无油衬套寿命计算手册

无油衬套广泛应用于多种机械设备中，其使用寿命直接影响到设备的正常运作。当无油衬套由于磨损引发尺寸变化，导致轴承间隙超出设计值时，就意味着衬套已经达到使用寿命。本文将介绍无油衬套的寿命计算方法，包括关键参数和计算公式，帮助用户预估衬套的寿命，优化设备维护计划。

 一、寿命终止的判定

无油衬套的寿命通常是由磨损导致的。当磨损使轴承间隙超出设计要求，轴承部位松动，设备运行性能无法达到预期时，就表明衬套已经达到其使用寿命。通过预估磨损量，可以为设备设定合理的参考寿命。

 二、磨损量计算公式

预计磨损量的计算公式如下：

 W = K \times P \times V \times T

- W：预计磨损量（mm）

- K：比磨损量，单位为 mm/（N/mm² · m/s · Hr）

- P：设计面压，单位为 N/mm²

- V：滑动速度，单位为 m/s

- T：摩擦时间，单位为 Hr（小时）

 三、比磨损量参考值

根据不同的润滑条件，比磨损量的参考范围如下：

- 无润滑：6×10⁻⁴ ～ 3×10⁻³ mm/（N/mm² · m/s · Hr）

- 定期润滑：6×10⁻⁵ ～ 3×10⁻⁴ mm/（N/mm² · m/s · Hr）

- 油润滑：6×10⁻⁶ ～ 3×10⁻⁵ mm/（N/mm² · m/s · Hr）

 四、P值与V值的计算公式

无油衬套在不同的运动模式下，面压（P值）和滑动速度（V值）的计算公式有所不同。以下列出了往复式、旋转式、摆动式和推力式衬套的计算公式及实例。

 1. 往复式运动

- P值计算： P = M ÷ (φd × L)

  - M：载荷，单位为 N

  - φd：衬套内径，单位为 mm

  - L：衬套长度，单位为 mm

- V值计算： V = 2cS ÷ 1000

  - c：周期速度，单位为 s⁻¹

  - S：行程距离，单位为 mm

- 计算示例：

  - 衬套规格：内径20mm，长度25mm

  - 负载条件：载荷3000N，往复循环速度120cpm，行程距离40mm

   P = 3000 ÷ (20 × 25) = 6.0 N/mm²

   V = 2 × 2 × 40 ÷ 1000 = 0.16 m/s

 2. 旋转式运动

- P值计算：同上

- V值计算： V = πφdn ÷ 1000

  - n：转速，单位为 s⁻¹

- 计算示例：

  - 衬套规格：内径20mm，长度25mm

  - 负载条件：载荷3000N，转速120rpm

   P = 3000 ÷ (20 × 25) = 6.0 N/mm²

   V = π × 20 × 2 ÷ 1000 = 0.126 m/s

 3. 摆动式运动

- P值计算：同上

- V值计算： V = φdcθ ÷ 1000

  - θ：摆动角度，单位为 rad

- 计算示例：

  - 衬套规格：内径20mm，长度25mm

  - 负载条件：载荷3000N，摆动循环速度30cpm，摆动角度45度（0.785rad）

   P = 3000 ÷ (20 × 25) = 6.0 N/mm²

   V = 20 × 0.5 × 0.785 ÷ 1000 = 0.00785 m/s

 4. 推力式运动（垫圈）

- P值计算： P = 4M ÷ {π × (φD² - φd²)}

  - φD：外径，单位为 mm

- V值计算： V = πφDn ÷ 1000

- 计算示例：

  - 衬套规格：内径20mm，外径28mm，长度25mm

  - 负载条件：载荷3000N，转速120rpm

   P = 4 × 3000 ÷ {π × (28² - 20²)} = 9.947 N/mm²

   V = π × 28 × 2 ÷ 1000 = 0.176 m/s

 五、结语

通过以上公式，用户可以根据设备的具体工况和使用条件，计算无油衬套的预期寿命。建议用户在设备设计时，将预计的磨损量纳入考虑范围，设定合理的维护周期，确保设备在最佳状态下运行。