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咸阳电动门生产厂家

2019-12-06 11:53:01 1321次浏览

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球面滑动轴承基本特性与不锈钢拉闸门定轮自动纠偏

自润滑球面轴承以其承载能力高、适应性强 等优良性能,受到工程界广泛重视.目前,此类轴 承在水工平面闸门定轮上的应用日益普遍D~3:!. 但由于球面轴承所具有的自位性能使得安装于闸 门上的定轮往往会产生轴线的稍许偏斜,这一现 象引起了使用者的关注,担心在很高的水压力作 用下,定轮系统是否会产生附加的滑动摩擦,加重 启闭的负荷,甚至使启闭失效.本文正是针对这 一关键性问题,在理论的层面上开展研究,指出球 面轴承具有自动调整姿态偏差的能力,在闸门起 降之初的短时间内,具有角度偏斜的定轮便会自 行调整到正确的位置,并稳定地运行.

1球面滑动轴承的基本性能

球面滑动轴承是指轴承偶件的工作表面为球 面的一部分,图1给出了这种轴承的典型结构,其 中内环与外环相接触的工作表面为球面.十分明 显,球面滑动轴承构成了机构运动学中的球面副,

这种运动副限制了构件之一的3个平移自由度, 而具有3个回转自由度.由此可见,球面滑动轴 承不仅能承受垂直于回转轴线的径向载荷,还可

以承受平行于轴线方向的轴向载荷,•同时该轴承 除了可以实现绕轴线的回转之外,尚可绕另外2 个轴线作辅助回转,以便调整回转轴线的姿态,补 偿构件的制造误差、安装误差以及受力变形,工程 上将其称为自位特性.由此可见,球面滑动轴承 具有优良的综合性能、很强的适应能力,非常适合 于大型、重载、受力情况复杂、工况恶劣条件等情 况

面的一个点相切地接触,当然考虑在载荷的作用 下变形等因素的影响,实际接触域为理论接触点 周围很大的一个区域,确保有足够的承载能力.

图2为外环内球面的示意图.X轴为轴承的 回转轴线;P岁作用于球面上的合力,其在3个轴 上的分力为圪、其中,A称为径向力,为轴 承所承受的主要径向载荷;尽为切向力,为另一 方向的径向载荷;广为轴向力.若忽略轴承工作 表面间的摩擦力,那么接触点GU必定在外载荷P 的作用线与球面的交点上,点Q。的坐标为U。, %,4),不难看出,Q。的坐标与外载荷的3个分力 必须成比例:

由上面的公式可以决定在忽略摩擦影响的 条件下,接触点Q。所在的位置.十分明显,在匕、 Py.P,的综合作用下,Q。将偏离对称位置,正因为 如此,球面滑动轴承具有承受各种复杂受力情况 的能力.如果考虑球面滑动轴承摩擦力的影响, 则情况与上述大致相当,但Q。点坐标的计算公式 要复杂一些,这一点从下一章的讨论中可以看出.

式表明,接触点Q。在球面上所处的位置与 外载荷分量的比值有关,这一比值产生变化,接触 点的位置也随之变化.过Q。点分别做与工轴、z 轴正交的两个平面与球面相截,则可绘出图3.参 考图3,并注意式(1)、(2)、(3)可以得到

由于在图5(b)所示的情况下偏差角〃 这时,定轮与轨道之间理论上为纯滚动,所 消耗的摩擦功处于很低的水平,这是所期望的. 图5(b)表示回转轴线偏离了理想位置,《即为姿 态的偏差角,这时v将在定轮的切向(圆周方向) 及轴向产生分速度

上面提到的自纠偏就是指在定轮运行过程 中,〃有自行减小的趋势,使摩擦损耗降到. 为了解这种机制,首先需要考察定轮的受力状态, 从工况来看,定轮轴连同球轴承内环被固联在闸 门之上,并随之作提升或下降运动,同时带动轴承 的外环连同定轮在轨道上滚动.如图5(b)所示, 对轴承外环与定轮取分离体,并在其上设立坐标 系{0-^0^丨,原点为球心,工轴为定轮及轴承外环 轴线々轴垂直于纸面;另设参考坐

显然,纠偏力矩将使定轮产生逆时针的回转, 直至定轮的偏差角a趋于零为止.总的来说,由于 定轮的姿态出现偏差,产生了沿接触线的摩擦力, 带来了功率损失,而同时又产生了纠偏力矩,使偏 差角逐渐减小,直到定轮处于理想位置为止,这正 是球面滑动轴承所具有的自纠偏能力的基本道理.

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    19-05-02 16:37:48
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