5轴承62001.l.9单向离合器轴承的工作原理及应用洛阳轴承研究所(河南洛阳471039)李鹏扈文庄曾莉单向离合器轴承单元一般以球轴承和楔块式单向离合器组成,由球轴承承受径向力,楔块承受扭矩,组合起来实现单向旋转、摆动分度及正逆和超越的功能,由于其具有结构紧凑、楔紧可靠及传递扭矩大等优点,可满足主机功能化、部件化及小装配空间的需要,已在国民经济的各个领域得到广泛的应用。1-保持架;2-楔块;3-带状弹簧作用力;4-带状弹簧;5-内圈;6-外圈1传递扭矩的原理图1我所在吸收国外先进技术的基础上自行开发了单向离合器轴承系列产品,其工作原理如图1左倾斜,内外圈解楔,实现外圈空转。所示。1.1楔角异型楔块均匀地分配在保持架圆周上,在带与内外圈啮合时的关系如图2所示,O为套状弹簧力的作用下,使异型楔块始终保持与内外圈中心,a、b分别为楔块和内、外圈的接触点,A圈接触。因异型楔块的最大高度大于外圈内径和称为内楔角,B称为外楔角。楔块式单向离合器是靠异型楔块与内外圈内圈外径之差的一半,所以它在内外圈工作面中,啮合面产生的摩擦力来传递扭矩。因此当、常处于倾斜状态。当外圈顺时针旋转时,外圈与,tgA比各自啮合面产生的摩擦系数大时楔块无异型楔块接触面产生摩擦力,对于各异型楔块的tgB,法啮合,则产生打滑现象,不能传递扭矩。通常设中心,产生向右倾斜力矩,内外圈与其强力啮合,做为传递扭矩的条件则成立。在达到传递扭矩的作用。A>B,,tgA<L设计中,为不让接触面出现打滑而传递扭矩,重要当外圈逆时针旋转时,各异型楔块的中心向上涂抹一层合成材料使其具有低阻尼、高传导性结束语4则抗空蚀的性能可能会更好。另外用可倾式轴瓦根据文献[1]用高速摄像机摄下轴承空泡形可以减少空泡的影响。还有用提高润滑油的质成以及溃灭时的照片可知:流体动压轴承中空泡量,减少油中的杂质以及水和空气的成份,从而减是客观存在的。从理论上分析空泡所产生的部位少气核数目,这对轴承抗空蚀也是有利的。在轴承的发散型油楔处。由于空泡形成到溃灭时间非常短,而从理论上粗略计算溃灭时的冲击力参考文献相当大。因此,滑动轴承的轴瓦表面空蚀也发生1盖特#希特斯洛尼主编.多相流动和传热手册.北京:在发散油楔部位。从空蚀机理分析我们认为主要机械工业出版社,1993.是因为空泡溃灭产生冲击力使轴瓦表面的吸附油2孙恭寿,冯明.液体动静压混合轴承设计.北京:世界图书出版公司,1993.膜破坏,从而为化学腐蚀创造条件,进而使轴瓦表3胡西樵编.弹性流体动力润滑.北京:高等教育出版面洼坑扩大;这与/油楔0失效机理是不同的。为社,1986.了减小空蚀的作用,选用表面较硬的材料是有利的。硬度多大为合理则还需进一步实验。根据资(收稿日期:2001-03-28)料介绍钼铜合金有较强的抗空蚀能力;青铜和黄(编辑:朱学骏)铜合金则其抗空蚀能力差;若有在钢制轴瓦表面#10#5轴承62001.l.91.5~2倍范围内则都可满足。但是,若超出这个范围,则必须重新考虑最大扭矩值。2.2空转扭矩当单向离合器在空转时,楔块与内圈之间处于滑动状态所产生的摩擦力矩为空转扭矩。单向离合器中的楔块在机构中由于受带状弹簧力的作用而附在内圈上,因此带状弹簧作用力1-外圈;2-内圈的大小决定了空转扭矩的大小。但是通常带状弹图楔角2簧的作用力很小,再加上楔块与外圈又是同步转动的,当外圈转动时楔块受到离心力的作用,所以的条件是选定合适的楔角。空转扭矩大小又受到外圈转速的影响。2额定扭矩和空转扭矩3异型楔块的种类2.1额定扭矩在旋转时,由于异型楔块产生离心力。根据单向离合器的额定扭矩通过异型滚子的啮合异型楔块重心的位置不同,异型楔块与内圈的接表面疲劳强度来衡量。所以单向离合器反复作用触力也发生变化,图4a所示为啮合式楔块,离心的额定扭矩是指啮合面不能产生打滑和有害的塑力的作用使楔块对内圈的作用力变大,图4b所示性变形,在离合106次后对于异型楔块和内外圈为脱开式楔块,离心力的作用使楔块对内圈的作轨道面不发生疲劳剥落的极限力矩。因啮合面产用力变小。生的内应力是外圈一侧比内圈一侧大,所以在计用脱开式时,空转扭矩为0,这时的转速称为算额定扭矩时应以内圈一侧的压应力为条件。脱开转速,大于这个速度时,异型楔块和内圈将脱为了满足单向离合器的寿命所需要的额定,开。外圈的转速和空转扭矩的关系如图5所示。扭矩为TT\c(1)fc式中Tc最大扭矩,N#mfc修正系数6当选用单向离合器寿命为10次时,fc系数为1;选择寿命不是106次时,由图3查出修正系数,再由(1)式求出额定扭矩。1-