滑动轴承发热原因和解决方法的探讨.pdf

文章编号:1672—0121(2010)03—0035—03滑动轴承发热原因和解决方法的探讨冯华林,李广娟。李文。刘华(江苏省徐州锻压机床厂集团有限公司,江苏徐州221ll6)摘要:本文对造成滑动轴承发热的原因进行了探讨,并提出设计上和结构上的解决方案。在设计上可采用可靠性设计,在结构上进行改进。具体方法有:对滑动轴承热平衡进行干预、改变滑动轴承润滑状态、采用组合轴承以及更换为滚动轴承等。关键词:机械制造;发热分析;滑动轴承;机械压力机中图5-)-类号::B1引言在机械压力机中,曲轴要传递很大的扭矩,其支撑处要承受很大的载荷,因此,在曲轴支撑以及连杆处大多使用滑动轴承。滑动轴承具有工作平稳、噪声较滚动轴承低的优点,如果能保证液体摩擦润滑,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,则可以大大减小摩擦损失和表面磨损,所形成的油膜还具有定的吸振能力『l_。但是,随着压力机向高速度、高精度的不断发展,滑动轴承在使用过程中容易发热,进而造成与曲轴“烧死”的现象。本文分析了滑动轴承在使用过程中发热的原因,并提出了几种解决措施。赠但是实际上滑动轴承的Lp】由于材料成分、制造工艺及使用场合的差异,并非为常量而为随机变量,作用到滑动轴承上的压力p也因工艺不同、加工误差的影响而为一变量【3】。按照传统方法计算,即使是“合格”的滑动轴承,在一定环境温度和速度下,随着时间的推移,温度也有可能会逐渐升高,直至突破许用温度(图1),影响机床的正常使用。2滑动轴承发热原因滑动轴承发热,主要是轴承的散热速度低于轴承产生热量的速度,打破了轴承的热平衡而使轴承升温口1。产生的原因有:(1)滑动轴承的传统设计方法方法适用于混合润滑和固体润滑轴承,是按滑动轴承单位面积上所受的压力P≤【p】或pv≤】来设计的:p=斋(1)式中:公称压力;轴承内径;z一轴承长度。收稿日期:2010—02—12作者简介:冯华林(1975一),男,硕士,主任工程师,从事锻压机械设计与制造时刻图1某滑动轴承温度随时间变化曲线机械压力机中滑动轴承的传统设计方法所使用的前提是:曲柄滑块机构的旋转或摆动速度较低,但载荷较大。对于高速压力机而言,转速得到了明显提高,个别机床可以达到上千次的高转速,因此,使用该算法将得不出正确的数值。(2)轴承间隙及材料通常,滑动轴承间隙过大,冲击则更为明显,易造成零件损坏。在对高速压力机滑动轴承进行条件性计算时,需要考虑到冲击载荷数,文献[6】中分两种情况给出了第一种为:冲击由物体的自有冲击系数:K1+2H第二种为:水平放置的系统撞向另一物体所产生的冲击有:K蠢(3)式中:——自由落体物体与被撞击物体高度差;△s￡——物体产生的弹性变形。从式中可以看出,影响冲击的两个因素是距离/速度、变形量。减小距离/速度和增大变形量都可以降低冲击系数,因此,在设计时就要尽可能减小滑动轴承间隙,在弹性范围内增加滑动轴承的变形量。但是,间隙过小,滑动轴承加工和装配精度要求很高,否则容易使滑动轴承发热。国外某些高速压力机滑动轴承与轴的配合间隙较小,一般需对滑动副进行特殊处理,保证滑动副材料合理的硬度差,并使其在具备良好耐疲劳性能的同时,兼顾良好的抗咬合性、顺应性和嵌藏性等。(3)润滑方式选择方式不当也可以造成滑动轴承发热。通过润滑可以减少零件运动中的磨损,保证压力机精度,降低能量消耗。润滑分稀油润滑、浓油润滑等。稀油润滑:优点是内摩擦系数小,所以克服摩擦力的能量消耗少,稀油流动性好,易进入各润滑点的摩擦表面,具有良好的冷却作用,并可将粘附在摩擦表面上的杂质和由于研磨而产生的金属微粒带走。缺点是油膜不能承受大的单位压力,对密封的要求高。高速压力机一般多采用大流量稀油润滑,可以带走各摩擦副产生的热量。浓油润滑:优点是容易密封,流失少,受温度影响较小,对载荷性质、运动速度的变化有较大的适应范围。缺点是流动性差,内摩擦系数大,所以能量损耗大,在高温下长期工作时,会失去润滑性能。为了改善浓油的性质,往往在润滑脂中加入15%~30%机械油。3解决方法解决滑动轴承发热,主要是使轴承的散热速度和轴承产生热量的速度相同,达到平衡状态。可以从以下几个方面进行解决。,l滑动轴承进行可靠性设计,充分考虑滑动轴[p】、p及A的离散性和随机性;将轴承上所受的作为研究对象,将滑动轴承材料的许用压强作度,轴承上实际作用的压强作为应力,设两者服态分布,~。控制合理的轴承间隙,轴承间隙h。要根据实际艺情况和使用部位而定:式(4)一般轴承;式(5)精度高、~,-j-中良好、经过仔细磨合的轴承;式(6)制造精度较差的轴承l5_:h0=+=+=+