滑り軸受の直径のクリアランスの設計

このプログラムは、指定された軸受ジャーナルの直径と速度の直径のクリアランスに対して、事前に設計を作成します。直径のクリアランスの値は、経験則的な公式に従って計算された相対的な直径のクリアランスを使用して設計します。

ここで

	Ψ	相対直径のクリアランス[-]
	v H	ジャーナル回転速度[m s -1 ]

相対的な直径のクリアランスは、軸受の特性に影響する重要な設計パラメータです。その範囲は、通常、0.0005 から 0.004 です。遅い滑り速度で動作する、指定圧力の高い軸受には相対的な直径のクリアランスの値を小さくし、滑り速度が遅く、指定圧力の低い軸受には相対的な直径のクリアランスの値を大きくします。

相対的な直径のクリアランスの値を高くすると、軸受荷重は減少し、軸受ライニングにジャーナルの振動とキャビテーションが発生する危険性が高くなります。滑りジャーナル速度は、直径のクリアランスの選択に最も大きく影響します。この選択はライニングの材料と慣行に従って行います。

バビット	(0.5 ~ 1) .10 -3
青銅	(0.8 ~ 2) .10 -3
アルミ合金	(1.2 ~ 2.5) .10 -3
鋳鉄、グラファイト	(2 ~ 3) .10 -3
プラスチック	(1.5 ~ 10) .10 -3

狭く精密な軸受は、エッジに荷重が起こらないため、低い値を選択します。

軸受ハウジングへのプレスによるブッシュ内径の縮小

相対干渉の下で、軸受ハウジングにブッシュをプレスする間、

ある程度の接触圧力が生じます。

ここで

相対干渉に推奨されるサイズ:

ϑ ≈ 1.3. 10 ^-3 : アルミ合金の軸受ハウジング

ϑ ≈ 0.6. 10 ^-3 : 鋳鉄または鋳鋼の軸受ハウジング

ブッシュのプレスによる直径のクリアランスの変化は、次の公式により求められます。

放射温度勾配による直径のクリアランスの変化:

軸受部品は動作中に発生する熱により膨張します。放射温度勾配の影響の下で、半径のクリアランスに変化が起こり、その値は次のとおりです。

Δ φ _T = (α _L - α _H ) (1 - B) (T _V - T _U ) - 0.6 (α _L ΔT _rL - 0.75 α _H Δ T _rH

ここで

ブッシュの有効な厚さ: s _e = (D1 - d s _V ) / 2 [mm]

軸受外面と滑り面の間の放射温度低下は次のとおりです。

ΔT _rL ≈ 5 ... 15 [°C]

滑り面とシャフト中心間の放射温度勾配は次のとおりです。

ΔT _rH 11.0pt ≈ 2 ... 5 [°C]

放射温度勾配による直径のクリアランスの変化は、次の公式により求められます。

Δd _T =Δφ _T d [mm]

使用される変数の意味:

d	ジャーナル直径 [mm]
D 1	軸ボディの内径 [mm]
D 2	軸受ボディの外径 [mm]
Δd p	プレスで作動したブッシュの締付けによる直径のクリアランスの変化[ mm]
ΔdT	放射温度勾配による直径のクリアランスの変化 [mm]
Δd 1	ブッシュの軸受ボディへのプレスによる干渉の平均値[μm]
E L	軸受ボディ材料の弾性係数 [MPa]
E p	ブッシュ材料の弾性係数 [MPa]
S e	ブッシュの有効な厚さ [mm]
S v	ブッシュライニングの厚さ [mm]
T U	軸受周辺の温度 [°C]
T v	軸受出口の潤滑剤平均温度 [°C]
ΔT	外側の軸受面とすべり面の間の放射状の温度降下 [°C]
ΔT rH	外側の軸受面とすべり面の間の放射状の温度降下 [°C]
ΔT rL	滑り面とシャフト中心間の放射温度低下 [°C]
α L	軸受ボディの熱膨張係数[°C -1 ]
α H	軸受ジャーナル材料の熱膨張係数[°C -1 ]
ν L	軸受ボディのポアソン比 [-]
ν p	ブッシュ材料のポアソン比 [-]
υ	相対干渉 [-]