王占光
（焦作堅固水泥公司）

　　滑動軸承作為回轉體的支撐另件，因其承載能力強，沒有極限轉速和壽命期的限制，廣泛用于高速及重載設備之中，用于回轉體的支撐，當其達到液體潤滑的條件時，滑動摩擦系數相當低，功耗相當小，因此備受使用者青睞；但當加工精度和安裝精度不足時，會引起發熱甚至燒毀，常常使人備受煎熬。以前就其發熱的直接原因介紹較多，現主要就其發熱的機理進行更深一步的介紹與淺析，供讀者參考。

　　1、滑動軸承的設計驗算方法

　　滑動軸承設計要求單位面積所受壓力必須小于單位面積的許用壓力，或滑動軸承產生的熱量必須小于許用的發熱量，即滑動軸承的散熱能力必須大于自身產生的熱量。可用式子表達為：

　　式中：

　　p---滑動軸承單位面積上的壓力

　　[p]---滑動軸承單位面積的許用壓力

　　V----滑動軸承的線速度

　　Pa---滑動軸承的總壓力

　　da---滑動軸承的直徑

　　la----滑動軸承的長度

　　n---滑動軸承的轉速

　　從上式可以看出單位面積上的壓力p受軸承直徑da、軸承長度la、總壓力pa的影響，當設備產生振動或有其它附加載荷時，總壓力增大，此時單位面積的壓力隨之增大，單位面積的壓力與總壓力成正比；當軸承內徑或軸承長度變化時，單位面積的壓力隨之變化，且與之成反比關系。對于運行中的滑動軸承來說，雖然直徑、長度以及總載荷均已確定，但實際上其軸與軸承的接觸情況是變化的，實際接觸面積只會小于公稱尺寸，比如軸與軸承在弧長方向受瓦口間隙等影響，達不到公稱尺寸；長度方向上的接觸也是一樣，當軸與軸承在軸向接觸較短時，單位面積上的壓力增大，總之，單位面積上的壓力與軸承直徑成反比，與軸承的長度成反比。

　　二、滑動軸承的發熱機理

　　上面分析了滑動軸承單位面積的壓力與總載荷、軸承直徑、軸承長度的關系以及變化的形式，下面分析介紹當單位面積的壓力變化時產生的結果。

　　我們知道，軸與滑動軸承是一對摩擦副，屬于滑動摩擦。摩擦就會發熱，其發熱量的大小與摩擦力成正比，與運動的速度成正比；摩擦力大，發熱大，速度快發熱多。而摩擦力與正壓力、摩擦系數成正比，從設計的角度來說，總載荷是確定的，在確定了軸承直徑、長度以后，單位面積的壓力也是定數，運行中滿足了這些條件，軸承就不會發熱，但運行是變化的，當總載荷增大、實際接觸弧長、實際接觸長度變化時，單位面積上的壓力就會增大，這就出問題了，實際上摩擦系數也是隨著單位面積的壓力的增大而增大的，一旦摩擦系數增大，那么摩擦熱就會增多，一旦發熱到摩擦熱量大于能夠散發的熱量，平衡打破，軸承就發熱了。其實當單位面積上的壓力增大時，其摩擦系數增加很快，具體可參看下表。

　　從表中可以看出，作用在軸承的壓強增加，其摩擦系數增加，因為摩擦功等于摩擦系數、正壓力、運動速度三者的乘積，當接觸較差時，接觸面積減小，壓強增大；設備振動時總載荷增大，其壓強都會增大，那么摩擦系數就會增加，發熱量增加，滑動軸承必定發熱。所以任何情況下的接觸精度降低，任何情況下的載荷增大，都會導致滑動軸承的局部壓強增大，進而使摩擦系數增大，使軸承發熱。某些單位為了避開球面瓦的不靈活造成軸與瓦端部的摩擦，把瓦口開得很大，雖然在一定程度上解決了問題，但從某種意義來說，其實是增大了軸承單位面積上的受力，一會縮短軸承壽命，二會降低軸承抵抗風險的能力，一有風吹草動軸承就會發熱，不利于穩定運行。有些單位為了提高球面瓦的靈活度，把球面瓦與瓦座的接觸面積縮的很小，特別是中間有凹槽球面瓦，僅凹槽的兩側很少部分接觸，摩擦力將會大增，不利于球面瓦的活動。巨大的壓力雖然沒有造成壓潰，但局部高點的壓入總會有的，這就如同大橋兩側生根，更增加了球面瓦的穩定性。所以在設備管理與維修當中，盡量滿足設計要求為好，對于一些加工精度低的部位，應想辦法通過手工方法彌補，已使其達到設計要求。

　　摩擦系數不但與壓強有關，也與運動的速度有關，下面是速度與摩擦系數的關系。

　　從上表中可以看出，設備在啟動時，摩擦系數很大，運行起來后，摩擦系數降低，但在一定的區間內變化相對較小，其變化的幅度相對壓強對摩擦系數的影響相差較大，所以水泥在窯發熱時常采用降窯速的辦法，雖有效果，但多數改變不了發熱的命運，就是這個道理。還有些單位在停機前運行良好，但開機時瓦熱了，甚至局部燒損，其實就是啟動時摩擦力大導致的，此時不但摩擦力大，潤滑條件也達不到要求，特別是沒有靜壓啟動的設備。那么反過來講，如制動就不一樣了，摩擦系數由小到大，說高速運行的設備瞬間停下困難，就是有抱閘也是，以前常用慣性原理來解釋高速行走的列車很難剎車，其實摩擦系數的影響也是有的，Z起碼延長了停車的時間。

　　三、結束語

　　通過分析可以得知摩擦力、摩擦系數與壓強變化的關系，摩擦系數與運動速度的關系，解釋了設備啟動時傷瓦、接觸精度低時瓦發熱的機理，高速行駛的列車為什么制動困難。其實造成滑動軸承發熱的原因很多，如潤滑不良、零件粗糙等都會增大摩擦，作為下一個議題就其機理以后討論。好了，文中不當之處，敬請批評指正。