詳解滑動軸承的發熱機理

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發布時間: 2018-08-01

摘要  我們知道,軸與滑動軸承是一對摩擦副,屬于滑動摩擦。

  我們知道,軸與滑動軸承是一對摩擦副,屬于滑動摩擦。

  摩擦就會發熱,其發熱量的大小與摩擦力成正比,與運動的速度成正比;摩擦力大,發熱大,速度快發熱多。

  而滑動軸承摩擦力與正壓力、摩擦系數成正比,從設計的角度來說,總載荷是確定的,在確定了軸承直徑、長度以后,單位面積的壓力也是定數,運行中滿足了這些條件,軸承就不會發熱,但運行是變化的,當總載荷增大、實際接觸弧長、實際接觸長度變化時,單位面積上的壓力就會增大。

  這就出問題了,實際上摩擦系數也是隨著單位面積的壓力的增大而增大的,一旦摩擦系數增大,那么摩擦熱就會增多,一旦發熱到摩擦熱量大于能夠散發的熱量,平衡打破,軸承就發熱了。

  其實當滑動軸承單位面積上的壓力增大時,其摩擦系數增加很快,具體可參看下表。

  在滑動軸承的壓強增加,其摩擦系數增加,因為摩擦功等于摩擦系數、正壓力、運動速度三者的乘積,當接觸較差時,接觸面積減小,壓強增大;設備振動時總載荷增大,其壓強都會增大,那么摩擦系數就會增加,發熱量增加,滑動軸承必定發熱。

  所以任何情況下滑動軸承的接觸精度降低,任何情況下的載荷增大,都會導致滑動軸承的局部壓強增大,進而使摩擦系數增大,使軸承發熱。

滑動軸承

  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題,但從某種意義來說,其實是增大了軸承單位面積上的受力,一會縮短軸承壽命,二會降低軸承抵抗風險的能力,一有風吹草動軸承就會發熱,不利于穩定運行。

  有的則為了提高滑動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,僅凹槽的兩側很少部分接觸,摩擦力將會大增,不利于球面瓦的活動。

  巨大的壓力雖然沒有造成壓潰,但局部高點的壓入總會有的,這就如同大橋兩側生根,更增加了球面瓦的穩定性。所以在設備管理與維修當中,盡量滿足設計要求為好,對于一些加工精度低的部位,應想辦法通過手工方法彌補,已使其達到設計要求。

  滑動軸承摩擦系數不但與壓強有關,也與運動的速度有關,下面是速度與摩擦系數的關系。

  滑動軸承設備在啟動時,摩擦系數很大,運行起來后,摩擦系數降低,但在一定的區間內變化相對較小,其變化的幅度相對壓強對摩擦系數的影響相差較大,所以水泥在窯發熱時常采用降窯速的辦法,雖有效果,但多數改變不了發熱的命運,就是這個道理。

  滑動軸承在停機前運行良好,但開機時瓦熱了,甚至局部燒損,其實就是啟動時摩擦力大導致的,此時不但摩擦力大,潤滑條件也達不到要求,特別是沒有靜壓啟動的設備。

  那么反過來講,如制動就不一樣了,摩擦系數由小到大,說高速運行的設備瞬間停下困難,滑動軸承就是有抱閘也是,以前常用慣性原理來解釋高速行走的列車很難剎車,其實摩擦系數的影響也是有的,最起碼延長了停車的時間。


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