无油衬套在使用中不可承受力矩载荷。施加在无油衬套上的唯一载荷是相对于轴承表面的平行力。当向无油衬套施加力矩载荷时,无油衬套与轴接触的端部承受了过大的力。由于该部分变为接触状态并且接触面积变得极小,力矩载荷增加,产生的应力超过允许值,发生擦伤现象,并引发烧结粘着。这一系列机制虽然可以定性解释故障的发生,但很难定量地展示出来。
图1是无油衬套承受力矩时的示意图。
图1.无油衬套与力矩的力学
预先在一根导轨上安装一个无油衬套,在重心位置施加力(F1)。
由于力作用于重心,因此不会产生力矩,但由于轴受到无油衬套的约束,力矩如图1所示作用于轴承中心。由于该平行力(F1),在包含无油衬套固定座的棒材上,会有平行力(F1)和力矩(F1×L1)作用于重心位置。导致出现问题的原因在于,当无油衬套因该力矩而旋转时,无油衬套两端会产生如图所示的力(F2)。其结果就是,因这一现象而引起的力矩平衡方程式变为如下所示。
F1×L1=F2×L2 F2=F1×L1÷L2
受到因该力矩而产生的力(F2)的作用,无油衬套与轴接触的部分变为无油衬套的两端。
此外,由于接触面积极小,所以还会存在接触问题。如果在这里施加力F2,接触面为S,则应力如下所示。
σ=F2/s
由于S很小,所以应力变为很大的值。其结果就是这一应力值超过允许值,从而引起粘着现象,进而导致损坏。因此,在使用无油衬套时,必须使用图2所示,不产生力矩的结构。
图2.无油衬套与平行力的力学
在图2的结构中,在重心位置两侧设置了采用无油衬套的导轨,棒材中不会产生力矩,因此不会产生图1中所示的F2。
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Ø 无油衬套、垫圈
Ø 无油线性滑板
Ø 旋转轴/驱动轴
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