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詳解滑動(dòng)軸承的發(fā)熱機(jī)理

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發(fā)布時(shí)間: 2018-08-01

摘要  我們知道,軸與滑動(dòng)軸承是一對(duì)摩擦副,屬于滑動(dòng)摩擦。

  我們知道,軸與滑動(dòng)軸承是一對(duì)摩擦副,屬于滑動(dòng)摩擦。

  摩擦就會(huì)發(fā)熱,其發(fā)熱量的大小與摩擦力成正比,與運(yùn)動(dòng)的速度成正比;摩擦力大,發(fā)熱大,速度快發(fā)熱多。

  而滑動(dòng)軸承摩擦力與正壓力、摩擦系數(shù)成正比,從設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō),總載荷是確定的,在確定了軸承直徑、長(zhǎng)度以后,單位面積的壓力也是定數(shù),運(yùn)行中滿足了這些條件,軸承就不會(huì)發(fā)熱,但運(yùn)行是變化的,當(dāng)總載荷增大、實(shí)際接觸弧長(zhǎng)、實(shí)際接觸長(zhǎng)度變化時(shí),單位面積上的壓力就會(huì)增大。

  這就出問(wèn)題了,實(shí)際上摩擦系數(shù)也是隨著單位面積的壓力的增大而增大的,一旦摩擦系數(shù)增大,那么摩擦熱就會(huì)增多,一旦發(fā)熱到摩擦熱量大于能夠散發(fā)的熱量,平衡打破,軸承就發(fā)熱了。

  其實(shí)當(dāng)滑動(dòng)軸承單位面積上的壓力增大時(shí),其摩擦系數(shù)增加很快,具體可參看下表。

  在滑動(dòng)軸承的壓強(qiáng)增加,其摩擦系數(shù)增加,因?yàn)槟Σ凉Φ扔谀Σ料禂?shù)、正壓力、運(yùn)動(dòng)速度三者的乘積,當(dāng)接觸較差時(shí),接觸面積減小,壓強(qiáng)增大;設(shè)備振動(dòng)時(shí)總載荷增大,其壓強(qiáng)都會(huì)增大,那么摩擦系數(shù)就會(huì)增加,發(fā)熱量增加,滑動(dòng)軸承必定發(fā)熱。

  所以任何情況下滑動(dòng)軸承的接觸精度降低,任何情況下的載荷增大,都會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)軸承的局部壓強(qiáng)增大,進(jìn)而使摩擦系數(shù)增大,使軸承發(fā)熱。

滑動(dòng)軸承

  有的為了避開球面瓦的不靈活造成軸與瓦端部的摩擦,把瓦口開得很大,雖然在一定程度上解決了問(wèn)題,但從某種意義來(lái)說(shuō),其實(shí)是增大了軸承單位面積上的受力,一會(huì)縮短軸承壽命,二會(huì)降低軸承抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力,一有風(fēng)吹草動(dòng)軸承就會(huì)發(fā)熱,不利于穩(wěn)定運(yùn)行。

  有的則為了提高滑動(dòng)軸承球面瓦的靈活度,把球面瓦與瓦座的接觸面積縮的很小,特別是中間有凹槽球面瓦,僅凹槽的兩側(cè)很少部分接觸,摩擦力將會(huì)大增,不利于球面瓦的活動(dòng)。

  巨大的壓力雖然沒(méi)有造成壓潰,但局部高點(diǎn)的壓入總會(huì)有的,這就如同大橋兩側(cè)生根,更增加了球面瓦的穩(wěn)定性。所以在設(shè)備管理與維修當(dāng)中,盡量滿足設(shè)計(jì)要求為好,對(duì)于一些加工精度低的部位,應(yīng)想辦法通過(guò)手工方法彌補(bǔ),已使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

  滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)不但與壓強(qiáng)有關(guān),也與運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān),下面是速度與摩擦系數(shù)的關(guān)系。

  滑動(dòng)軸承設(shè)備在啟動(dòng)時(shí),摩擦系數(shù)很大,運(yùn)行起來(lái)后,摩擦系數(shù)降低,但在一定的區(qū)間內(nèi)變化相對(duì)較小,其變化的幅度相對(duì)壓強(qiáng)對(duì)摩擦系數(shù)的影響相差較大,所以水泥在窯發(fā)熱時(shí)常采用降窯速的辦法,雖有效果,但多數(shù)改變不了發(fā)熱的命運(yùn),就是這個(gè)道理。

  滑動(dòng)軸承在停機(jī)前運(yùn)行良好,但開機(jī)時(shí)瓦熱了,甚至局部燒損,其實(shí)就是啟動(dòng)時(shí)摩擦力大導(dǎo)致的,此時(shí)不但摩擦力大,潤(rùn)滑條件也達(dá)不到要求,特別是沒(méi)有靜壓?jiǎn)?dòng)的設(shè)備。

  那么反過(guò)來(lái)講,如制動(dòng)就不一樣了,摩擦系數(shù)由小到大,說(shuō)高速運(yùn)行的設(shè)備瞬間停下困難,滑動(dòng)軸承就是有抱閘也是,以前常用慣性原理來(lái)解釋高速行走的列車很難剎車,其實(shí)摩擦系數(shù)的影響也是有的,最起碼延長(zhǎng)了停車的時(shí)間。


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