現(xiàn)就MC尼龍軸套和齒輪的設(shè)計作以簡單介紹,詳細參數(shù)以及其他元件設(shè)計問題。鑄型尼龍軸套的許用工作情況是由很多因素決定的,例如不同配方和成型工藝所制得的材料物理
機械性能,軸套的設(shè)計、裝配方法,負載特點,運轉(zhuǎn)速度,潤滑情況,軸套的工作環(huán)境(溫度、濕度、雜質(zhì)的影響),工作時的摩擦條件,對磨材料的性能等。因此,在設(shè)計軸套時,應(yīng)綜合考慮各個方面的因素。 1. 軸套的設(shè)計和PV值的計算 軸套的設(shè)計,最重要的是在保證軸套材料充分發(fā)揮其性能的前提下,掌握工作條件極限。一般情況下,我們用產(chǎn)生發(fā)熱的因素--單位面積的負載P和表面線速度V的乘積PV值來決定使用的極限。PV值過大,易導致軸套溫升。在低速重載時,采用尼龍軸套優(yōu)點突出。 PV值的計算公式如下: V=лdn/60 (1) 式中: V--表面線速度,單位:m/s d--軸套內(nèi)徑,單位:m n--軸套轉(zhuǎn)速,單位:r/min P=W/(dl) (2) 式中: P--單位面積負載,即加于軸套上的總負載和軸套投影面積之比,單位:Pa W--軸套所受的總負載,單位:N d--軸套內(nèi)徑,單位:m l--軸套長度,單位:m 2. PV值的使用 2.1 PV極限值PVa 在環(huán)境溫度為24℃和特定的潤滑狀態(tài)下,連續(xù)運轉(zhuǎn)時的PV值就稱為PV極限值,用PVa來表示。在非24℃和非連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,要以PVa值為基本值,用溫度校正系數(shù)和運轉(zhuǎn)時間校正系數(shù)來加以修正。表1為幾種工程塑料的PVa值。表1.幾種工程塑料的PVa值(單位:MPa.m/s) 材料種類 無油潤滑 周期性潤滑 M C尼龍 0.11 0.57 尼龍66 0.095 0.40 聚四氟乙烯 0.035 0.045 聚縮醛 0.092 0.36注:連續(xù)給油時,潤滑油的品種和用量稍有變化,PV值便有大的變化。2.2環(huán)境溫度校正系數(shù)T 環(huán)境溫度不包括由于運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦熱使軸套溫度的升高。環(huán)境溫度高,由于軸套受熱而發(fā)軟,承載能力下降。圖1為環(huán)境溫度和溫度校正系數(shù)T之間的關(guān)系。 2.3運轉(zhuǎn)時間校正系數(shù)C 軸套只做間歇式工作,在停止工作這段時間內(nèi)并不產(chǎn)生磨擦熱,但散熱仍在進行。此時,軸套的溫升就逐漸下降。如果工作時間短于停止時間,則蓄熱少,溫升低,許用PV值就高些。假如一次運轉(zhuǎn)時間超過10分鐘,則應(yīng)視為連續(xù)工作狀態(tài)。表2 是間歇式工作狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時間和時間校正系數(shù)C之間的關(guān)系。圖中,曲線1X、2X、3X……表示停止時間對運轉(zhuǎn)時間的倍數(shù)。 2.4最大許用PV值 PV=PVa.T.C (3) 式中: PVa--由表1查得,MPa.m/s T--溫度校正系數(shù),由表1查得 C--時間校正系數(shù),由表2查得 當環(huán)境溫度為24℃(通常稱為室溫)的情況下,T值取1.0;當連續(xù)運轉(zhuǎn)時,C值取1.0。此時,采用表1中的值即可視為最大許用PV值。如果連續(xù)運轉(zhuǎn),PV值 0.1時,可采用無油潤滑,但最好在裝配時涂上干黃油。如果PV值 =O.1,則必須給于周期性潤滑。在有黃干油潤滑的情況下,PV值的上限可達到1.0。為保證使用中不出現(xiàn)問題并有效的工作,應(yīng)控制最大許用PV值在0.22-0.24之間;在有循環(huán)油或者軸套在油中使用時,最大許用PV值可提高到2.5甚至2.5以上,因為這種情況散熱情況良好。 表2幾種材料的負載P、滑動磨擦線速度V、PV值和摩擦系數(shù) 材 料許用應(yīng)力PMPa許用線速度V m/sPVa值MPa.m/s磨擦系數(shù)鋼軸磨損量(未淬火,有潤滑)mg/(cm2.km)無潤滑潤滑軸承合金2050100.2800.0050/005青 銅103150.1200.0100.03鑄型尼龍103100.1560.0185未發(fā)現(xiàn)鑄型尼龍 5%石墨104120.0800.015未發(fā)現(xiàn)鑄型尼龍 30%石墨810150.0250.008未發(fā)現(xiàn)夾木膠木63.580.1600.020未發(fā)現(xiàn) 在實際使用尼龍軸套的過程中,有時會呈現(xiàn)材料的蠕變現(xiàn)象,或稱為 冷流 。負載超過了PV極限值時產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因之一。 3.軸套的配合間隙 3.1軸套的過盈量 軸套的過盈量在實踐中可按下經(jīng)驗公式求得: h=0.002D (4) h--軸套的過盈量,mm D--軸套外徑,mm 軸套外徑大,壁厚相應(yīng)加大,壓配合張緊力也大,過盈量可取小些;反之,則取大些。長徑比大的軸套,過盈量取小些,反之取大些。 鑄型尼龍材料的熱膨脹系數(shù)約比鋼材大10倍左右,所以軸套在運行時由于摩擦熱所造成的膨脹變形使內(nèi)徑縮小,影響摩擦面的配合間隙。 1、具有高彈性橡膠的彈性模量小,一般在1-9.8Mpa。伸長變形大,伸長率可高達100%,仍表現(xiàn)有可恢復的特性,并能在很寬的溫度(-50- 150℃)范圍內(nèi)保持有彈性。 2、具有粘彈性橡膠是粘彈性體,由于大分子間作用力的存在,使橡膠受外力作用,產(chǎn)生形變時受時間、溫度等條件的影響,表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松弛和蠕變現(xiàn)象,有振動或交變應(yīng)力等周期作用下,產(chǎn)生滯后損失。 3、具有緩沖減震作用橡膠對聲音及振動的傳播有緩和作用,可利用這一特點來防除噪音和振動。 4、具有電絕緣性橡膠和塑膠一樣是電絕緣材料。例如天然橡膠和丁基橡膠和體積電阻可達到10 5、具有溫度依賴性高分子材料一般都受溫度影響,橡膠在低溫時處于玻璃態(tài)變硬變脆,在高溫時則發(fā)生軟化、熔融、熱氧化、熱分解以至燃燒等。 6、具有老化現(xiàn)象如同金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風化一樣,橡膠也會因環(huán)境條件變化而發(fā)生老化,使性能變壞,使用壽命縮短。 7、必須進行硫化橡膠必須加入硫磺或其它能使橡膠硫化(或交聯(lián))的物質(zhì),使橡膠大分子交聯(lián)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),才能得到具有使用價值的橡膠制品,但是熱塑橡膠可不必硫化。