乳化液泵曲柄轴承润滑特性研究.pdf

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1、·33·乳化液泵曲柄轴承润滑特性研究王幸福(焦作市焦西工业有限责任公司，河南焦作454000)摘要：由乳化液泵曲柄连杆机构的动力学分析，建立起曲柄轴承流体动力润滑的基于雷诺边界条件的雷诺方程，利l用Holland~求得曲柄轴承在不同磨损状态下的轴心轨迹运动规律。指出随着曲柄轴承的不断磨损，最小油膜厚度所对应的偏心率将逐渐减小，最小油膜处的油膜将发生破裂，轴颈与轴承金属表面发生直接碰磨，形成刚性冲击。关键词：乳化液泵曲柄轴承润滑磨损中图分类号：TH117．2文献标识码：B文章编号：1002—6886(2

2、010)05—0033—03LubricationCharacterResearchonCrankBearingofEmulsionPumpWANGxingfuAbstract：Accordingtothedynamicsanalysisofthecrankconnectingrodmechanism，thereynoldsequationofhydrodynamiclubricationofcrankbeatingbasedonreynoldsterminalconditionWasestablis

3、hed．WiththeHolandmethodtheaxistrackregularitywasobtained．Withthegradualweal"ofcrankbearing．theeccentricityratiocorrespondingtominimumoilfilmthicknessincreasesgraduallyandtheoil—boundfilmwillbreak．whichinducesfrictionandcollisionbetweenthemetalsurfacesof

4、erankpinandbearing．Keywords：emulsionpump；crankbearing；lubrication；wear速度=69．115rad／s，曲柄半径r=0．042m，连杆长度z=O引言0．33m，连杆大头换算质量m／a=8．155kg，连杆小头换算质量乳化液泵是井下综合机械化采煤工作面支护设备的动mt=3．495kg，柱塞滑块组件质量=11．1kg，柱塞直径d=力源，是一种典型的往复式机械。它由电机经一级齿轮传动0．045m，轴承直径D=O．14m，轴承长度b=0．055

5、m，润滑油带动曲轴旋转，然后由连杆机构将曲轴的旋转运动转换为柱工作温度下动力粘度卵=Q045Pa·S。塞的往复直线运动，从而使机械能转化成液压能，输出高压乳以柱塞的前死点位置为原点，则柱塞的运动位移、速度化液供给工作面设备使用。、加速度a分别为：曲柄轴承是曲柄连杆机构传递动力的关键部件，由于曲=r[(1一c。)+寄(1一c。s2)】(1)柄轴承在乳化液泵工作过程中承受着大小和方向随时间作周期性变化的非稳定载荷，所以曲柄轴承成为动力传递过程=(sinot+÷sin)(2)中极易损坏的薄弱环节。近年来随着

6、流体动力润滑及弹流润滑理论的不断完善、润滑油和滑动轴承材料的研究改进，曲a=to)(COSOL+Acos2a)(3)柄轴承非正常失效逐渐减少，而轴承表面的磨损失效上升到式中：一曲柄转角，Ot=tot；主要地位。若曲柄轴承磨损故障不能及时发现并予以排除，A一曲柄半径r与连杆长f之比，A=r／l。将会引起轴承烧毁、曲轴裂纹及连杆断裂等严重事故。本文作用在滑块组件中心上的合力P为：利用流体动力润滑理论进行分析，总结出不同磨损状态下曲尸=孚p一(+mI6)rtO(eoso~+Aeos2a)(4)柄轴承的润滑特

7、性。作用在曲柄销中心的连杆力Pc及连杆大头质量旋转惯l曲柄轴承载荷分析性力分解为径向合力F，和切向力分别为：=COS(一卢)一=Pcos(O／-／3)／eos~一Fh如图1所示，某型乳化液泵曲柄连杆机构(5)的参数为：曲柄转动角图1曲柄连杆机构载荷分析图F=Pcsin(a一卢)=Psin(a一／3)／co~3(6)从而轴承对曲柄销的合力为：作者简介：王幸福(1963一)，男，工程师，1985年7月毕&if-焦作大学，现从事工程技术管J!Lr-作。收稿日期：2010—5—25中国机械采购网·34·F：F

8、+F(7)给定轴心初始位置为和6，经上述公式最终求出考和曲柄销作用于轴6，在时间间隔△￡后轴心的新位置为：承的力F由作用力与s+△=占+kzlt(15)反作用力的关系知其6+△=6+8At(16)大小与F相同，而方逐点求解，便可得到曲柄轴承的轴心轨迹。在此利用此向与F相反，则曲柄方法分别计算出曲柄轴承在良好状态(c=0．06rain)、轻度磨轴承总载荷如图2所0200d00栅f。1损状态(c=Q11min)、中度磨损状态(c=0．135mm)及严重图2曲