MC尼龙轴套的设计
MC尼龙型材，是构成四大类基础机械元件----轴套、齿轮、滑轮、滚子等的理想材料。由于其性能比一般尼龙优越，使之得到越来越广泛的应用，几乎遍布所有工业领域。
现就MC尼龙轴套和齿轮的设计作以简单介绍，详细参数以及其他元件设计问题，请与广州金炜通工程塑料部联系。 |
铸型尼龙轴套的许用工作情况是由很多因素决定的，例如不同配方和成型工艺所制得的材料物理机械性能，轴套的设计、装配方法，负载特点，运转速度，润滑情况，轴套的工作环境（温度、湿度、杂质的影响），工作时的摩擦条件，对磨材料的性能等。因此，在设计轴套时，应综合考虑各个方面的因素。
1. 轴套的设计和PV值的计算
轴套的设计，最重要的是在保证轴套材料充分发挥其性能的前提下，掌握工作条件极限。一般情况下，我们用产生发热的因素--单位面积的负载P和表面线速度V的乘积PV值来决定使用的极限。PV值过大，易导致轴套温升。在低速重载时，采用尼龙轴套优点突出。
PV值的计算公式如下：
V=лdn/60
(1)
式中： V--表面线速度，单位：m/s
d--轴套内径，单位：m
n--轴套转速，单位：r/min
P=W/(dl) (2)
式中： P--单位面积负载，即加于轴套上的总负载和轴套投影面积之比，单位：Pa
W--轴套所受的总负载，单位：N
d--轴套内径，单位：m
l--轴套长度，单位：m
2. PV值的使用
2.1 PV极限值PVa
在环境温度为24℃和特定的润滑状态下，连续运转时的PV值就称为PV极限值，用PVa来表示。在非24℃和非连续运转状态下，要以PVa值为基本值，用温度校正系数和运转时间校正系数来加以修正。表1为几种工程塑料的PVa值。
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| 表1.几种工程塑料的PVa值（单位：MPa.m/s） |
| 材料种类 |
无油润滑 |
周期性润滑 |
| M C尼龙 |
0.11 |
0.57 |
| 尼龙66 |
0.095 |
0.40 |
| 聚四氟乙烯 |
0.035 |
0.045 |
| 聚缩醛 |
0.092 |
0.36
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注：连续给油时，润滑油的品种和用量稍有变化，PV值便有大的变化。
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 2.2环境温度校正系数T
环境温度不包括由于运转而产生的摩擦热使轴套温度的升高。环境温度高，由于轴套受热而发软，承载能力下降。图1为环境温度和温度校正系数T之间的关系。
2.3运转时间校正系数C
轴套只做间歇式工作，在停止工作这段时间内并不产生磨擦热，但散热仍在进行。此时，轴套的温升就逐渐下降。如果工作时间短于停止时间，则蓄热少，温升低，许用PV值就高些。假如一次运转时间超过10分钟，则应视为连续工作状态。表2
是间歇式工作状态下运转时间和时间校正系数C之间的关系。图中，曲线1X、2X、3X……表示停止时间对运转时间的倍数。
2.4最大许用PV值
PV=PVa.T.C (3)
式中： PVa--由表1查得，MPa.m/s
T--温度校正系数，由表1查得
C--时间校正系数，由表2查得
当环境温度为24℃（通常称为室温）的情况下，T值取1.0;当连续运转时，C值取1.0。此时，采用表1中的值即可视为最大许用PV值。如果连续运转，PV值<0.1时，可采用无油润滑，但最好在装配时涂上干黄油。如果PV值>=O.1,则必须给于周期性润滑。在有黄干油润滑的情况下，PV值的上限可达到1.0。为保证使用中不出现问题并有效的工作，应控制最大许用PV值在0.22-0.24之间；在有循环油或者轴套在油中使用时，最大许用PV值可提高到2.5甚至2.5以上，因为这种情况散热情况良好。
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表2几种材料的负载P、滑动磨擦线速度V、PV值和摩擦系数
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材 料
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许用应力PMPa
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许用线速度V m/s
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PVa值MPa.m/s
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磨擦系数
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钢轴磨损量（未淬火，有润滑）mg/(cm2.km)
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无润滑
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润滑
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轴承合金
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20
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50
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10
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0.280
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0.005
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0/005
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青 铜
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10
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3
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15
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0.120
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0.010
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0.03
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铸型尼龙
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10
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3
|
10
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0.156
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0.0185
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未发现
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铸型尼龙 +5%石墨
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10
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4
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12
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0.080
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0.015
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未发现
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铸型尼龙 +30%石墨
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8
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10
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15
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0.025
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0.008
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未发现
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夹木胶木
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6
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3.5
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8
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0.160
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0.020
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未发现
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| 在实际使用尼龙轴套的过程中，有时会呈现材料的蠕变现象，或称为"冷流"。负载超过了PV极限值时产生这种现象的原因之一。 |
3.轴套的配合间隙
3.1轴套的过盈量
轴套的过盈量在实践中可按下经验公式求得：
h=0.002D
(4)
h--轴套的过盈量，mm
D--轴套外径，mm
轴套外径大，壁厚相应加大，压配合张紧力也大，过盈量可取小些；反之，则取大些。长径比大的轴套，过盈量取小些，反之取大些。
铸型尼龙材料的热膨胀系数约比钢材大10倍左右，所以轴套在运行时由于摩擦热所造成的膨胀变形使内径缩小，影响摩擦面的配合间隙。
3.2轴套的间隙
A=A1+A2+A3+A4
（5）
A--轴套间隙，mm
A1----基本间隙，mm,其值由图3查出
A2----有轴套壁厚变化引起的间隙，mm，
A2=K.t K:温升引起轴套壁厚变化校正系数，有图4查出
T：轴套壁厚，mm
A3----压配合过盈量引起的间隙变化，mm，如图5所示
A4----因吸湿引起轴套壁厚的变化，即当在相对湿度为100%或在水中使用时，用它来修正因吸湿而减少的间隙，A4=0.055t
或者使用简易公式：A=（0.005--0.006）d0 (6)
d0为装配后轴套的内径，mm
3.3轴套的壁厚
由于铸型尼龙的导热系数比金属小的多，所以做轴套时，壁厚应尽量薄一些。如果使用滑动磨擦速度较低，负载不是很大，但运转时受很大的冲击，此时应采用厚壁轴套。如果轴套壁薄，刚度不足，可与金属外套复合使用。轴套的壁厚选择，可与广州金炜通工程塑料部联系。
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