轴承的热平衡计算

1、轴承的热平衡计算轴承工作时，摩擦功耗将转变为热量，使润滑油温度升高。 如果油的平均温度超过计算承载能力时所假定的数值，贝峙由承 承载能力就要降低。因此要计算油的温升厶t，并将其限制在允 许的范围内。轴承运转中达到热平衡状态的条件是：单位时间内轴承摩擦所产生的热量H等于同时间内流动的油所带走的热量 H1与 轴承散发的热量H2之和，即 一I I -轴承中的热量是由摩擦损失的功转变而来的。因此，每秒钟在轴承中产生的热量H为斤一严由流出的油带走的热量H1为式中：Q耗油量，按耗油量系数求出，一；P润滑油的密度，对矿物油为 850900kg/;c润滑油的比热容，对矿物油为16752090J/(kgC)；t

2、o油的出口温度，c；ti油的入口温度，通常由于冷却设备的限制，取 为 3540C。除了润滑油带走的热量以外，还可以由轴承的金属表面通 过传导和辐射把一部分热量散发到周围介质中去。这部分热量 与轴承的散热表面的面积、空气流动速度等有关，很难精确计算。因此，通常采用近似计算。若以 H2代表这部分热量，并 以油的出口温度to代表轴承温度，油的入口温度代表周围介质 的温度，则:二'式中a为轴承的表面传热系数，随轴承结构的散热条件而 定。对于轻型结构的轴承，或周围介质温度高和难于散热的环 境（如轧钢机轴承），取 a尸50/1=；中型结构或一般通 风条件，取as= 80/1；在良好冷却条件下（如周

3、围介质 温度很低，轴承附近有其它特殊用途的水冷或气冷的冷却设备） 工作的重型轴承，可取 a 140八一。热平衡时，H = H1 + H2,即 0-八°于是得出为了达到热平衡而必须的润滑油温度差为:式中：Q一一耗油量系数，无量纲数，可根据轴承的宽径比B /d及偏心率;由图查出。/ = * + 0.55/f摩擦系数，其计算公式为"；，式中E为随轴承宽径比而变化的系数，对于 B/d<1的轴承。 二; B/d R时，1; 3为轴颈角速度，单位为rad/ s, B、d的单位为mm； p为轴承的平均压力，单位为 Pa; n为 滑油的动力粘度，单位为Pas用上式只是求出了平均温度差

4、，实际上轴承上各点的温度是不相同的。润滑油从入口到流出轴承，温度逐渐升高，因而在轴承中不同之处的油的粘度也将不同。研究结果表明，在利用 承载量系数公式C _F才_7 ryax/E 2 弔阳计算轴承的承载能力时，可以采用润滑油平均温度时的粘度。润滑油的平均温度tm=(ti+t0)/2，而温升厶t=tO-ti，所以润滑油 的平均温度tm按下式计算：为了保证轴承的承载能力，建议平均温度不超过75C。设计时，通常是先给定平均温度tm，按上式求出的温升 t来校核油的入口温度ti,即若ti>3540C,则表示轴承热平衡易于建立，轴承的承载 能力尚未用尽。此时应降低给定的平均温度，并允许适当地加 大轴瓦及轴颈的表面粗糙度，再行计算。若ti<3540 C,则表示轴承不易达到热平衡状态。此时需 加大间隙，并适当地降低轴承及轴颈的表面粗糙度，再作计算此外要说明的是，轴承的热平衡计算中的耗油量仅考虑了速度 供油量，即由旋转轴颈从油槽带入轴承间隙的热量，忽略了油 泵供油时，油被输入轴承间隙时的压力供