1 / 65

第十章　軸承與潤滑

第十章　軸承與潤滑. 10.3 軸頸軸承的種類與潤滑. 不論軸承是否旋轉，都會出現潤滑的油膜，因此，攜帶負載的能力可以藉由下式來表示 (10.1). 10.4 潤滑劑黏度. 在牛頓黏滯流動定理中，流體中的剪應力正比於流體 y 方向速度改變的速率 （圖 10.4a ）， 如下式所示 (10.2) 比例係數 稱為 絕對黏度 或是簡單的稱為 黏度 。 因為速度在薄膜間呈線性變化，令 d u /d y = U / h ， 代入 (10.2) 式中，可得 (10.3) 其中， A 表示為上層平板的面積。.

joy-daugherty
Download Presentation

第十章　軸承與潤滑

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第十章　軸承與潤滑

  2. 10.3 軸頸軸承的種類與潤滑

  3. 不論軸承是否旋轉，都會出現潤滑的油膜，因此，攜帶負載的能力可以藉由下式來表示 (10.1)

  4. 10.4 潤滑劑黏度

  5. 在牛頓黏滯流動定理中，流體中的剪應力正比於流體y方向速度改變的速率（圖10.4a），如下式所示在牛頓黏滯流動定理中，流體中的剪應力正比於流體y方向速度改變的速率（圖10.4a），如下式所示 (10.2) 比例係數 稱為絕對黏度或是簡單的稱為黏度。 • 因為速度在薄膜間呈線性變化，令du/dy = U/h， 代入(10.2)式中，可得 (10.3) 其中，A表示為上層平板的面積。

  6. 動態黏度，也可稱作以秒為單位的賽氏廣義黏度，定義成如下動態黏度，也可稱作以秒為單位的賽氏廣義黏度，定義成如下 (10.4) 潤滑油的密度 ：g/cm3（數值上等同於比重）。在SI制下，動態黏度v單位為m2/s。在公制單位下，cm2/s則稱為史托克，縮寫為St。

  7. 藉由賽氏黏度計的量測結果於下式中得到絕對黏度。 (10.5a) (10.5b) 在此賽氏時間S單位為秒。

  8. 石油之質量密度在60°F (15.6°C)接近0.89 g/cm3。而在其他溫度下，其質量密度則由下式可知 (10.6a) (10.6b) 該單位皆為g/cm3。

  9. 10.5 皮挫夫軸承方程式

  10. 對於無負載的力矩如下式所示 (10.7) 其中 Tf =摩擦力矩 =絕對黏度 L =軸承長度 r =軸頸半徑 n =軸頸速度（轉／秒，rps） c =徑向餘隙或油膜厚度

  11. 當軸承支撐小負載W時，投影面上的壓力P為P = W/2rL（圖10.9所示）。摩擦力 fW 中的 f 為摩擦係數。因此由負載所導致之摩擦力矩為 (10.8) • 根據皮挫夫的方法，(10.7)式中負載W的效果是可考慮為忽略的。因此(10.7)式可等於(10.8)式，可以得到下式的摩擦係數為 (10.9) • 這就是皮挫夫方程式或皮挫夫定律。

  12. 藉由1.12節中的一般關係式可得到軸承的摩擦能量。在SI制下，由(1.15)式與(1.16)式可知 (10.10) (10.11) 其中n單位為rps。 • 在美國慣用單位下，使用(1.17)式可得 (10.12) n同先前之單位為rps。

  13. 10.6 液體動力潤滑原理

  14. 假設潤滑劑速度u與剪應力 在x與y方向皆變化，且只在x方向相依的壓力p與潤滑劑邊緣洩漏是可忽略的。則作用在圖10.10b的流體薄膜在x方向的合力如下所示 簡化上式可得 (a) 並藉由牛頓流動定律可知 (b) 其中負號表示速度為負。

  15. 將(b)式代入(a)式中並從新整理，可得 將上式兩邊對y積分，可得 (c) • (c)式中的常數c1與c2可由下式計算而得。

  16. 因此 (10.13) • 令每單位時間流過（x方向）圖10.10中之元素的潤滑劑體積為Q。在z方向的單位寬度下，使用(10.13)式可得 (d)

  17. 基於潤滑劑為不可壓縮且無側邊洩漏的假設，於各部位之流動速率必須滿足dQ/dx = 0。因此微分(d)式，並令其為0可得 (10.14) 這就是一維流動雷諾方程式。 • 考慮軸向流體（z方向）的流動會發生洩漏，則前式之描述可衍生出二維雷諾方程式為 (10.15)

  18. 對一個短軸承來講，潤滑油圍繞著軸承的環狀流動在與z方向的流動相比，是可以被忽略的。在這個前提下，F. W. Ocvirk與G. B. Dubois提出(10.15)式中的x項可以被忽略。因此可得 (10.16) 前述的方程式可以容易的積分以得到油膜壓力的描述式，通常此方法可稱為歐克非克短軸承近似式。

  19. 10.7 軸頸軸承的設計 • 大部分的圖利用軸承特徵數或散墨費數。 (10.17) 其中 S =軸承特徵數，無因次化 r =軸頸半徑 c =徑向餘隙 =黏度，單位為雷恩數 n =軸頸與軸之間的相對速度，單位為rps P =每個投影面積的負載

  20. 偏心比定義如下所示 (10.18) 因此最小油膜厚度如下所示 (10.19) 由上式可得 (10.20)

  21. 每個投影面積負載或平均壓力，亦可稱為單位負載其定義如下所示每個投影面積負載或平均壓力，亦可稱為單位負載其定義如下所示 (10.21) 其中W等於負載，D等於軸頸直徑，L為軸頸長度。注意L與D分別也是軸承長度與直徑。

  22. 10.8 軸頸軸承的潤滑劑供應

  23. 10.9 軸頸軸承的熱平衡 • 由軸承座的熱散失可以由下列近似式求得 (10.22) 由上式可得 (10.23) 其中 H =熱散失效率，watts C =整體熱傳係數，watts/m2 A =軸承座表面積，m2 to =平均油膜溫度，°C ta =周圍溫度，°C

  24. 在平衡的情形下，熱的產生率等於熱的散失率。在平衡的情形下，熱的產生率等於熱的散失率。 (10.24) 在這表示式中，f =摩擦係數，W =負載，r =軸頸半徑，n =軸頸轉速（如同10.5節中所定義），且H由(10.22)式中可得。

  25. 10.10 軸頸軸承的材料

  26. 10.11 滾動軸承的種類與尺寸

  27. 10.13 等效徑向負載 • AFBMA建議對於滾動軸承為下二式中最大的值： (10.25) (10.26) 其中 P =等效徑向負載 Fr =施於徑向的應力 Fa= 施於軸向的應力 V =旋轉因素 X = 徑向係數 Y =止推係數

  28. 一些應用會有不同程度的衝擊負載，這將會增加等效徑向負載的效果。因此衝擊或使用係數Ks可以加入(10.25)式與(10.26)式中計算任何軸承可能承受的衝擊或震擊情況。因此，由下式所得的等效徑向負載將變得更大。一些應用會有不同程度的衝擊負載，這將會增加等效徑向負載的效果。因此衝擊或使用係數Ks可以加入(10.25)式與(10.26)式中計算任何軸承可能承受的衝擊或震擊情況。因此，由下式所得的等效徑向負載將變得更大。 (10.27) (10.28) Ks值要根據設計者的經驗與判斷來使用。

More Related