机械工程英语刘镇昌翻译11.docx

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机械工程英语刘镇昌翻译11

Lesson11DesignsofMachineComponents-Bearings

Abearingisasupportsystemforrotating,oscillating,ortranslatingmachineelements,inwhichfrictionhasbeengreatlyreduced.Sinceithasbeenestimatedinvariousstudiesthatontheaverageabout30%ofallmechanicallytransmittedenergyarelosttofriction,anunderstandingoffrictionphenomenainbearingsisessentialtothemachinedesigner.

轴承是一个用于旋转，摆动，或移动机构中大大降低摩擦的支持系统。

据各项研究中估计，摩擦所造成的能量损失平均大约占全部机械传递能量的30%，机械设计者对轴承中摩擦现象的了解是必不可少的。

Plainbearingsprovideslidingsupport,andfrictionisusuallyreducedbyaliquid,solid,orgaseouslubricant.Thefollowingtypesofplainbearingsareinuse:

滑动轴承提供滑动支承，摩擦通常由液体、固体或气体的润滑剂减少。

滑动轴承有以下类型的使用：

1Journalbearingsorsleevebearingssupportarotatingoroscillatingshaft.Thebearingusuallyhasacylindricalshape,whilethejournalismostoftenphysicallyaportionoftheshaft.Whenthebearingcompletelysurroundsthejournal,wespeakofafullbearing;whenthebearingonlypartlysurroundsthejournal,itiscalledapartialbearing.

轴颈轴承或套筒轴承支撑旋转或摆动轴。

轴承通常具有圆柱形状，而轴颈是物理轴最多的一部分。

当轴承完全包围轴颈时，我们称之为一个完整的轴承;当轴承仅部分地围绕轴颈时，它被称为一个局部轴承。

2Thrustbearingssupportanaxialloadonarotatingoroscillatingshaft.

旋转或摆动轴上的推力轴承支撑轴向负荷。

3Lineorguidebearingsguideandsupporttranslatingmotion.

线或导轨轴承引导和支持平移运动。

Thelubricantinjournalbearingsismostoftenoil,inspecialcaseswater,andsometimesgreaseorgassuchasair.Somebearingmaterialsprovideself-lubrication.Idealy,afilmoflubricantseparatesthesurfacesinrelativemotion.Ifthelubricantisafluid,thelayertouchingthejournalmovesalongwithit,whilethelayeradjacenttothebearingremainsstationary.Thecloserintermediatelayersaretothejournal,themotionisthatoftheshearforcesbetweenadjacentlubricantlayers.Toavoidmetal-to-metalcontact,theminimumfilmthicknessmustexceedthecombinedheightofthesurfaceirregularitiesinjournalandbearing.Toprovidespaceforthebearingdiameter.

轴颈轴承的润滑剂，最常用的是油，在特殊情况下可用水，有时是润滑脂或空气等气体。

一些轴承材料提供自润滑。

理想的情况下，润滑油膜分离在相对运动的表面。

如果润滑剂是一种流体，接触轴颈层与它一起移动，而邻近于轴承的层保持静止。

越靠近中间层的轴颈，相邻的润滑层之间的剪切力使其运动。

为了避免金属与金属接触，最小膜厚必须超过在轴颈和轴承的表面凹凸的组合高度。

为轴承内径提供空间。

BearingMaterials

轴承材料

Journalbearingmaterialsshouldpreferablyhavethefollowingcharacteristics:

滑动轴承材料最好应具有以下特征：

1Goodcompressiveandfatiguestrength.

良好的压缩性能和疲劳强度。

2Goodheatconductivity.

良好的导热性。

3Chemicalinertnesstoshaftandhousingmaterials,aswellaslubricants.

轴，外壳材料以及润滑剂的化学惰性。

4Ductility,toconformtotheshapeofhousingandjournal,andtopermittheembedmentofforeignparticleswhichwouldotherwisescourtheshaft.

延展性，以符合壳体和轴颈的形状，并允许外部颗粒的嵌入否则将会冲刷轴。

5Reasonableprice.

合理的价格。

Themostcommonlyused,general-purposebearingmaterialsarebronzealloys,suchascopper-tin-lead,copper-tin,andcopper-aluminumbronze,whichmeettheserequirementswell.

最常用的，一般用途的轴承的材料是铜的合金，如铜-锡-铅，铜-锡，铜和铝青铜，能较好地满足这些要求。

Babbits（alloysconsistingmainlyofeithertinorlead）,whichhavemostlypoorfatiguecharacteristics,andsilver,areoftenusedinthinlayerswithcastironorsteelbacking.Silverisusedforheavy-dutyapplications,suchasreciprocatingaircraftengines.

轴承合金（以锡或铅为主的合金），它具有很差的疲劳特性，银，通常以薄层镀在铸铁或钢表面。

银是用于高强度应用，如往复式飞机发动机。

Castironbearingsarelowincostandaresometimesmadeintegrallywithaframeorstructure.Theyoperatewellwithhardenedsteeljournals;however,theyhavelowembeddabilityandpoorheatconductivity.

铸铁轴承成本低，有时用整体框架或结构。

它们因具有淬硬钢的轴颈而运作良好;然而，它们可嵌入性低、导热性差。

Rubberbearingsareusedforunderwaterapplications,suchashydraulicturbines,pumps,andpropellershafts.Thewaterservesasbothlubricantandcoolant.Shaftmustofcoursebemadefromnon-corrodingmaterialssuchasmonel,stainlesssteelorbronze.

橡胶轴承用于水下应用，如液压涡轮机，泵，和螺旋桨轴。

水充当润滑剂和冷却剂。

当然轴必须由非腐蚀材料制成，如蒙乃尔合金，不锈钢或青铜。

Phenoliccompoundsareoftenusedforstructureswithintegralbearings,suchasdocks,instruments,andswitchgear,orforbearingsusedinlocationssimilartothoseinwhichrubberbearingsareused.Thematerialhaslowheatconductivity,andsomeswellingandwarpingmayoccurinlargersizes,requiringgreaterthanaverageclearancevalues.

酚类化合物通常用于整体结构轴承，如码头，仪器，和开关装置，或用于那些使用橡胶轴承的结构和位置。

该材料具有低的导热性，一些胀大和变形可能会发生在较大尺寸的地方，需要大于平均间隙值。

Sinteredbearingsaremadebycompressingmainlymetallicpowdermixturesinadieandsubsequentlysinteringthecompactsinanoven.Thepowdersusedaremostlycopperandtinmixtures,sometimesiron,withthepossibleadmixtureofotherpowderedmaterialsimpartingsomedesirableproperty.Asmallamountofgraphiteissometimesaddedtothepowdermixtureforbearingsusedinoscillatingandreciprocatingmotionapplicationstoprovideacertainamountoflubricity.Suchbearingsaremoreorlessporous,dependinguponthepressureunderwhichtheyweremanufactured,andmaybechargedwithoil.Theythusbecomeself-lubricatingandsuitableforplaceswhereregularmaintenanceisdifficultorimpossible.Theyareoftenusedinsmallappliancesandfractionalhp-motors.

烧结轴承通过在模具内压缩主要金属粉末的混合物，并随后烧结在烘箱压块制成。

所用的粉末是主要的铜和锡的混合物，有时是铁，与其它某些期望属性粉末材料混合。

有时加入少量石墨到粉末混合物中，给应用于摆动和往复运动的轴承提供一定量的润滑。

这种轴承都是或多或少多孔的，这取决于下它们被制造的压力，并且可以被装入油。

因此它们成为自润滑部分，它的常规维护很困难甚至不可能。

它们经常用于小型电器和分数马力电机。

RecentDevelopmentsinBearingTechnology

轴承技术的最新发展

ElectromagneticBearings

电磁轴承

Inthesebearings,thejournalfloatsonarepulsingmagneticfieldandiskeptinacentralpositionbetweenthemagnetsbycorrectivesignalsfromsensorsbetweenthemagnetpoles.Anapplicationofthesebearingsusuallycomprisestworadialandoneaxial（thrust）bearing.Sincethereisnophysicalcontactbetweenjournalandmagnetsduringrotation,thereisnowear.Otheradvantagesare:

在这些轴承中，该轴颈漂浮在一个排斥磁场上，并通过来自磁铁两极传感器的纠正信号保持在磁体的中央位置。

这些轴承的应用通常包括两个径向和一个轴向（推力）轴承。

由于在旋转期间轴颈和磁体之间没有物理接触，所以没有磨损。

其他的优点是：

1Absenceofnoise

没有噪音

2Nosealsorlubricantsrequired

无需密封或润滑剂

3Insensitivitytoambienttemperatures（operatingrangeis-150to450F）

不敏感的环境温度（工作范围为-150至450°F）

4Operationpossibleinavacuumorincorrosiveatmospheres

在真空或在腐蚀性环境中操作成为可能

5Smalllosses（fromhysteresisandeddycurrents），hencesmalltemperaturerise

损失小（磁滞和涡流），因此，升温小

6Highpotentialcircumferentialvelocities（upto600fms）

高电位圆周速度（高达600FMS）

Magneticbearingswereoriginallydevelopedforlightloadsinearth-orbitingsatellitesbutarebeginningtobeusedinindustrialequipment.Journalmaterialsarelimitedtoferromagnetictypes.

最初开发的磁性轴承用于轻负载地球轨道卫星，但也开始在工业设备中使用。

轴颈材料限于铁磁类型。

FoilBearings

箔片轴承

Foilbearingsareatypeofgasbearingwithimprovedproperties.Theyweredevelopedtoovercomeoperationinstabilitiesinherentwithgasbearings（half-andfull-frequencywhirl）andseizingathightemperatures,atwhichtheclearancemaybecomezero.Half-andfull-frequencywhirlareunstableconditionsofjournalvibrationwithafrequencyequaltotherpmorhalftherpm.Thephenomenonoccursmainlyinlightlyloadedbearings.

箔片轴承是提高性能的一种气体轴承。

它们被开发以克服在高温下间隙可以变为零时出现的气体轴承（半桥和全频涡动）操作不稳定或卡住。

半频和全涡动频率是频率等于所述rpm或半rpm的轴颈振动不稳定条件。

这种现象主要发生在轻载轴承。

Foilbearingsalsohaveimprovedloadcapacities.Inthe1-2in.diameterrange,bearingpressuresmaybeashighas30psi.

箔片轴承还具有良好的承载能力。

在1-2英寸的直径范围，轴承压力可以高达30磅。

Inthesebearings,thin,flexiblesurfacesmadefrommetalfoils,whichmaybeasthinas0.001in.,replacetherigidsurfaceofconventionalgasbearings.Theflexiblefoiladaptsitselftochangingloadconditionsandmaintainsaconstantgasfilmthickness,thusdampingoutloadvariationsandreducingthetendencytowhirl.Foilbearingsarealsolesssensitivetominormisalignmentandjournalirregularities,andunlikeplaingasbearings,permitthepassageofdustordirtparticles.Also,duringstartsandstops,theloadisdistributedoveralargerareathaninplaingasbearings,wherethereisessentiallylinecontactbetweenjournalandbearingsurfaces.Wearisthusreduced.

在这些轴承中，薄的，柔性的表面由薄于0.001的金属箔制成，取代的常规气体轴承的刚性表面。

柔性箔调整自身适应变化的负载条件和保持恒定的气体膜的厚度，从而阻尼出负荷的变化和减少旋转的倾向。

箔轴承对轻微错位和轴颈不规则规较不敏感，而不像普通的气体轴承，可以使灰尘或污物颗粒通过。

此外，在启动和停止时，负载被分布的区域比普通气体轴承更大，轴颈与轴承面之间基本上是线接触。

从而减少磨损。

Therearetwobasictypesoffoilbearings,tension-dominatedandbendingdominated.Sincemetal-to-metalcontactexistsduringstart-upandstopping,foilsorjournalsmusthavespecialcoatingstoreducefrictionandwear.Foilbearingsareoftenusedinhigh-temperatureapplications,suchasgasturbines（-65to1200F）,sothatthatmaterialsselectedforthistypemustbeabletowithstandtheseconditions.

有两种基本类型的箔轴承，张力为主和弯曲为主。

由于在启动时和停止存在金属对金属的接触，箔片或轴颈必须有特殊的涂层，以减少摩擦和磨损。

箔轴承通常用于高温应用，例如燃气轮机（-65到1200F）中，因此，选择的这种类型的材料必须能满足这些条件。

Bearingswithrollingcontact

滚动轴承

Inbearingswithrollingcontact,theshaftaredirectlyorindirectlysupportedbyrollingelements,suchasballs,cylindricalorconicalrollers,orneedles（i.e.,cylindricalrollerswithahighL/Dration）.Theoccasionallyencounteredname'anti-frictionbearings'suggeststhatthistypehaslittleornofriction.Thisiserroneous,sincethefrictionismerelyofanothernaturethaninjournalbearings.Inbearingswithrollingcontact,frictionlossesarecausedbytheelasticdeformationofthesurfacesinrollingcontact,slidingfrictionofrollingelementswithcages,retainingringsandseals,orwithoneanother,andalsobysomeshearoflubricant.

在轴承滚动中，轴直接或间接地通过滚动元件，诸如滚珠，圆柱或圆锥滚子，或针（即，圆柱滚子具有高的L/D比）的支持。

偶尔遇到'防摩擦轴承'，就认为这种类型具有很少或没有摩擦。

这是错误的，因为这仅仅是另一种性质相对于轴颈轴承的摩擦。

在轴承的滚动接触，导致摩擦损耗的因素有：

滚动接触表面的弹性变形，滚动元件和保持架间、保持环和密封件、或者与另一个的滑动，或者润滑剂的一些剪切摩擦。

Thefollowingtypesofbearingswithrollingcontactareinuse:

以下类型的滚动接触轴承正在使用中:

1Ballbearingshaverollingelementsintheformofballs,whichinallbutthemostinexpensivetypesareheldincages,separators,orretainers,andinnerandoutergroovedraces.

球轴承的球沟槽里有滚动体，这在所有但最便宜的类型隔离