机设作业12章解答

发布 2022-07-04 17:15:28 阅读 7691

第十二章滑动轴承。

一、 分析与思考题。

12-20 在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题?

答: 1、应开设在非承载区;

2、油槽沿轴向不能开通。

12-21 一般轴承的宽径比在什么范围内?为什么宽径比不宜过大或过小?

答: 一般b/d为0.3—1.5 ;

b/d过小,承载面积小,油易流失,导至承载能力下降。但温升低;

b/d过大,承载面积大,油易不流失,承载能力高。但温升高。

12-22 滑动轴承常见的失效形式有哪些?

答: 磨粒磨损,刮伤,咬粘(胶合),疲劳剥落和腐蚀。

12-23 对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求?

答: 1、良好的减摩性,耐磨性和抗咬粘性。

2、良好的摩擦顺应性,嵌入性和磨合性。

3、足够的强度和抗腐蚀能力。

4、良好的导热性、工艺性、经济性。

12-24 在设计滑动轴承时,相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系?

答:速度愈高,ψ值应愈大;

载荷愈大,ψ值应愈小。

12-25 验算滑动轴承的压力p、速度v和压力与速度的乘积pv,是不完全液体润滑滑轴承设计的内容,对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算?为什么?

答:也应进行此项验算。因在起动和停车阶段,滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。另外,液体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据[p]、[pv]、[v]值选取。

12-26 试说明液体动压油膜形成的必要条件。

答: 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;有相对速度,其运动方向必须使油由大端流进,小端流出; 润滑油必须有一定的粘度,且充分供油;

12-27 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承,试分析在仅改变下列参数之一时,将如何影响该轴承的承载能力。

⑴ 转速n=500r/min改为n=700r/min;

⑵ 宽径比b/d由1.0改为0.8;

⑶ 润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油。

⑷ 轴承孔表面粗糙度由rz=6.3μm改为rz=3.2μm。

答:(1)承载能力↑

(2)承载能力↓

(3)η↑承载能力↑

(4)rz↓,允许hmin ↓,偏心率↑,承载能力↑。

12-28 在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后,可考虑采取什么措施(对每种情况提出两种改进措施)?

当hmin<[hmin]时;

当条件p<[p]、v<[v]、pv<[pv]不满足时;

当计算入口温度ti偏低时。

答:(1)说明承载能力不够。可:d↑;b↑;η等。

(2)可改选材料; b↑。

3)说明轴承的温升过高,承载量过大。可:d↑,b↑;ψ等。

12-29 液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据是什么?

答;p≤[p];pv≤[pv];v≤[v];hmin> [hmin];ti >350—400c 。

12-30 就液体动力润滑的一维雷诺方程,说明形成液体动压润滑的必要条件。

答:能承载,应大于0,所以:

η>0,润滑油应有一定的粘度;

v>0,有相对速度;

h≠h0 ,有楔形间隙,油由大端流进小端流出。

12-31 图所示为两个尺寸相同的液体摩擦滑动轴承,其工作条件和结构参数(相对间隙ψ、动力粘度η、速度v、轴径d、轴承宽度b)完全相同。试问哪个轴承的相对偏心率χ较大些?哪个轴承承受径向载荷f较大?

哪个轴承的耗油量q较大些?

答:偏心率:χ=e/δ 半径间隙: δr-r

(1) χa>χb

cp ↑ 承载能力f↑;χcp ↑ 所以,fa > fb ;

题12—31图。

3)令耗油量(或流量)系数为cq

则:润滑油流量q=cq ψvbd ,由书中图12—16可知: cq随着χ的增大先增后减。

∵χ值不详 ∴ qa 、qb谁大无法判断。

或当 χ在顶点左侧时,qa >qb

在顶点有侧时,qa <qb

二、 设计计算题。

12-32 起重机卷筒轴采用两个不完全液体摩擦径向滑动轴承支承,已知每个轴承上的径向载荷f=100kn,轴颈直径d=90mm,转速n=90r/min。拟采用整体式轴瓦,试设计此轴承,并选择润滑剂牌号。

解:1、选宽径比b/d=1, b=90mm

由表12—2 zcuzn16si4(16-4硅黄铜) [p]=12mpa [pv]=10mpa m/s [v]=2m/s

或:zcual10fe3(10-3铝青铜) [p]=15mpa [pv]=12mpa m/s [v]=4m/s

表12—3 1号钙钠基脂。 没有合适的润滑油。

12-33 有一不完全液体润滑径向滑动轴承,轴颈直径d=200mm,轴承宽度b=250mm,轴承材料选用zcual10fe3,当轴转速为60r/min、100r/min、500r/min时,轴承允许的最大径向载荷各为多少?

解:由表12—2 zcual10fe3 (10-3铝青铜)

p]=15mpa [pv]=12mpa m/s [v]=4m/s

f≤v3 >[v] 材料不合适。

f≤[pv]bd/v f1 ≤955.414 kn ∴ 取f=750 kn

f2 ≤ 573.065 kn ∴ 取f=573.065 kn

n=500r/min时, v>[v] 不满足。

12-34 一液体动力润滑径向滑动轴承,承受径向载荷f=70kn,转速n=1500r/min轴径直径d=200mm,宽径比b/d=0.8,相对间隙ψ=0.0015,包角α=1800,采用32号全损耗系统用油(无压供油),假设轴承中平均油温tm=500c,油的粘度η=求最小油膜厚度hmin。

解: 由。1/s d=0.2 m b=0.8d=0.16 m

=0.0180.0015 cp =1.74

表12—7 b/d=0.8 插值可得: χ0.7237

hmin =rψ(1-χ)0.041445mm = 41.4μm

12-35 某转子的径向滑动轴承,轴承的径向载荷f=10000n,轴承宽径比b/d=1.0,轴径的转速n=1000r/min,载荷方向一定,工作情况稳定,轴承相对间隙(v为轴颈圆周速度,m/s),轴颈和轴瓦的表面粗糙度rz1=3.2μm,rz2=6.

3μm,轴瓦材料的[p]=20mpa,[v]=15m/s,[pv]=油的粘度η=

求按混合摩擦润滑(不完全液体润滑)状态设计时,轴颈的直径d=?。

将由⑴求出的轴颈直径进行圆整,(尾数为0或5),试问在题中给定条件下此轴承能否达到液体润滑状态?

解: (1) 按不完全液体润滑状态,设计轴颈直径:

由 f/(db)≤[p],b/d=1得。

由得 应取 d=35 mm 验算 v=πdn/60000=1.8326m/s<[v]=15m/s

2) 按液体润滑状态计算hmin

计算轴承相对间隙:

计算承载量系数:

再由cp 和b/b=1,查表12—7得: 偏心率 χ≈0.75

计算最小油膜厚度: hmin =rψ(1-χ)17.5×0.0009308(1-0.75)=0.00407225mm

计算许用最小油膜厚度,取s=2

hmin]=s(rz1+rz2)=2(3.2+6.3)=0.019 mm

因为hmin<[hmin],故该轴承在题中给定的条件下不能达到液体润滑状态。

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