結構設計課題設計-提高強度和剛度的結構設計.doc

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《結構設計》課題設計 題目：1）提高強度和剛度的結構設計 2）提高耐磨性的結構設計 組員： 李秀彥 1004040136 張策升 1004040122 王宇 1004040143 目錄 一、 提高強度和剛度的結構設計 1、載荷分擔 2、載荷均布 3、減少及其零件的應力集中 4、利用設置肋板的設施提高剛度 二、 提高耐磨性的結構設計 1、改善潤滑條件 2、合理選擇摩擦副的材料和處理 3、使磨損均勻，避免局部磨損 4、調節(jié)和補償 一、提高強度和剛度的機構設計 機械結構設計包括兩種 : 一是應用新技術 、 新方法開發(fā)創(chuàng)造新機械 ; 二是在原有機械的基礎上重新設計或進行局部改進 , 從而改變或提高原有機械的性能 。 因此掌握豐富的工程知識是機械專業(yè)的教師應具備的素質之一 ; 是連接基礎理論與實踐經驗的橋梁 ; 是正確進行機械結構設計的前提 ; 同時也是從事科研活動 、 將力學 、 材料 、 工藝 、 制圖等多學科知識綜合運用的過程 。機械結構形式雖然千差萬別 , 但其功能的實現(xiàn)幾乎都與力 ( 力矩) 的產生 、 轉換 、 傳遞有關 。機械零件具有足夠的承載能力是保障機械結構實現(xiàn)預定功能的先決條件 。所以在機械結構設計中 , 根據力學理論對零件的強度 、 剛度和 穩(wěn)定性進行分析是必不可少的 , 并在此基礎上 , 進行結構設計 。改善力學性能在機械結構設計中合理地運用力學知識 , 遵循以下幾個原則 : 一 、 載荷分擔原則 作用在零件上的外力 、 彎矩 、 扭矩等統(tǒng)稱為載荷 。 這些載荷中不隨時間變化或隨時間變化緩慢的稱為靜載荷 。 隨時間作周期性變化或非周期性變化的稱為變載荷 。 它們在零件中引起拉 、 壓 、 彎 、 剪 、 扭等各種應力 , 并產生相應的變形 。 如果同一零件上同時承擔了多種載荷的作用 , 則可考慮將這些載荷分別由不同的零件來承擔 。設計時采取一定的結構形式 , 將載荷分給兩個或多個零件來承擔 , 從而減輕單個零件的載荷 , 稱為載荷分擔原則 。這樣有利于提高機械結構的承載能力 。 1 . 改變結構 , 減小軸的受力 如圖 1 - a 所示 , 軸已經承受了彎矩的作用 , 如果齒輪再經過軸將轉矩傳遞給卷筒 , 則軸為轉軸 ( 工作時既承受彎矩又承受轉矩) , 受力較大 。 如果將齒輪和卷筒改用螺栓直接聯(lián)接 , 則軸不受轉矩作用 , 軸為轉動心軸 ( 用來支承轉動零件 , 只承受彎矩而不傳遞轉矩) , 軸的受力情況得到改善 , 結構較合理 。 如圖 1 - b 所示 。 2 . 采用減載裝置 , 提高螺紋聯(lián)接的可靠性 如圖 2 所示 , 靠摩擦力傳遞橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接 , 要求保持較大的預緊力 , 結果會使螺栓的結構尺寸增大 。 此外 , 在振動 、 沖擊或變載荷下 , 摩擦系數的變動 , 將使聯(lián)接的可靠性降低 , 有可能出現(xiàn)松脫 。為了避免上述缺點 , 常用銷 、 套筒 、 鍵等減載元件來承擔部分橫向載荷 , 提高螺紋聯(lián)接的可靠性 。 二 、 載荷均布原則 在工作載荷大小確定的情況下 , 可以通過在結構上均勻分布載荷的方法 , 來提高結構承載能力 。 設計時盡量避免集中載荷 , 盡可能地將載荷分散在結構上 , 即為載荷均布原則 。 1 . 將集中力改為均布力 如圖 3 所示 , 經過簡單的受力分析可知 , 受集中力的簡支梁在 C 點所受彎矩如圖 a) 比受均布力的簡支梁在 C 點所受彎矩如圖 b) 大了一倍 , 所以圖 3 - b 簡支梁的強度要好于圖 3 - a 。 2 . 改善螺紋牙間的載荷分布 普通螺栓和螺母的剛度不同 、 變形不一樣 。 一般螺栓聯(lián)接受載后 , 各圈螺紋牙間的載荷分布是不均勻的 ( 見圖 4- a) , 螺母支承面上第一圈所受的力為總載荷的 1/ 3 以上 。 為改善螺紋牙間載荷分配不均勻的現(xiàn)象 , 可采用 :懸置螺母圖 4 - b) : 使螺母與螺栓均受拉 , 減小兩者的剛度差 , 使其變形趨于協(xié)調 。內斜螺母圖 4 - c) : 螺母內斜 10 - 15 可減小原受力大的螺紋牙的剛度 , 從而把力分流到原受力小的螺紋牙上 , 使其螺紋牙間的載荷分配趨于合理 。環(huán)槽螺母圖 4 - d) : 與懸置螺母類似 。 三 、 載荷平衡原則 在力的傳遞過程中 , 一些機械結構常常不可避免地出現(xiàn)不做功的附加力 , 例如 , 斜齒輪嚙合的軸向力 , 產生摩擦力的正壓力 , 往復和旋轉運動的慣性力等 , 這些對結構功能毫無作用的附加力 , 加大了結構的負載 , 降低了機械結構的承載能力 。 如果在設計時使其在同一零件內與其它同類載荷構成平衡力系 , 則其它零件不受這些載荷的影響 , 有利于提高結構的承載能力 , 這就是載荷平衡原則 。 主要措施為 : 引入平衡件和對稱安裝 。在高速回轉機械中 , 必須靠結構的措施及動平衡的方法使旋轉慣性力降低到允許的大小 , 這就要求回轉件的質量相對于回轉中心盡量對稱分布 。 通過對回轉件在動平衡機做動平衡實驗 , 測出并消除超出允許值的不平衡質量 。做往復運動的機械 , 如連桿機構 , 可在設計中采取結構措施和動平衡的方法 , 使其在運轉時產生盡可能小的慣性力 。 四 、 減小應力集中原則 對承受交變應力的結構 , 應力集中是影響承載能力的重要因素 , 結構設計應設法緩解應力集中程度 。在應力集中的部位 , 零件的疲勞強度將顯著降低 。 最大應力比該截面上的平均應力可以大 2～5 倍以上 。 應力集中程度與零件的局部變化形式 ( 見圖 5) 有關 , 零件截面突變的地方 ( 尖角處) 應力集中較嚴重 , 因此在結構設計時將突變的截面改為平緩過渡形式 ( 采用過渡圓角結構) , 可減緩應力集中的程度 , 從而提高零件的疲勞強度 。 另外 , 降低截面尺寸變化處附近的剛度 , 可以降低應力集中的影響程度 。 如圖 6 所示 。 設計時還要注意避免多個應力集中源疊加 。 如圖 7 所示的軸結構中臺階和鍵槽端部都會引起軸在彎矩作用下的應力集中 , a 圖結構的應力集中狀況比 b 圖結構的應力集中狀況要嚴重得多 。 五 、 提高剛度原則 在進行結構設計時 , 在不增加零件質量的前提下 , 要盡量提高零件結構的剛度 。 對于不同類型的零件 , 應根據其結構特點采用相應的措施 。 但總的來說要注意以下幾點 : ( 1) 用受壓 、 拉零件替代受彎曲零件 ; ( 2) 合理布置受彎曲零件支承 ; ( 3) 合理設計受彎曲零件的截面形狀 ; ( 4) 合理采用筋板 , 盡可能使筋板受壓 ; ( 5) 采用預變形方法 。 六 、 變形協(xié)調原則 一個零件和另一個零件相接觸 , 當在接觸處難以同步變形時 , 零件間在接觸區(qū)域里應力會急劇上升 , 這是應力集中的另一種情況 。 在接觸處降低零件在力流方向上的剛度 , 盡量使兩零件在接觸區(qū)域里同步變形 , 降低應力集中的影響 , 這就是變形協(xié)調原則 。變形不協(xié)調不僅會導致應力集中 , 降低機械結構的強度 , 而且還可能損害機械的功能 。如圖 8 所示 , 過盈配合聯(lián)接結構在輪轂端部應力集中嚴重 , 可通過降低軸或輪轂相應部位的局部剛度使應力集中得到有效緩解 。 七 、 等強度原則 一般機械設計中的強度要求是通過零件中最大工作應力等于或小于材料許用應力來滿足 , 為了充分利用材料 ,最理想的設計是應力處處相等 , 同時達到材料的許用應力值 , 即為等強度原則 。工程中大量出現(xiàn)的變截面梁就是按照等強度原則來設計的 。 比如 , 搖臂鉆的橫臂 AB , 汽車用的板簧和階梯軸等 ( 見圖 9) 。 　 八 、 其他設計原則 1 . 空心截面原則 彎曲應力或扭轉應力在橫截面上都是越遠離中心越大 , 而在中心處卻很小 , 為了充分利用材料 , 應盡量將材料放在遠離截面中心處 , 使其成為空心結構 , 從而提高零件的強度和剛度 , 此即為空心截面原則 。 2 . 受扭截面封閉原則 受扭轉作用的薄壁零件的截面應盡量制造成為封閉形狀 , 因為封閉形狀比開口形狀抗剪切能力強 , 抗扭剛度大 ,此即為受扭截面封閉原則 。 3 . 最佳著力點原則 著力點的位置要盡量通過中心點 、 結點等位置 , 避免產生附加彎矩 , 這樣有助于提高零件的承載能力 。 4 . 受沖擊載荷結構柔性原則 為了提高零件的抗沖擊的能力 , 應減小結構的剛度 , 加大柔性 , 這將有助于改善結構的性能 。 下面著重提一下提高剛度設計準則 提高剛度的結構設計準則 一、剛度的作用 結構(或系統(tǒng))的剛度:在外載荷作用下結構(或系統(tǒng))抵抗其自身變形的能力。在相同的外載荷作用下,剛度愈大則變形愈小。 剛度也表明結構(或系統(tǒng))的工作能力: 1)過大的變形會破壞結構或系統(tǒng)的正常工作,從而可能導致產生過大的應力; 2)過大的變形也可能破壞載荷的均衡分布,使產生大大超過正常數值的局部應力; 3)殼體的剛度不夠大,影響安裝在里面的零件的相互作用,增加運動副的摩擦與磨損。 4)受動載荷作用的固定連接的剛度不夠,會導致表面的摩擦腐蝕、硬化和焊連。 5)金屬切削機床的床身及工作機構的剛度影響機床的加工精度。 在運輸機械、飛機、火箭等需要嚴格限制自身重量的機械裝置中,剛度更具有重要意義。 剛度的類型: 1) 一個零件、一個結構本身的整體剛度; 2)兩相互接觸表面間的接觸剛度(如機床的滑臺與床身導軌、滾動支承中的滾動體與其支承零件之間) 3)動壓或靜壓滑動軸承的油膜(或氣膜)剛度這些都影響結構或系統(tǒng)的性能和工作能力。 二、決定結構剛度的基本因素 結構剛度決定于下列因素: 1.材料的彈性模量 2.變形體斷面的幾何特征數 3.變形體的線性尺寸長度l 4.載荷及支承形式 1.材料的彈性模量 拉、壓和彎曲條件下的彈性模量E 扭轉條件下的剪切彈性模量G 彈性模量是材料的固有特性數,工業(yè)用金屬中僅僅W、Mo等有較高的彈性模量。 2.變形體斷面的幾何特征數 拉、壓時為斷面積A 彎曲時是斷面的慣性矩J 扭轉時是斷面的極慣性矩Jp 斷面的尺寸和形狀對剛度的影響最大。 3.變形體的線性尺寸長度l 4.載荷及支承形式 載荷:集中載荷或分布載荷 支承:鉸支或插入端等。 材料的選用主要取決于零件的工作條件。因此,提高剛度最常用的措施是合理地配置系統(tǒng)的幾何參數。 三、提高剛度的結構設計準則 1)用構件受拉、壓代替受彎曲準則 2)合理布置受彎曲零件的支承,避免對剛度不利的受載形式準則 3)合理設計受彎曲零件的斷面形狀,盡可能大的斷面慣性矩準則 4)正確采用肋板以加強剛度,盡可能使肋板受壓準則 5)用預變形(由預應力產生的)抵消工作時的受載變形準則 1.用拉、壓代替彎曲準則 桿件受彎矩作用:在距中性面遠的材料"纖維"中產生大的彎曲應力;在中性面處彎曲應力為零。大部分的負荷由靠邊界附近的材料承受;中性面附近相當大部分的材料得不到充分利用。 桿件受拉伸則與此不同:若無應力集中的影響,應力基本上均勻分布。材料得到較好的利用。用拉、壓代替彎曲可獲得較高的剛度。 如圖所示之簡支架(受彎曲)可以用鉸支的三角桁架或弓形梁(受壓縮)代替。 圖示之鑄造支座受橫向力,由結構a改為結構b,輻板則由受彎曲改變?yōu)槭芾?、壓? 2、合理布置支承準則 支承條件對零件或系統(tǒng)的剛度有明顯的影響,且常與對彎曲強度的影響同時存在。 圖示三種不同支承條件最大彎矩Mmax和最大撓度fmax有顯著的差別。 3、合理設計斷面形狀準則 例:肋板的合理布置 如圖所示的空心矩形梁,在其端部作用集中載荷F1 , 其抗彎慣性矩較大。 而作用力為F2方向時,按表抗彎慣性矩小很多。 不同截面形狀的慣性矩比較 例:合理設計肋的形狀 肋的形式主要有兩種,即井字肋與米字肋。模型實驗和計算結果表明,采用米字肋與采用井字肋的大型零件相比,抗扭剛度高兩倍以上,抗彎剛度相近。 合理設計肋的形狀 梁受扭矩時,梁有兩個角向上動,兩個角向下動,各在四邊形的一個對角線的兩端。 這對于米字肋的肋板產生彎曲作用,而對井字肋的肋板除彎曲外還產生扭轉作用,而薄肋板的抗扭剛性較差,所以米字肋的抗扭剛度高。 4、用肋或隔板增強剛度準則 平置矩形斷面梁受彎曲,因斷面的抗彎慣性矩小,所以剛度很低。若必須采用這種,可用肋板加強剛度。 為了加強空心方形斷面的剛度,可在里面加不同形式的隔板,表2-8 。 除了鎂合金以外,幾乎所有的鑄造材料,其抗壓強度都明顯高于抗拉強度。所以,在可能條件下盡量使肋板受壓縮。 這樣做,肋板起了加強剛度的作用,同時,它本身又有較好的強度。 下面再提一下有關于肋板加強剛度的結構設計 肋板和外型結構 如果需要提高塑料結構的承載能力或 剛度，則有必要增加這種結構的截面 性能或更換材料。有時，更換材料或 改變材料等級（如玻纖含量更高）是 可行的，但是這種方法通常不實用 （不同的收縮值）或不經濟。 增加截面性能（即轉動慣量）通常是 一種較好的方法。正如在其它部分討 論的那樣，盡管僅增加面壁部分是最 實用的方法，其也有自身不可避免的 弱點。 ? 增加厚度相應地會增加制件的重量 和成本。 ? 增加厚度的面積相應地會延長冷卻 時間。 如果制件結構的負載要求制件厚度超 過4mm（0.16英寸），則建議使用肋板 或箱形截面來增強，以在可接受的壁 厚范圍內獲得所要求的強度。 肋板結構的效率可通過下例說明： 固體板和肋板的重量及剛度 。 盡管肋板具有結構上的優(yōu)勢，其存在 翹曲和外觀問題。因此，應當遵循下 述指示： 如下圖所示，肋板厚度不能超過標稱壁厚的一半。 在某些結構比外觀重要的區(qū)域，或 材料收縮率很低時，肋板厚度可以超 過壁厚的一半。這會在與肋板相反的 面壁表面產生凹陷。另外，厚的肋板 可能充當流動導流器，導致在注射中 發(fā)生偏向性流動，從而產生熔接線和 內部氣泡。 肋板的最大高度不得超過標稱壁厚 的3倍，因為厚度大的肋板很難被充填， 且在頂出過程中可能會粘在模具上。 典型的拔模角度是每側1至1.5度 （最小值為0.5度）。一般而言，拔模角 度和厚度會限制肋板高度。 在肋板底部的交叉處和標稱面壁上， 應當包含一個的25至50%標稱面壁截面 的圓角（最小值為0.4mm）。該圓角可 以消除潛在的應力集中，并改善肋板 周圍的流動和冷卻特性。應用更大的 圓角改善不大，且會使面壁另一側產 生凹陷的可能性增加。 推薦的肋板尺寸 平行肋板間最小間距為標稱壁厚的兩 倍，這有助于避免產生冷卻問題，也 避免在模具結構出現(xiàn)薄片。 肋板的設計最好是平行于熔體流動的 方向，因為穿過肋板的流動會產生流 動分歧，從而導致困氣或受阻流動。 受阻流動會增加內應力和短射風險。 肋板 肋板的排列必須沿彎曲的方向，以達 到最大的剛度。參考上 圖，一個長而薄的平板只有兩端有支撐。如果在平 板的長度方向上增加肋板，則會很大 程度地增加剛度。然而，如果在平板 寬度的方向上增加肋板，剛度增加不 大。 一般地，應用肋板會： 1. 增加彎曲剛度或較大平面區(qū)域的強 度 2. 增加開放截面的扭轉剛度 在設計中，加入波紋可以增加波紋方 向平面的剛度（見下圖）。波紋非常 有效，且無需更多的材料或延長冷卻 時間。增加材料到制件中心軸的平均 距離可以增強剛度，如增加第二轉動 慣量。 平的和開放截面 肋板和箱形截面可以增加剛度，因此 提高成型件的承載能力。這些增強型 方法可以減少壁厚，而仍能取得與更 大壁厚時同樣的強度。 案例1-6的尺寸圖表 不同外型結構的扭轉剛度和彎曲度比較 上述結果表明，使用對角肋板對截面的扭轉剛度最具效果。從“I”型截面到“C”型截面的改變對橫向彎曲方向負荷有幫助而不是扭轉方向。雙交叉肋板（選項6）會產生加工（冷卻）問題，推薦使用選項8的解決方案可以獲得最好的扭轉性能。 視制件要求的不同，要特別考慮在肋板與外壁的交叉部分是否允許存在凹陷。為實現(xiàn)最好的性能和功能，肋板和外壁中軸線必須相交于同一點。不符合這項要求會降低結構的可靠性。如果由于審美的要求而將對角肋板略微往外移動，則剛度會隨之降低35%。如果在設計中增加一個短的垂直型肋板，則扭轉剛度會再降低5%見下圖。 肋板連接至外型結構上的扭轉剛度和抗扭轉應力。 二、提高耐磨性的結構設計 潤滑的作用和潤滑技術 機械中的可動零、部件，在壓力下接觸而作相對運動時，其接觸表面間就會產生摩擦，造成能量損耗和機械磨損，影響機械運動精度和使用壽命。因此，在機械設計中，考慮降低摩擦，減輕磨損，是非常重要的問題，其措施之一就是采用潤滑。 潤滑的作用主要是： （1）減少摩擦，減輕磨損 加入潤滑劑后，在摩擦表面形成一層油膜，可防止金屬直接接觸，從而大大減少摩擦磨損和機械功率的損耗。 （2）降溫冷卻 摩擦表面經潤滑后其摩擦因數大為降低，使摩擦發(fā)熱量減少；當采用液體潤滑劑循環(huán)潤滑時，潤滑油流過摩擦表面帶走部分摩擦熱量，起散熱降溫作用，保證運動副的溫度不會升得過高。 （3）清洗作用 潤滑油流過摩擦表面時，能夠帶走磨損落下的金屬磨屑和污物。 （4）防止腐蝕 潤滑劑中都含有防腐、防銹添加劑，吸附于零件表面的油膜，可避免或減少由腐蝕引起的損壞。 （5）緩沖減振作用 潤滑劑都有在金屬表面附著的能力，且本身的剪切阻力小，所以在運動副表面受到沖擊載荷時，具有吸振的能力。 （6）密封作用 潤滑脂具有自封作用，一方面可以防止?jié)櫥瑒┝魇?，另一方面可以防止水分和雜質的侵入。 潤滑技術包括正確地選用潤滑劑、采用合理的潤滑方式并保持潤滑劑的質量等。 潤滑劑及其選用 生產中常用的潤滑劑包括潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑、氣體潤滑劑及添加劑等幾大類。其中礦物油和皂基潤滑脂性能穩(wěn)定、成本低，應用最廣。固體潤滑劑如石墨、二硫化鉬等耐高溫、高壓能力強，常用在高壓、低速、高溫處或不允許有油、脂污染的場合，也可以作為潤滑油或潤滑脂的添加劑使用。氣體潤滑劑包括空氣、氫氣及一些惰性氣體，其摩擦因數很小，在輕載高速時有良好的潤滑性能。當一般潤滑劑不能滿足某些特殊要求時，往往有針對性地加入適量的添加劑來改善潤滑劑的粘度、油性、抗氧化、抗銹、抗泡沫等性能。 1．潤滑油 潤滑油的特點是：流動性好，內摩擦因數小，冷卻作用較好，可用于高速機械，更換潤滑油時可不拆開機器。但它容易從箱體內流出，故常需采用結構比較復雜的密封裝置，且需經常加油。 常用潤滑油主要分為礦物潤滑油、合成潤滑油和動植物潤滑油三類。礦物潤滑油主要是石油制品，具有規(guī)格品種多、穩(wěn)定性好、防腐蝕性強、來源充足且價格較低等特點，因而應用廣泛。主要有機械油、齒輪油、汽輪機油、機床專用油等。合成潤滑油具有獨特的使用性能，主要用于特殊條件下，如高溫、低溫、防燃以及需要與橡膠、塑料接觸的場合。動植物油產量有限，且易變質，故只用于有特殊要求的設備或用作添加劑。 潤滑油的性能指標有：粘度、油性、閃點、凝點和傾點。粘度是潤滑油最重要的物理性能指標。它反映了液體內部產生相對運動時分子間內摩擦阻力的大小。潤滑油粘度越大，承載能力也越大。潤滑油的粘度并不是固定不變的，而是隨著溫度和壓強而變化的。當溫度升高時，粘度降低；壓力增大時，粘度增高。 潤滑油的粘度分為動力粘度、運動粘度和相對粘度，各粘度的具體含義及換算關系可參看有關標準。油性又稱潤滑性，是指潤滑油潤濕或吸附于摩擦表面構成邊界油膜的能力。這層油膜如果對摩擦表面的吸附力大，不易破裂，則潤滑油的油性就好。油性受溫度的影響較大，溫度越高，油的吸附能力越低，油性越差。潤滑油在火焰下閃爍時的最低溫度稱為閃點。它是衡量潤滑油易燃性的一項指標，另一方面閃點也是表示潤滑油蒸發(fā)性的指標。油蒸發(fā)性越大，其閃點越低。潤滑油的使用溫度應低于閃點20～30℃。凝點是指在規(guī)定的冷卻條件下，潤滑油冷卻到不能流動時的最高溫度，潤滑油的使用溫度應比凝點高5～7℃。傾點是潤滑油在規(guī)定的條件下，冷卻到能繼續(xù)流動的最低溫度，潤滑油的使用溫度應高于傾點3℃以上。 潤滑油的選用原則是：載荷大或變載、沖擊載荷、加工粗糙或未經跑合的表面，選粘度較高的潤滑油；轉速高時，為減少潤滑油內部的摩擦功耗，或采用循環(huán)潤滑、芯捻潤滑等場合，宜選用粘度低的潤滑油；工作溫度高時，宜選用粘度高的潤滑油。 2．潤滑脂 潤滑脂習慣上稱為黃油或干油，是一種稠化的潤滑油。其油膜強度高，粘附性好，不易流失，密封簡單，使用時間長，受溫度的影響小，對載荷性質、運動速度的變化等有較大的適應范圍，因此常應用在：不允許潤滑油滴落或漏出引起污染的地方（如紡織機械、食品機械等），加、換油不方便的地方、不清潔而又不易密封的地方（潤滑脂本身就是密封介質），特別低速、重載或間歇、搖擺運動的機械等。潤滑脂的缺點是內摩擦大，起動阻力大，流動性和散熱性差，更換、清洗時需停機拆開機器。 潤滑脂的主要性能指標有滴點和錐入度。滴點是指在規(guī)定的條件下，將潤滑脂加熱至從標準的測量杯孔滴下第一滴時的溫度。它反映了潤滑脂的耐高溫能力。選擇潤滑脂時，工作溫度應低于滴點15～20℃。錐入度是衡量潤滑脂粘稠程度的指標。它是指將一個標準的錐形體，置于25℃的潤滑脂表面，在其自重作用下，經5 后，該錐形體沉入脂內的深度（以0.1 為單位）。國產潤滑脂都是按錐入度的大小編號的，一般使用2、3、4號。錐入度越大的潤滑脂，其稠度越小，編號的順序數字也越小。 根據稠化劑皂基的不同，潤滑脂主要有：鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋁基潤滑脂等類型。選用潤滑脂類型的主要根據是潤滑零件的工作溫度、工作速度和工作環(huán)境條件。 常用機械零部件的潤滑 潤滑方法有分散潤滑和集中潤滑兩大類。分散潤滑是各個潤滑點用獨立的分散的潤滑裝置來潤滑，這種潤滑可以是連續(xù)的或間斷的，有壓的或無壓的；集中潤滑則是一臺機器或一個車間的許多潤滑點由一個潤滑系統(tǒng)來同時潤滑。 選擇潤滑方法主要考慮機器零部件的工作狀況、采用的潤滑劑及供油量要求。 低速、輕載或不連續(xù)運轉的機械需要油量少，一般采用簡單的手工定期加油、加脂、滴油或油繩、油墊潤滑。中速、中載較重要的機械，要求連續(xù)供油并起一定的冷卻作用，常用油?。ń停⒂铜h(huán)、濺油潤滑或壓力供油潤滑。高速、輕載齒輪及軸承發(fā)熱大，用噴霧潤滑效果較好。高速、重載、供油量要求大的重要部件應采用循環(huán)壓力供油潤滑。當機械設備中有大量潤滑點或建立車間自動化潤滑 系統(tǒng)時可使用集中潤滑裝置。 1．齒輪傳動潤滑 （1）閉式齒輪傳動的潤滑 齒輪的圓周速度 ＜0.8 時，一般采用潤滑脂潤滑，否則應采用潤滑油潤滑。潤滑油的粘度可根據齒輪的材料和圓周速度，在表17－1－3中查取，然后由表17－1－1或機械設計手冊選定潤滑油的牌號。 用潤滑油的齒輪潤滑方法有浸油潤滑、飛濺潤滑、壓力噴油潤滑等， （2）開式、半開式齒輪傳動的潤滑 開式齒輪傳動一般速度較低、載荷較大、接觸灰塵和水分、工作條件差且油易流失。為維持潤滑油膜，應采用粘度很高、防銹性好的開式齒輪油。速度不高的開式齒輪也可采用脂潤滑。開式齒輪傳動的潤滑可用手工、滴油、油池浸油等方式供油。 2．滾動軸承的潤滑 滾動軸承可采用油潤滑或脂潤滑。 機械密封摩擦副材料的選擇 眾 所 周 知由動環(huán)和靜環(huán)組成的摩擦副、彈性元件和輔助密封元件是構成旋轉軸端面機械 密封的三種基本元件。端面機械密封的工作質量和使用壽命主要與上述三種基本元件的工作 能力有關尤其是摩擦副的工作能力。為了保證旋轉軸端面機械密封的良好密封性應該這樣來 設計機械密封使其在給定的條件下保證摩擦副的工作最輕易。這意味著,要想獲得一個性能 比較良好的機械密封部件,除了要正確地設計確定彈性元件和輔助密封元件之外,還必須花 費較多的精力去正確地完成摩擦副的材料選擇、結構和工藝設計。在機械密封中,摩擦副的工作條件是十分復雜的,比如,即使是在潤滑條件良好的情況下,也不能排除在摩擦副的動環(huán) 和靜環(huán)接觸面間產生干摩擦或半干摩擦的可能性。泵在啟動瞬間或在具有較大運轉振動的 情況下就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因此,作為機械密封摩擦副的制造材料就必須滿足一定的技術要 求。 一般情況下,這些技術要求主要是具有較小的摩擦系數和良好的耐磨性對被密封液體的不 可滲透性具有足夠的強度和其它機械性能對被密封浪體的耐化學腐蝕性具有良好的熱穩(wěn)定 性良好的機械加工性能良好的熱傳導性能,在電解液中的耐電化學腐蝕性相配材料的抗膠 合性能材料易得,價格便宜… … 運轉實踐證明,能夠致使旋轉機械密封的滑動表面產生破壞的因素很多,比如機械負荷過大、 熱負荷過高、化學腐蝕和機械磨損過烈等等。因此機械密封中摩擦環(huán)的材料應根據密封部件 在運轉實踐中所可能碰到的最苛刻的條件來選取。用作機械密封摩擦副的材料一般可分為 五大類碳石墨、金屬、金屬氧化物、碳化物和塑料。碳石墨是旋轉機械密封中最廣泛使用的摩擦環(huán)制造料。采用不同的加工制造方法,可以將天然碳粉制成非晶碳、碳石墨和電化石墨 等。這幾種材料分別具有不同的物理性能和機械淚三能非晶碳具有高的機械強度和低的熱 傳導性與此相反,電化石墨具有低的機械強度和高的熱傳導性而碳石墨的性能則介于非晶碳 和電化石墨之間。由于碳石墨具有良好的自潤滑性能,摩擦系數很低、耐腐蝕性較好、并不與接觸的金屬咬合,因此是一種能應用于各種運轉條件下的常用密封摩擦環(huán)的制造材料。在 一般情況下,多用碳石墨制造靜環(huán)。輕載情況下,可以采用模壓方法將碳石墨制成所需大小和 形狀的摩擦環(huán)而不需進一步加工,而承受重載的形狀復雜的摩擦環(huán)也可以很容易加工到準 確的尺寸。 在一般情況下,由于碳石墨材料具有多孔性,被密封的液體有可能通過石墨晶體間的孔隙滲透,所以很少單獨使用為了進一步改善碳石墨的性能使之更適合于制作摩擦環(huán),一般多是應用 各種合成樹脂、聚四氟丁烯、金屬或鹽溶液浸漬過的不透性碳石墨浸潰物的存在會降低碳石 墨的多孔度,提高彈性模數,增高材料強度,增大硬度和熱膨脹系數,改善其耐磨性能。一般,浸 債樹脂的石墨可以用在中載情況下,而浸漬金屬的石墨可以用于重載條件。由于浸漬物的存 在,一定程度上能夠決定碳石墨材料的運轉狀態(tài)和運轉范圍,所以材料的選擇也需依據浸漬物的種類而定。碳石墨具有良好的高溫運轉性能,其溫度的最高值受到材料本身抗氧化能力的限制在高速無潤滑條件下,由于密封表面處于高溫狀態(tài), 浸漬有抗氧化物的非晶碳適于與碳鋼、鉻鋼以及陶瓷材料配用。電化石墨不適于這種使用條件,因為它們具有很高的摩擦系數,會造成表面溫度的急劇升高并使磨損速度大大加\快碳石 墨在溫度低于 ℃ 時的特性與在高溫時的特性基本相似,但摩擦系數和磨損速度會隨著溫度 的升高而略有增高浸漬一層樹脂的碳石墨在高溫情況下也具有在低溫所具備的良好特性。 苯酚樹脂、金屬氟化物和金屬碘化物以及聚四氟乙烯和尼龍等塑料用來作為碳石墨的浸債物,會在液態(tài)氮中具有良好的摩擦和磨損特性金屬是被旋轉機械密封普遍用來作為制造摩擦環(huán)的材料,常用的材料品種是碳鋼,合金鋼、鑄鐵和青銅等鋼可以不酗勺形式應用于旋轉軸的機械密封中但是普通碳鋼的使用是不理想的,因為它沒有好的耐蝕性,也沒有足夠的硬度, 因此,在要求化學穩(wěn)定性和抗氧化性能的地方,可以采用能夠淬硬的不銹鋼和具有高耐腐蝕性的 合金如鎳一鉆一鎢一鐵合金等當然,使用淬硬不銹鋼的效果也不盡令人滿意,因為淬硬后一 部分不銹鋼會喪失耐蝕性,另外,表面淬硬的深度有限,很快就會磨穿所以通常是以它們作為基體,在其表面上用涂敷或滲透的方法粘附一層硬質合金,或者施行噴鍍應該說,在使用條件 良好的情況下,最普遍采用的是具有良好疲勞特性的可淬火的鋼為了提高耐磨蝕 性能,可以 采用鍍鉻鋼或鉻鋼碳鋼和鉻鋼能經鍛造達到石,適用于具低化學腐蝕性的介質如水和石油 產品等鍍鉻鋼還較適用于在溫度較高的情況下與碳石墨組成密封配用材料在潤滑條件較差的情況下,其使用速度可控制在以內,而溫度應不超過℃。如課線速度和溫度超過上述值,不 應采用鋼作為碳石墨的配用材料,而應采用含有鎳、鉆、鉻、鑰和鎢等合金元素的合金鋼材料鋼的熱導率隨溫度的升高而下降,而合金的熱導率卻會隨著溫度的增高而略有增高值得注意的是,某些合金如鎳鉻不誘鋼等雖然在某些化學腐蝕性介質如硝酸和硫酸等中具有足夠 的穩(wěn)定性,但由于它們屬于韌性材料并且不能采用淬火方法提高其硬度,因而使其應用受到一定限制在這種情況下,我們可以取用具有良好耐化學腐蝕性能的硬質合金取代之。在旋轉機械密封中,硬質合金可以兩種型式得到應用一種是作為鋼基材料的噴鍍材料,這樣而得到的摩擦環(huán)一般用在低腐蝕性介質如石油產品和弱酸中工作的機械密封另一種是制成硬質合金摩 擦環(huán),它可用于含有固體懸浮顆粒的介質中。 在海水泵、泥漿泵和污水泵等的旋轉軸機械密 封中,經常采用硬質合金摩擦環(huán)。在低負荷條件下可以采用鋁青銅和鉛青銅等青銅材料可以 認為青銅是碳石墨的理想代用材料,因為它可以克服石墨的脆性。另外,從化學角度看,在一 些潤滑性能良好的中性介質中,青銅是一種良好的耐磨材料同時青銅還具有高強度、高熱導 性、低磨耗性、優(yōu)良加工性和易于獲得等優(yōu)點在水潤滑條件下,鉛青銅和鋁青銅能與浸漬脂 或巴氏合金的碳石墨配用如果具有潤滑條件,或者被密封的液體是油基礦物油的話,青銅還可 以與碳石墨組成配用由于鋁青銅還具有良好的耐海水腐蝕性,所以可以將它與金屬浸債的石 墨組成摩擦偶用于海水輸送系統(tǒng)設備的機械密封中在無潤滑條件下,青銅只能用于低負荷 和低轉速。如果在高速情況下出現(xiàn)潤滑破壞,則仍會造成青銅的急劇磨損并導致密封失效鑄鐵具有良好的磨擦特性。普通灰口鑄鐵的熱導率與其它含鐵材料的熱導率大體相同隨著鑄 鐵中石墨含量的增加,其熱導率也會隨之增高。鑄鐵的熱膨脹系數比鋼低,而且會隨著所含其 它合金成份的改變而改變。鑄鐵有較好的機械性能,其抗壓強度極限要高于抗拉強度極限。 特別值得提出的是,鑄鐵真有優(yōu)異的振動阻尼特性。為了提高鑄鐵的耐腐蝕性能,可以加入適 量的鎳、鉻和銅等元素構成鐵合金由于原材料的價格低廉,而且加工成形所耗費的資金也比 較低,所以用鑄鐵制作機械密封摩擦環(huán)是便宜的。鑄鐵與碳石墨組成摩擦偶,可適用于輸送介質為石油或某些石油制成品的機械密封中。金屬氧化物也是制造機械密封摩擦環(huán)的良好材料。 氧化鋁、氧化被、氧化鎂、氧化硅和氧化牡等都屬金屬氧化物。其中最常用的金屬氧化物 是氧化鋁和氧化被。氧化鋁和氧化鍍的彈性模數無論是在數值上還是在變化范圍上都十分相似。對氧化鋁而言,其揚氏彈性模數的變化范圍是。到護。巴而氧化披彈性模數的變化范圍是到巴。氧化被的熱導率很高,而氧化鋁的熱導率比較低。兩種材料都具有較低的熱膨脹系 數,而且硬度很高。三氧化二鋁的硬度為,氧化被的硬度為三氧化二鋁的耐腐蝕性能要優(yōu)于氧 化被,但的來說兩者都不錯。由于氧化被具有高的熱導率和低的熱膨脹系數,因而具有優(yōu)異的抗熱沖擊能力。這兩種材料與各種型號的碳石墨配用都能顯示出較好的耐腐蝕性能和耐磨性能。金屬氧化物總的來說都具有易脆性,因此它們承受機械沖擊的能力很差,容易破碎。如果采用這些金屬氧化物作為其它金屬基體的外包層,則整個零件的抗機械沖擊性能將會得 到改善。但是應該注意,如果金屬基體的熱膨脹數很高,那么高溫使用 時,就有可能使金屬氧化物外包層脹裂。碳化物和氮化物也是制造旋轉軸機械密封摩擦環(huán)的可用材料。金屬碳化物以其高硬度和高耐磨性能而聞名,能夠承受高負荷。 由于制造上的原因,碳化物本身通常都不是很純的,而是要加入一 些類如 鎳和鉆等金屬粘結成份。加入的成份不同,其熱導性會存在很大的差別。含有一 定量鉆元素的碳化鎢是旋轉機械密封中的常用材料,當被密封液體為化學純水和氧化物時,碳化鎢的使用溫度可達℃。碳化鎢還可用于密封液態(tài)氧和硝酸。碳化欽是一種熱導性系數較低的金屬碳化物,然而它可以使用于溫度非常高的條件下并且具有優(yōu)異的抗氧化性能。加入適量的鐵或鉻鎳成份,可以改善碳 化欽的性能。這種加入適量成份的碳化欽可以在加工到所需要的尺寸形狀后再將 其淬硬。 鉻的 碳化物不宜于制作相對滑動的零件, 因為這種材料對熱沖擊和機械沖擊十分敏感非金屬的碳化硅和氮化硅都是可以在旋轉機械密封中推廣使用的非金屬材料,其性能的優(yōu)越性已被很好的密封實踐所證明。碳化硅是一種能耐高溫、抗氧化性好、耐腐蝕性好,硬度高且相當耐磨的材料。碳化硅同石墨配用時的摩擦系數為正,在氧化氣體中可用到℃, 在印氫氟酸和印氧化硝酸溶液中不會被腐蝕。氮化硅工程陶瓷是以硅粉為原料經加熱氮化而制成的新型陶瓷材料。 按照其工藝可以將它分為反 應 燒 結氮 化硅 和 熱壓 氮 化硅 兩種。氮化硅具 有 極 好 的 抗 震 性,較 高 的 抗彎 強 度,優(yōu)異的耐磨性和良好的化學穩(wěn)定性。其半成品具有可機械加工性,因此可以制成尺寸形狀比較復雜的零件,燒結之后制成品的收縮率不大于千分之三。氮化硅工程陶瓷可廣泛應用于石油、化工、冶金、機械、電器和儀表等工業(yè)部門,同時還適用于制作各種清水泵、化工泵、船用泵、紙漿泵的機械密封元件由于其最小成型厚度可達,最大相對運動速度可達,加上其良好的耐腐蝕性和耐磨性,因而被認為制作機械密封中摩擦環(huán)的較 理想材料在機械密封中采用塑料來制作摩擦環(huán)這是機械密封材料研究的一種向。目前,塑料只能用于輕負荷和低密封壓力的情況下。塑料主要指工程塑料在一般情況下都具有較好的抗磨性、較高的硬度和強度,但其熱導率很低,使用受到限制。在塑料類材料中,填充有某些類如玻璃纖維、石墨、二硫化鑰、青銅粉或石油粉等物質的聚四氟乙烯是較為廣泛地被用來制作機械密封摩擦環(huán)的材料這種材料更經常用作機械密封的輔助密封填料它具有很好的耐腐蝕性能,較高的抗壓強 度和良好的耐磨性。填充有礦物或石棉粉、織物纖維、石墨或白色金屬粉末以錫或鉛、銻為基的合金的酚醛樹脂塑料在某些場合下也能獲得應用。當配用零件的材料是鑄鐵、鉻鋼、青銅或陶瓷時,即使被密封液體是常溫清水,這種酚醛樹脂塑料也具有良好的耐磨性能。一般說來,由于塑料類材料的高熱膨脹系數、低熱導 率和低強度,使其使用受到較大的限制。但在運轉條件不惡劣的場合下,塑料的高耐磨性和容易通過熱壓加工成型的優(yōu)點,使它們仍然成為一類常用的機械密封 材料。以上敘述了旋轉軸機械密封中常用作制造摩擦環(huán)的碳石墨、金屬、金屬氧 化物、碳化物和塑料等五大類材料。應該說,可用作機械密封摩擦環(huán)的材料是很多的,有金屬、有合金,有非金屬,有金屬非金屬混合物等。但是值得指出的是,每一 種材料都不是完美無缺的,它們各自都有其不足之處正是其自身的不足,致使其 局限于一定的應用范圍這種限制因素是很多的,除了其耐化學腐蝕性能外,材料 的強度,耐磨性,熱導率和溫度膨脹系數等均屬于限制因素。因此可以這樣認為, 機械密封摩擦副材料的選擇是一種多元方程的求解,它霜要顧及機械密封裝置具 體的工作參數和運轉維護條件,同時還需要考慮摩擦環(huán)零件的尺寸和形狀的復雜 性,制造工藝上的難易程度以及與材料成本、加工處理和安裝維護、使用壽命等有關的經濟性。還應該強調說明的是,由于旋轉軸機械密封是由一對相互接觸且 作相對運動的摩擦環(huán)構成,因此在選擇摩擦環(huán)的制造材料時除了要求摩擦副中每一摩擦環(huán)動環(huán)和靜環(huán)在不同程度上滿足所提的要求外,還必須注意材料的組合。 合理的組合,可以充分發(fā)揮侮種材料的優(yōu)點,相互低償或互相彌補組合材料的不 足,從而能獲得使用壽命長、液體泄漏少、運行平穩(wěn)等所需效果不恰當的組合,不 僅不能體現(xiàn)材料本身的長處,而且得不到理想的密封效果在選擇材料時,除了注意 其化學成份外,還應該注意材料的結構晶體組織、機械特性和制造工藝性等因素, 因為這些因素在一定程度上都能直接決定該材料的工作能力。譬如當選擇鑄鐵作 為摩擦副的一種材料時,應使鑄鐵的晶體結構為珠光體型當選擇碳鋼作為摩擦 副的一種材料時,應該充分注意其表面硬度以及熱處理方法當選擇錫青銅作為摩 擦副的一種材料時,必須認真審視其鑄造工藝,因為錫青銅的熔化溫度和熔化時 間會對其化學成份、金相組織和機械性能產生很大的影響,比如過長的熔化時 間會導致偶錫現(xiàn)象… …由于機械密封摩擦副動環(huán)和靜環(huán)間不可避免的摩擦和磨 損,因而制造摩擦副的材料中,至少有一個環(huán)的材料要具有良好的導熱性。與此同時,應該在結構設計時為摩擦副提供導熱通路。對于陶瓷和塑料等導熱性比較差的材料,必要時還應提供冷卻介質為了消除動環(huán)和靜環(huán)間摩擦生熱對密封造成 的不利影響,可以針對機械密封的工作參數以及使用機械密封的設備的具體結構等情況,采用相適應的冷卻措施,包括直接向密封面提供冷卻介質很多人習慣于選擇具有不同硬度的材料來組成摩擦副,甚至有人還偏重于用非金屬制作靜環(huán),用金屬制作動環(huán)但是從動力相似的觀點來看,由于密封性能是因兩互相接觸且作相對運動的摩擦環(huán)磨合而獲得,故任何一種材料的轉動或是固定是沒有什么不同的。當然,由于運轉條件如振動和熱沖擊等和材料本身質地的不同,上述選擇也具有一定的道理。另外,有很多人認為硬度較高的材料的磨損量要低于硬度較低的材料的磨損量,但事實并不盡然。在某些情況下,當被密封的液體具有一定的腐蝕性時,硬度較差材料的抗蝕性能反而顯得優(yōu)越。 當然，在一般情況下,硬度是反映材料耐磨性的一個重要參數,但它并不是表征材料耐磨性的唯一準則。應該說明的是,我們絕對不能忽視硬度對機械密封摩擦環(huán)材料耐磨性的重要作用,相反還必須重視它。大家知道,硬度很低的材料是不能用來制作摩擦環(huán)的,因為這種材料在與另一材料作相對滑動時,會出現(xiàn)粘滯和涂敷等現(xiàn)象,表而很快被拉毛,從而造成被密封液體的嚴重泄漏而使密封失效。在一般情況下,人們習慣于這樣來組成摩擦副一個摩擦環(huán)用硬質材料制作,而另一個摩擦環(huán)采用硬度較低一點的材料。在這時候,由硬質材料制成的摩擦環(huán),其密封接觸表面的徑向寬度,必須大于用較軟材料制成的摩擦環(huán)接觸表面的徑向寬度。如果事實恰如其反,那么用硬質材料制成的摩擦環(huán)就會逐漸嵌入另一摩擦環(huán)的接觸表面中,從而造成材料的輾碎和兩環(huán)的劇烈摩擦和磨損。經常會碰到在機械密封中對兩個摩擦環(huán)都采用同一制造材料的現(xiàn)象。 這樣一來,就可以使兩摩擦環(huán)采用同樣的硬度和相同的接觸表面徑向寬度。此時應該注意的是,必須要求兩摩擦環(huán)具有足夠的硬度。過軟的相同材料是不能組成摩擦副的。當采用兩種具不同硬度的不同材料或同一材料組成摩擦副時,用硬度較小材料制成的摩擦環(huán)的接觸表面徑向寬度值對于摩擦副的工作質量具有特別重要的意義。隨著這個寬度值的減小,生熱量也減小了,熱的導出條件可以得到改善,并且由于摩擦環(huán)接觸面內外徑差值的減小而使密封表面的磨損比較均勻。隨著這個寬度值的加大,表面摩擦加劇,磨損增加,導熱條件變壞,產生干摩擦的可能性加大,當然,過小的接觸寬度又會受到強度的限制,同時又容易產生過大的泄漏量。有些外國學者認為,在構成摩擦副的兩摩擦環(huán)中最小接觸表面徑向寬度應取其外徑的十分之一左右但是根據作者對數十臺安裝有機械密封的泵包括齒輪泵、螺桿泵、旋渦泵和離心泵等所進行的調查其結果與上述不同。 由此可知,機械密封摩擦環(huán)接觸表面的徑向寬度是與很多因素有關的,在設計時務必對各種因素加以全面和綜合的考慮?？紤]到機械密封工作時所產生的磨粒會落入摩擦與接觸表面間的間隙中而給密封帶來大的危害,在設計時應偏重采用這樣的結構,在這種結構中,慣性力給予磨損物質向著接觸表面間隙中的運動以反作用。摩擦副接觸表面上的比壓不能超過允許值,這種允許值是由摩擦環(huán)材料的強度所限制的。每一種材料都有相對應的允許比壓值,不同材料配用時,允許比壓應取低的一個值。對于摩擦副尤其是用非金屬材料制成的摩擦副,所設計的形狀和斷面尺寸,均應該保證機械密封工作時在密封接觸表面上產生最小的變形。最常用的方法之一是使兩摩擦環(huán)都具有對稱形狀。因為這樣才能使其承受接觸表面產生畸性的應力變形和溫度變形。摩擦副的密封接觸表面通常都作成光滑平面,但是如果其中某一摩擦環(huán)材料的磨合跑合性能很差, 那么其接觸表面也可以作成錐形。當被密封液體的潤滑性能較差或者摩擦環(huán)密封接觸表面因強度要求而采用較大徑向尺寸時,在接觸表面上也可以開有凹槽。前面已經提到,制造摩擦環(huán)的材料必須滿足一定的工藝要求。同一材料如果取用不同的工藝措施,會得到不同的物理機械性能,用于制造摩擦環(huán)后也會得到不同的密封效果。機械密封摩擦副的設計,必須要慎重地選用機械密封的結構形式,以便能更好地滿足使用機械設備對密封性能的要求。由于機械密封裝置在整體設計時要考慮到其經濟性,而摩擦副又是其主要零部件,因此在進行摩擦副設計時除了要滿足對密封性能和使用壽命等方面的要求外,還應該適當考慮摩擦環(huán)制造材料的價格、制造成本和有關費用等方面的經濟問題。美國機械工程師學會曾對有關材料價格方面的問題進行過調查,得出了相應的統(tǒng)計資料資料指出,如果以鑄鐵的價格為計算,則碳石墨為,青銅為、陶瓷為,碳化鎢為,碳化硅為……由此可見,對于結構簡單的機械密封來說,摩擦環(huán)的成本在其中將會占有較大的比重。 開式齒輪的齒面磨損后，輪齒變薄，齒根滿足強度要求。因而適當加大齒輪模數（加大10%~15%），一保證齒輪有一定壽命。機床導軌，未使用時如正好平直，使用時則由于磨損，精度不斷降低。如作成一定的上凸則可在較長時間內保持精度 有些零件在磨損后喪失原有的功能，采用適當的調整方法，可部分或全部恢復原有的功能，如圖中整體式圓柱軸承磨損后調整困難，圖中的部分式軸承可以在上蓋和軸座承之間頂加墊片，磨損后間隙變大，減少墊片厚度可調整間隙。使之見笑到適當大小。 圖示的推力軸承中心與邊緣處華東速度差別很大，邊緣磨損比中間嚴重得多，因而中心處壓強怎打。所以一般斷面摩擦而多做成環(huán)形。吧中間部分去掉，內外徑的差別不宜太大以保證磨損較為均勻，此外，應使摩擦表面各處姐處壓強相等，以免產生不均勻的磨損，這就要求零件有足夠的剛度和精度，以保證均勻的接觸。如圖中的制動瓦塊，應有足夠的厚度，并保證安裝瓦塊的軸A，與制動輪軸O平行，是瓦塊和制動輪均勻的接觸。 對于在多塵條件下工作的機械應注意防塵和蜜蜂，以免異物進入摩擦面，產生磨粒磨損。如鏈條加防塵罩，導軌為防止切削進入摩擦而長生嚴重磨損，也應加防護罩 當一對相互接觸的華東表面尺寸不同，因而有一部分表面不接觸時，則可能由于有的部分不磨損二與有磨損的部分之間形成臺階，成為階梯磨損 如圖中如果移動件的形成比支撐件短，則有一部分支撐件無磨損二發(fā)生階梯磨損。因而要合理設計形成終端的位置。 軸肩與推力滑動軸承的止推端面尺寸很難達到完全一致，一般采用磨損量較大的一側全面磨損效果，另一側為鋼軸肩磨損量很小，階梯磨損效果不顯著。如果兩側摩擦面都有明顯的磨損，則令較易修復的一面出現(xiàn)階梯磨損較合理 氈圈密封、皮圈密封等接觸式密封適用于滾動軸承蛋不適用于滑動軸承。當軸承間隙和磨損量較小時可以考慮采用間隙式或徑向曲路密封。這是因為滑動軸承比滾動軸承間隙大，而且當滑動軸承間隙大，而且當滑動軸承磨損后，軸中心位置有較大變化 參考文獻 【1】 汪琪。機械零件設計問題解析 【2】 陳立德。機械設計基礎 【3】 劉鴻文。材料力學