QQ登录

只需一步,快速开始

登录 | 注册 | 找回密码

三维网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

展开

通知     

查看: 1067|回复: 1
收起左侧

[分享] 液压挖掘机工作装置用轴和轴承设计

[复制链接]
发表于 2009-4-26 05:59:27 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国吉林长春

马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
液压挖掘机工作装置用轴和轴承设计   一、轴承的设计:     工作装置轴承的种类繁多,按其材料可分为铜轴承、钢轴承、复合轴承等;按其润滑方式可分为干摩擦轴承、含油轴承、不完全油膜轴承、流体膜轴承等:我厂现使用轴承的润滑方式为不完全油膜润滑,先后使用过铜、钢、铜基钢背自润滑等多种轴承。铜轴承韧性良好,耐磨性一般,对轴有较好的保护作用,但抗变形能力较差,长时间使用后易变形,造成轴承内径扩大,导致结构件晃动;钢轴承强度高,耐磨性好,抗变形能力强,但表面热处理的工艺要求高;铜基钢背自润滑轴承兼有钢轴承和铜轴承的优点,同时油槽润滑和自润滑相结合,能有效避免轴承的烧焦,但其工艺复杂,成本较高。     轴承的设计首要考虑的是轴承的使用寿命,其寿命除烧焦外由轴承内径的磨损量来决定。磨损量主要受摩擦条件的影响,而摩擦又受承载、速度、杂质、表面粗糙度、工作温度、不同运行方式、所使用润滑剂等条件影响,因此,磨损量只能是一个理论估计值,轴套的寿命取决于各种复杂的条件。若因供油不良,杂质渗入而使磨损急剧变化,就很难预测磨损情况。在正常情况下,铜轴承(ZcuAll0Fe3Mn2)磨损量可由下式近似得出:     W=K×P×V×T     W:磨损量(mm)     K:摩擦系数【mm/(N/mm2·m/min·hr)】     P:承载能力(N/mm2)     V:线速度(m/min)     T:磨损时间(hr)     式中K=Ci×k,k为理想状态下的摩擦系数,K=(1~5)×10-8【mm/(N/mm2·m/min·hr)】     1、Ci=C0×Cl×C2×C3     2、承载压力P     通常所谓承载压力是指轴承承受载荷时,轴承支撑的最大载荷除以受压面积,所谓受压面积,当轴承为圆筒形时,取与轴承接触部分的载荷方向的投影面积。     3、速度V     轴承的发热量,主要由轴承的摩擦作用引起的,根据经验可得,对摩擦面温度的上升,滑动速度V的影响远大于承载压力P的影响。     由此可见,轴承的寿命主要由P×V的值决定。同时PV值决定着轴承的发热量。当轴承运转时,轴承温度受摩擦产生的热量及热量散发情况影响,通常会在一定温度上稳定下来,若运转持续进行中有杂质侵入,润滑油的性能就会降低,同时由于摩擦粉末的影响,材料的疲劳,此时摩擦面的形变即发生变化,摩擦系数提高,轴承的温度上升,致使摩擦面损伤,导致烧焦,基于此种情况,轴承运转温度越低,亦即使用低的PV值时,轴承的负荷性较好,寿命延长,所以在设计时尽可能使用较低的PV值。     二、轴的设计:     (1)、一般情况下轴的材料选用35#以上优质碳素结构钢,也可加入合金元素提高其热处理性能,材料经调质、淬火等表面处理后,硬度超过轴承硬度即可收到比较理想的效果;当有硬物侵入时,就可把硬物嵌入轴承中,而不损伤轴;否则就会降低轴的疲劳寿命。     (2)、轴的表面粗糙度较大时,轴与轴套的突起部分会切断油膜,造成两者直接接触。因此,提高轴的表面粗糙度,尽可能缩小油膜间隙,使其接近流体润滑状态,这样就可提高轴套的使用寿命,一般情况下轴的表面粗糙度应在Ral.6以上。     (3)、对不承受交变载荷的轴进行电镀,不仅可以提高其耐蚀性,而且可以有效防止粗糙磨损,提高润滑性能。     三、轴和轴承的公差配合:     在通常情况下,轴承的外圈和结构件之间为中型压入配合,轴承的内圈和轴为基孔制的间隙配合,轴承的内圈开有油槽,加润滑脂润滑。轴和轴承的配合间隙过大,则存在较大的冲击载荷,严重影响轴和结构件的使用寿命;轴和轴承的配合间隙过小,则难以形成稳定的润滑膜,所以轴和轴承之间的间隙在保证能形成稳定的润滑膜的基础上,应尽可能的小;其最小值可通过下面公式理论技术:
+ W) M' @& I, T: f$ G3 s: p8 Y9 }1 u( K. N# k6 M. B2 S
[ 本帖最后由 boy1234 于 2009-4-26 06:04 编辑 ]
 楼主| 发表于 2009-4-26 06:00:46 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
hmin=hs+y12+Ral+Ra2+△L+△LD+△ & g' a/ _+ h- Z4 o9 L( G
. M8 T0 F' ]# ~" K, k, h; g
    hs:油膜厚度最小安全值(mm) ) c; c: ^0 N3 ]; q9 H1 D9 x
# P2 @: H! P* Q3 J
    Y12:轴承两端面的相对挠曲变形量
2 c9 T" h+ |8 D
  e5 J- E. o! @" @9 r3 ^; f8 W  O& O    Ra1:轴的表面粗糙度 6 }( h! w% x) K( K
7 T! d  d- \+ [& ]
    Ra2:轴承的表面粗糙度 $ X7 n/ p/ T3 z1 G; }0 g
5 y; Q1 t1 I0 o; Y
    △L:轴在轴承内一段的直线度 ! s2 A" X; {2 g. W
) j: o7 o. y& y
    △D:轴承内圈的圆度 ! f% |2 e; l8 r& j7 k' E5 n
6 t' o; `+ u  x. i7 z, U1 d
    △:装配后轴承内孔收缩量 ' `3 H+ g2 N+ E" n0 }& n/ t5 _4 c3 h

6 n1 v/ b6 U' B( p    现就徐工220LC-6型挖掘机动臂和斗杆连接处的轴和轴承做最小配合间隙的计算:
! v0 Z( m1 V3 ]+ |% Q4 |$ t! K
2 y, [" y9 h4 G2 F% @: ?2 x; C    当直轴径为90的轴的油膜厚度最小安全值hs=6(μm),对轴做挠度分析:其中液压系统的系统压力为:31.4×106Pa,油缸的缸径为140mm。
- D0 Z. J4 y. ^: X8 s& _; l  v
5 b% ]$ D! [% R5 R+ O3 N    油缸的推力为:F=π×70×70×l0-6×31.4×106=4.8×105(N)
2 z6 b. [& S' A9 B) y7 b- o7 N( S4 w. o: Z$ d+ A% v) Y6 Z2 Z: y
    根据斗杆受力分析,Pl=P2=3.06×l05,则Rl=R2=3.06×105,
% N  O; e: G% S
: R+ q" E9 S1 W4 H7 I- h3 \    轴的受力图可简化为 0 q1 z4 I$ s( l# `, b

3 ~5 y( g; y0 l; j. A, [  }    轴的载荷呈对称分布,现当X在(0—207)时,弯矩方程为
% c6 G' |8 J; s3 y: X, t- a6 T& u- }
    M(x)=R1×X-××(X-37)×(X-37)则
/ A6 |% w4 {, n# O( Y& P/ z) e8 Q& s1 r- s1 `
    Y(X)=+cx+D= 2 w' [4 ?1 I7 S

7 p8 ?  [8 R5 L4 ]% P    -+x-x+Cx+D
( q* x1 d6 q4 ^  C3 J5 w( z. i6 J! L: v
    由X=0,Y(x)=0得:D=0,X=0,θ(x)=0得:c=0
/ a( L" D8 Z; {$ D+ J5 x
/ B) {2 D0 x. z3 h. T/ f    所以:Y(x)=×-+X-X # G9 t4 v% T/ y

" X. U% z9 G1 R# V) P; @/ }    式中E=270(GPa)
5 J' W; E- G! e% N6 W5 Y9 c1 O6 h. }+ u
    I=×D4=×(180)4=5.15×107(mm4)
/ l1 o3 k0 A1 d, E1 e
4 D# K0 c7 {1 f0 A; @5 f8 C: h2 M    y(37)==7.5×10-7(mm)
, {: K6 ]# k/ p% o( o4 x
2 P& C. Y0 @2 f2 _! x; D    Y(157)==6.7×10-5(mm) 0 U, S2 T6 y' ], L& H, c8 V0 i3 y
/ i8 I& ?! Y8 @- b# ?, ]
    所以,Y12=Y(157)-Y(37) : i( R5 B+ g: H6 j1 g5 p# B1 q

# H, ~1 s, g9 }, \# x) Q$ c    =6.625×10-5(mm)
( Q: D$ f% ~8 s5 H% [+ b% k
. O. s# y: u7 I    轴的表面粗糙度如Ra1=1.6(μm)
发表回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则


Licensed Copyright © 2016-2020 http://www.3dportal.cn/ All Rights Reserved 京 ICP备13008828号

小黑屋|手机版|Archiver|三维网 ( 京ICP备2023026364号-1 )

快速回复 返回顶部 返回列表