關(guān)節(jié)軸承設(shè)計(jì)選型

選擇金屬膜盤聯(lián)軸器使用的關(guān)節(jié)軸承，考慮安裝尺寸和軸向限承載能力，以及膜盤在不發(fā)生疲勞失效條件下，允許關(guān)節(jié)軸承磨損產(chǎn)生的間隙（即額定使用壽命）。并沒有成熟案例可以借鑒，只能參考在普通應(yīng)用環(huán)境下關(guān)節(jié)軸承成果。

對(duì)關(guān)節(jié)軸承的安裝尺寸和軸向限承載能力，各廠商均有詳細(xì)說明。但對(duì)于使用壽命，由于關(guān)節(jié)軸承的摩擦學(xué)理論還不成熟，各廠商的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法也各不相同，SKF、INA 等都有關(guān)節(jié)軸承的磨損壽命影響因素很多，但是其磨損率主要取決于軸承承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 P和球面滑動(dòng)線速度 v。通常要求關(guān)節(jié)軸承的 PV 值不能超過 400 MPa·m/s，但隨著材料的耐熱、性能的提高，部分廠家生產(chǎn)的關(guān)節(jié)軸承許用 PV 值甚至可以達(dá)到 1600 MPa·m/s。

對(duì)金屬膜盤聯(lián)軸器使用環(huán)境下關(guān)節(jié)軸承的PV 值進(jìn)行計(jì)算分析。關(guān)節(jié)軸承的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 4 所示。從圖中可見，所選取的關(guān)節(jié)軸承球面半徑為 12.5 mm。

聯(lián)軸器受 10 kN 軸向載荷時(shí)關(guān)節(jié)軸承應(yīng)力如圖 5 所示。從圖中可見，對(duì)聯(lián)軸器施加軸向載荷 10 kN 時(shí)，關(guān)節(jié)軸承球面接觸位置的應(yīng)力為 677 MPa。金屬膜盤聯(lián)軸器用關(guān)節(jié)軸承的工作環(huán)境屬于高速旋轉(zhuǎn)和高速擺動(dòng)、軸向重載和徑向無載的狀態(tài)。其壽命主要受限于關(guān)節(jié)軸承的磨損壽命（主要表現(xiàn)為軸向磨損間隙過大）。分別通過低速擺動(dòng)軸向加載試驗(yàn)、高速擺動(dòng)軸向輕載試驗(yàn)及發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)工況下磨損試驗(yàn)，對(duì)關(guān)節(jié)軸承的磨損量進(jìn)行了測(cè)量統(tǒng)計(jì)，獲取了相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為后續(xù)金屬膜盤聯(lián)軸器用關(guān)節(jié)軸承的設(shè)計(jì)驗(yàn)證提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。