文章编号:1008 - 1402(2008)05 - 0600 - 03水润滑轴承的工作原理及结构设计研究①王新荣1, 张 霞1, 满连善2, 张永生2(1.佳木斯大学机械工程学院 ,黑龙江 佳木斯 154007;2. 佳木斯电机股份有限公司 ,黑龙江 佳木斯 154002)摘 要: 由于用水作物理运动摩擦副的润滑介质在许多方面比用油更具有优越性 ,因此 ,在物理运动系统中 ,采用水润滑轴承慢慢的变成了其结构设计的一种发展趋势. 本文对水润滑轴承的工作原理及主要结构设计进行了研究 ,为满足水润滑轴承性能要求提供了可靠数据.关键词: 水润滑;轴承;结构;设计中图分类号: TG164 ...
文章编号:1008 - 1402(2008)05 - 0600 - 03水润滑轴承的工作原理及结构设计研究①王新荣1, 张 霞1, 满连善2, 张永生2(1.佳木斯大学机械工程学院 ,黑龙江 佳木斯 154007;2. 佳木斯电机股份有限公司 ,黑龙江 佳木斯 154002)摘 要: 由于用水作物理运动摩擦副的润滑介质在许多方面比用油更具有优越性 ,因此 ,在物理运动系统中 ,采用水润滑轴承慢慢的变成了其结构设计的一种发展趋势. 本文对水润滑轴承的工作原理及主要结构设计进行了研究 ,为满足水润滑轴承性能要求提供了可靠数据.关键词: 水润滑;轴承;结构;设计中图分类号: TG164 文献标识码: A0 引 言水润滑轴承料的选择上存在比较大的差异.传统的轴承用油作润滑剂 ,轴承材料是金属 ,油对金属材料的腐蚀性较小 ,而且油膜易于形成 ,因而其选择的范围相对较广.由于水对金属具有较强的非物理性腐蚀作用 ,所以[1]与传统的轴承相比较 ,二者在材水润滑轴承对材料的选择就必须更看重材料的减摩性、 耐磨性以及材料抗腐蚀的能力 ,一般为非金属材料.用水作润滑介质的摩擦副 ,其摩擦副材料还应当满足良好的自润滑性能 ,或者固体表面与水之间具有非常好的亲和性 ,或者这两种情况都具备.只有在这样的一种情况下 ,才可能通过自身旋转运动形成流体动压润滑 ,并且在低转速和频繁起停等边界润滑和干摩擦下拥有较长的常规使用的寿命.由于水是一种低粘度液体 ,而润滑液膜的承载能力与粘度成正比与膜厚的平方成反比.因此在其他条件都相同的情况下 ,为获得相等的承载能力 ,则水膜的厚度仅为油膜厚度的 1 8. 与油相比 ,最小水膜厚度变得很小 ,此时水膜难以形成. 而金属材料的特性是弹性系数大、 硬度高 ,理论水膜厚度小于金属表面微观不平度 ,不可能形成润滑水膜 ,因而不可能进行流体润滑. 同时水 ,尤其是海水对金属的腐蚀也不可忽视. 因此传统的金属摩擦副不能用在水中. 于是 ,用非金属替代金属作为摩擦副材料就成了水润滑摩擦副技术的关键. 橡胶、 塑料、 工程陶瓷、 铁梨木、 石墨、 金属塑料合成材料等与水的润滑作用具备比较好的匹配性 ,可用作水润滑摩擦副材料.水润滑轴承材料具备很多优良特性 ,但也有许多的不足:强度低、 硬度低、 刚度低、 耐温性能差、 不阻燃、 不抗静电、 导热性差、 流动性差、 耐候性差、 以及滞后能耗大等. 这些是因为高分子材料的分子结构和分子聚集形态造成的. 要克服这些缺陷 ,能够最终靠改性采实现. 改性的目的有:提高抗静电能力和导电性、 提高抗阻燃性、 提高强度、 提高硬度、 提高耐磨性、 提高耐温性、 加强流动性及降低摩擦因数等.1 水润滑轴承结构设计水润滑是一项系统工程 ,它涉及到水润滑方式 ,轴承材料 ,轴套材料等多方面的研究 ,目前在国内外还没有系统的设计理论. 在实验研究的基础上 ,通过总结一部分经验公式 ,得出一系列设计参数并应用在生产实践中. 影响水润滑轴承结构的重要的因素有:轴承材料、 使用环境和温度、 工作介质的含泥沙程度、 比压、 转速、 润滑的类型、 尺寸大小、 轴承安装间隙、 接触面和要求的常规使用的寿命等.1.1 水润滑轴承基本结构水润滑轴承的结构及尺寸的设计 ,直接影响其常规使用的寿命. 以橡胶轴承为例 ,目前的水润滑橡胶轴承 ,主要是在金属基体上硫化一层橡胶轴瓦 ,其合成橡胶种类有 NBR(晴基丁二烯橡胶) 和 CR(氯丁① 收稿日期:2008 - 09 - 01基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11521283) .作者简介:王新荣(1965 - ) ,女 ,黑龙江佳木斯人 ,佳木斯大学机械工程学院教授 ,研究方向机械设计与制造. 第 26 卷 第 5 期 佳 木 斯 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2008 年 09 月 Journal of Jiamusi University (Natural Science Edition) Vol.26 No.5Sep. 2008
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