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一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法与流程

2024-02-02 09:18

  1、滑动轴承设计中,通常要求最小油膜厚度必须大于临界油膜厚度,最小油膜厚度通常有统一的计算公式,但对临界油膜厚度的计算各类轴承设计手册中要求差异明显。有的轴承手册根据轴径选择临界油膜厚度(郭红,岭少起编《圆柱、圆锥动静压滑动轴承设计》),未考虑加工精度、载荷以及轴系弯曲的影响,明显不合理;有的轴承设计手册中要求按轴瓦、轴径加工粗糙度确定临界油膜厚度(杨国安编《滑动轴承故障诊断实用技术》),虽考虑了加工精度,但未考虑轴系弯曲影响,如轴系承受较大集中载荷,则这一计算方法也不够准确;有的轴承设计手册中要求不仅考虑加工粗糙度,还需考虑轴径的变形、转子的弯曲变形以及公差等因素(陈金宝译《滑动轴承计算和设计》),既考虑了弯曲导致的轴弹性线在轴瓦中的转折又同时计算了轴颈与轴瓦沿周向横截面公差,使临界油膜厚度计算结果偏大,也不够准确。

  2、因此,亟需开发一种合理、科学的滑动轴承临界油膜厚度计算方法以便准确计算滑动轴承临界油膜厚度。

  1、本发明的目的在于提供一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,能够合理、准确地计算滑动轴承临界油膜厚度。

  3、一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法从动件停歇,考虑轴瓦与轴颈加工粗糙度、平均压强作用下轴颈变形量、轴系弯曲的变形量、轴颈与轴瓦沿周向横截面公差偏差量,计算得到滑动轴承临界油膜厚度。

  4、根据计算所得的最小油膜厚度,按标准选取轴瓦、轴径加工粗糙度异步电动机,作为临界油膜厚度的计算项目;

  5、将轴系弯曲变形和轴颈与轴瓦沿周向横截面公差进行比较,取二者中较大者作为临界油膜厚度的计算项目;

  6、考虑平均压强作用下轴颈变形,计算出轴颈变形值,作为临界油膜厚度的计算项目;

  11、式(1)中,hmin为最小油膜厚度,d为轴径,ψ为轴瓦与轴径相对间隙,x为偏心率;

  13、依据计算所得最小油膜厚度hmin查gb/t39741.2-202标准,确定轴颈表面微观粗糙度高度hm及轴颈与轴瓦沿周向横截面公差偏差hi;

  14、依据测量得到的轴承外径查gb/t7308.1-2021标准锯条,确定轴瓦表面微观粗糙度高度hb;

  16、考虑平均压强作用下轴颈变形,按照科特尼尔公式计算出轴颈变形引起的最小间隙减小值hk:

  19、式(2)、(3)中,hk为轴颈变形引起的最小间隙减小值,单位为μm;pm为轴瓦平均压强,单位为pa;d为轴径,单位为mm;l为轴瓦长度,单位为mm;w为轴瓦载荷,单位为n;

  20、步骤4:计算轴的弯曲变形,并和轴颈与轴瓦沿周向横截面公差进行比较轴弹性线、式(4)中,hn为轴弹性线在轴瓦中的转折,单位为μm;l为轴瓦长度,单位为mm;θ为轴系弯曲变形导致的变形角,单位为弧度;

  26、式(7)中,hkp为临界油膜厚度;hm为轴颈表面微观粗糙度高度;hb为轴瓦表面微观粗糙度高度;hk为轴颈变形引起的最小间隙减小值;hn为轴弹性线在轴瓦中的转折;hi为沿周向轴颈与轴瓦横截面公差偏差。

  27、步骤4中,对于集中载荷作用于两轴承之间的双支撑轴承,由轴系弯曲变形导致的变形角θ值按式(5)、(6)确定:

  30、式(5)、(6)中,e为轴的弹性模量、单位为gpa,i为惯性矩、单位为mm4,均通过查《材料力学》手册得出;f为轴承承受的外载荷,是轴承设计中的已知条件,单位为n;l为轴承间距,l1为轴承b与载荷作用点的距离,l2为轴承a与载荷作用点的距离,分别通过测量得到,单位均为μm。

  36相对运动、(1)本发明方法综合考虑了轴瓦、轴颈加工粗糙度,考虑了平均压强作用下轴颈变形,计算了轴系弯曲的变形量并和轴颈与轴瓦沿周向横截面公差进行比较,取二者中的大值作为计算依据,最终计算所得的临界油膜厚度最贴合实际情况,相对其他方法更准确、合理。

  39、(4)本发明计算方法应用于滑动轴承设计中,可使滑动轴承设计更为可靠。

  1.一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:考虑轴瓦与轴颈加工粗糙度、平均压强作用下轴颈变形量、轴系弯曲的变形量、轴颈与轴瓦沿周向横截面公差偏差量,计算得到滑动轴承临界油膜厚度。2.如权利要求1所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:根据计算所得的最小油膜厚度,按标准选取轴瓦、轴径加工粗糙度,作为临界油膜厚度的计算项目;

  3.如权利要求2所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:具体包括以下步骤:

  4.如权利要求3所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:步骤4中,对于集中载荷作用于两轴承之间的双支撑轴承,由轴系弯曲变形导致的变形角θ值按式(5)、(6)确定:

  5.如权利要求3所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:步骤2中,hm取标准中对应的ra值。

  6.如权利要求3所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:步骤2中,hi取标准中圆度公差t1值。

  7.如权利要求3所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:步骤2中,hb取标准中对应的轴瓦滑动表面ra值。

  8.如权利要求1~7任一项所述的一种滑动轴承临界油膜厚度的计算方法,其特征在于:可应用于滑动轴承设计中。