非液压轴承设计数据速查实例

例1 有一离心泵的径向滑动轴承，已知：轴颈直径.=65mm，轴的转速.=1460r/min，轴承径向载荷.=2700N，轴承材料为ZCuSn5Pb5Zn5。试根据不完全液体润滑轴承计算方法校核该轴承是否合适，如不合适，应如何改进？按轴的强度计算，轴颈直径不得小于48mm。

解

1.确定许用值

根据给定的材料为ZCuSn5Pb5Zn5，查表3-17得许用压力[.]=8MPa，许用速度[.]=3m/s，许用pv值[pv]=15MPa·m/s。

2.计算许用压力[.]、许用速度[ . ]、许用pv值

根据已知数据选定宽径比B/D=1，得

pv=0.64×4.97MPa·m/s=3.18MPa·m/s<[pv]=15MPa·m/s

可见.不满足要求，而p、pv均满足，故考虑用以下两个方案进行改进：

1）不改变材料，仅减小轴颈直径以减小速度.。取.为允许的最小直径48mm，则

仍不能满足要求，此方案不可行，所以必须改变材料。

2）改变材料，在铜合金轴瓦上浇注轴承合金ZPbSb15Sn5Cu3Cd2，查表3-17得[.]=5MPa，[.]=8m/s，[pv]=5MPa·m/s。经试算.=50mm，.=42mm，则

pv=1.29×3.82MPa·m/s=4.93MPa·m/s<[pv]=5MPa·m/s

从以上计算可以看出，可用铜合金轴瓦浇注ZPbSb15Sn5Cu3Cd2轴承合金，轴颈直径.=50mm，轴承宽度.=42mm。

例2 计算一滴油润滑径向滑动轴承。轴瓦直径.=100mm，转速.=120r/min，轴颈上载荷.=4kN。轴瓦材料选用ZCuSn10P1。

解

1.承载能力

载荷数F=p_m.²_e.（._enK_h）

1）轴承宽度。首先查表3-10，选取宽径比.=1.2，则轴承宽度B=BD=1.2×100mm=120mm。

2）相对间隙。

①轴承半径间隙：.=（0.315.+10.44）μm=（0.315×100+10.44）μm=42μm。

②相对间隙：.=2c/D=2×0.042.100=0.84×10^-3。

3）确定润滑油粘度._e。

①初设轴承工作温度为70℃。

②选润滑油：润滑油牌号L-FC46。

③润滑油粘度：查图3-60，粘度等级为46的润滑油在工作温度70℃时的运动粘度.=14mm²/s，润滑油的密度在750～950kg/m³之间，在此取.=0.9×10³kg/m³，则._e=ρv=14×10^-6×0.9×10³Pa·s=0.0126Pa·s。

4）同轴度影响系数._h。查表3-3，取._h=0.59。

5）平均载荷。

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6）载荷数。

F=p_m.²_m.（._enK_h）=0.33×10⁶×0.00084².（0.0126×2×0.59）=15.66

2.润滑油流量及供油方法

1）流量数。查图3-11，.=0.042。

2）流量。q=qπDBnh₀=0.042×π×0.1×0.12×2×0.042×10^-3mL/s

=0.133mL/s（.₀=.）。

3）最低供油量。._S=q/10=0.133.10mL/s=0.0133mL/s。

4）供油方法。按图3-12、图3-13，采用滴油润滑，0.4滴.s。

3.摩擦功耗计算

1）摩擦数。查图3-14，.=1.8。

2）摩擦因数。μ=μψ=1.8×0.84×10^-3=0.0015。

3）摩擦功耗。._μ=πμFDn=π×0.0015×4000×0.1×2=3.77W。

4.工作温度

1）轴承座表面积。查表3-54，按轴承座H2100估算，.=0.11m²。

2）热流密度。φ=P_μ/A=3.77.0.11=34.27W/m²。

3）轴承工作温度。查图3-15，按空气静止，在点划线2上.=34.27对应点的横坐标为18，横坐标为18的点向上与实线2相交，纵坐标为30。

选环境温度为20℃，则轴承工作温度为（20+18+30）℃=68℃（与初设接近，合适，不需重新计算）。

5.表面粗糙度确定

1）轴颈表面粗糙度。采用精磨，选定Ra_S=0.4μm，Rz_S=1.6μm。

2）轴瓦表面粗糙度。采用精镗，选定Ra_B=0.8μm，Rz_B=3.2μm。

6.油膜厚度计算

. _2lim=.m（Rz_B+Rz_S）+B/2×tan.+.

（1）确定各参数值

1）轴瓦材料系数。参考表3-4，选取._m=1。

2）轴的挠度。因为._m<3MPa，所以.=0。

3）轴颈偏斜角。估算.=0.000035rad。

（2）最小油膜厚度极限值

. _2lim=.m（Rz_B+Rz_S）+B/2×tan.+.=[1×（1.6+3.2）+2.1]μm=6.9μm

（3）膜厚比

. _2lim/h0=6.9.42=0.164

7.检查运转参数适宜性

查图3-16，合适。