 ×6.02 0.25 =1.25×10 -3 ,取ψ=1.3×10 -3
确定轴承直径间隙为
Δ=ψd=0.0013×115mm=0.1495mm
选定轴承配合公差时,应使所选配合的最小和最大配合间隙接近轴承的理论间隙Δ。现选定配合 ,则轴瓦孔径 ,轴颈直径 ,最大间隙Δ max =0.035mm+0.155mm=0.190mm,最小间隙Δ min =0.120mm。
(5)选定润滑油。
根据轴承的[p]、[v]值,选用L-AN32机械油,取运动黏度v 40 =32cSt(32×10 -6 m 2 /s),密度ρ=900kg/m 3 ,比热容c=1800 J/(kg·℃)。
计算平均温度t m 下润滑油的动力黏度:
取t m =50℃,查得50℃,L-AN32的运动黏度v 50 =19~22.6cSt,取v 50 =19cSt(19×10 -6 m 2 /s),得其动力黏度为
η 50 =ρv 50 =900×19×10 -6 N·S/m 2 =0.0171N·S/m 2
(6)计算轴承工作能力。
计算轴承承载量系数:

确定偏心率χ:根据C P 和l/d值,即
χ=0.652
计算最小油膜厚度h min

选定轴瓦和轴颈表面粗糙度Rz 1 =1.6μm,Rz 2 =3.2μm,则
h min =0.026>2(Rz 1 +Rz 2 )=2×(0.0016+0.0032)mm=0.0096mm
(7)验算轴承温升和工作可靠性。
计算液体摩擦系数μ:
轴颈角速度为

因l/d=1,故ξ=1,则摩擦系数为

供油量:根据轴承偏心率χ和宽径比l/d,查表并插值计算,得CQ=0.142,故供油量为
Q=C Q ψvld=0.142×0.0013×6.02×0.115×0.115m 3 /s=14.7×10 -6 m 3 /s
=882cm 3 /min
计算轴承温升Δt:取导热系数a s =80J/(m 2 ·s·℃)时,则

进口油温度 (在35~45℃之间)
出口油温度