滑动轴承作为回转体的支撑另件，因其承载能力强，没有极限转速和寿命期的限制，广泛用于高速及重载设备之中，用于回转体的支撑，当其达到液体润滑的条件时，滑动摩擦系数相当低，功耗相当小，因此备受使用者青睐；但当加工精度和安装精度不足时，会引起发热甚至烧毁，常常使人备受煎熬。以前就其发热的直接原因介绍较多，现主要就其发热的机理进行更深一步的介绍与浅析，供读者参考。1、滑动轴承的设计验算方法滑动轴承设计要求单位面积所受压力必须小于单位面积的许用压力，或滑动轴承产生的热量必须小于许用的发热量，即滑动轴承的散热能力必须大于自身产生的热量。可用式子表达为:式中：p---滑动轴承单位面积上的压力[p]---滑动轴承单位面积的许用压力V----滑动轴承的线速度Pa---滑动轴承的总压力da---滑动轴承的直径la----滑动轴承的长度n---滑动轴承的转速从上式可以看出单位面积上的压力p受轴承直径da、轴承长度la、总压力pa的影响，当设备产生振动或有其它附加载荷时，总压力增大，此时单位面积的压力随之增大，单位面积的压力与总压力成正比；当轴承内径或轴承长度变化时，单位面积的压力随之变化，且与之成反比关系。对于运行中的滑动轴承来说，虽然直径、长度以及总载荷均已确定，但实际上其轴与轴承的接触情况是变化的，实际接触面积只会小于公称尺寸，比如轴与轴承在弧长方向受瓦口间隙等影响，达不到公称尺寸；长度方向上的接触也是一样，当轴与轴承在轴向接触较短时，单位面积上的压力增大，总之，单位面积上的压力与轴承直径成反比，与轴承的长度成反比。二、滑动轴承的发热机理上面分析了滑动轴承单位面积的压力与总载荷、轴承直径、轴承长度的关系以及变化的形式，下面分析介绍当单位面积的压力变化时产生的结果。我们知道，轴与滑动轴承是一对摩擦副，属于滑动摩擦。摩擦就会发热，其发热量的大小与摩擦力成正比，与运动的速度成正比；摩擦力大，发热大，速度快发热多。而摩擦力与正压力、摩擦系数成正比，从设计的角度来说，总载荷是确定的，在确定了轴承直径、长度以后，单位面积的压力也是定数，运行中满足了这些条件，轴承就不会发热，但运行是变化的，当总载荷增大、实际接触弧长、实际接触长度变化时，单位面积上的压力就会增大，这就出问题了，实际上摩擦系数也是随着单位面积的压力的增大而增大的，一旦摩擦系数增大，那么摩擦热就会增多，一旦发热到摩擦热量大于能够散发的热量，平衡打破，轴承就发热了。其实当单位面积上的压力增大时，其摩擦系数增加很快，具体可参看下表。从表中可以看出，作用在轴承的压强增加，其摩擦系数增加，因为摩擦功等于摩擦系数、正压力、运动速度三者的乘积，当接触较差时，接触面积减小，压强增大；设备振动时总载荷增大，其压强都会增大，那么摩擦系数就会增加，发热量增加，滑动轴承必定发热。所以任何情况下的接触精度降低，任何情况下的载荷增大，都会导致滑动轴承的局部压强增大，进而使摩擦系数增大，使轴承发热。某些单位为了避开球面瓦的不灵活造成轴与瓦端部的摩擦，把瓦口开得很大，虽然在一定程度上解决了问题，但从某种意义来说，其实是增大了轴承单位面积上的受力，一会缩短轴承寿命，二会降低轴承抵抗风险的能力，一有风吹草动轴承就会发热，不利于稳定运行。有些单位为了提高球面瓦的灵活度，把球面瓦与瓦座的接触面积缩的很小，特别是中间有凹槽球面瓦，仅凹槽的两侧很少部分接触，摩擦力将会大增，不利于球面瓦的活动。巨大的压力虽然没有造成压溃，但局部高点的压入总会有的，这就如同大桥两侧生根，更增加了球面瓦的稳定性。所以在设备管理与维修当中，尽量满足设计要求为好，对于一些加工精度低的部位，应想办法通过手工方法弥补，已使其达到设计要求。摩擦系数不但与压强有关，也与运动的速度有关，下面是速度与摩擦系数的关系。从上表中可以看出，设备在启动时，摩擦系数很大，运行起来后，摩擦系数降低，但在一定的区间内变化相对较小，其变化的幅度相对压强对摩擦系数的影响相差较大，所以水泥在窑发热时常采用降窑速的办法，虽有效果，但多数改变不了发热的命运，就是这个道理。还有些单位在停机前运行良好，但开机时瓦热了，甚至局部烧损，其实就是启动时摩擦力大导致的，此时不但摩擦力大，润滑条件也达不到要求，特别是没有静压启动的设备。那么反过来讲，如制动就不一样了，摩擦系数由小到大，说高速运行的设备瞬间停下困难，就是有抱闸也是，以前常用惯性原理来解释高速行走的列车很难刹车，其实摩擦系数的影响也是有的，最起码延长了停车的时间。三、结束语通过分析可以得知摩擦力、摩擦系数与压强变化的关系，摩擦系数与运动速度的关系，解释了设备启动时伤瓦、接触精度低时瓦发热的机理，高速行驶的列车为什么制动困难。其实造成滑动轴承发热的原因很多，如润滑不良、零件粗糙等都会增大摩擦，作为下一个议题就其机理以后讨论。好了，文中不当之处，敬请批评指正。作者：王占光
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