工作裝置的可靠性對液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能影響很大，工作裝置在工作時(shí)的工況為低速重載，這就對軸和軸承的工作性能提出了非常高的要求，而在挖掘機(jī)設(shè)計(jì)中，工作裝置的重量在能滿足設(shè)計(jì)性能參數(shù)的前提下應(yīng)盡可能的小，所以合理設(shè)計(jì)軸和軸承對挖掘機(jī)整機(jī)性能至關(guān)重要。下面就分別討論軸、軸承、軸和軸承公差配合的設(shè)計(jì)。

　　一、軸承的設(shè)計(jì)：

　　工作裝置軸承的種類繁多，按其材料可分為銅軸承、鋼軸承、復(fù)合軸承等；按其潤滑方式可分為干摩擦軸承、含油軸承、不完全油膜軸承、流體膜軸承等：我廠現(xiàn)使用軸承的潤滑方式為不完全油膜潤滑，先后使用過銅、鋼、銅基鋼背自潤滑等多種軸承。銅軸承韌性良好，耐磨性一般，對軸有較好的保護(hù)作用，但抗變形能力較差，長時(shí)間使用后易變形，造成軸承內(nèi)徑擴(kuò)大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件晃動(dòng)；鋼軸承強(qiáng)度高，耐磨性好，抗變形能力強(qiáng)，但表面熱處理的工藝要求高；銅基鋼背自潤滑軸承兼有鋼軸承和銅軸承的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)油槽潤滑和自潤滑相結(jié)合，能有效避免軸承的燒焦，但其工藝復(fù)雜，成本較高。

　　軸承的設(shè)計(jì)首要考慮的是軸承的使用壽命，其壽命除燒焦外由軸承內(nèi)徑的磨損量來決定。磨損量主要受摩擦條件的影響，而摩擦又受承載、速度、雜質(zhì)、表面粗糙度、工作溫度、不同運(yùn)行方式、所使用潤滑劑等條件影響，因此，磨損量只能是一個(gè)理論估計(jì)值，軸套的壽命取決于各種復(fù)雜的條件。若因供油不良，雜質(zhì)滲入而使磨損急劇變化，就很難預(yù)測磨損情況。在正常情況下，銅軸承(ZcuAll0Fe3Mn2)磨損量可由下式近似得出：

　　W＝K×P×V×T 

　　W：磨損量(mm)

　　K：摩擦系數(shù)【mm／(N／mm2·m／min·hr)】

　　P：承載能力(N／mm2)

　　V：線速度(m／min)

　　T：磨損時(shí)間(hr)

　　式中K＝Ci×k，k為理想狀態(tài)下的摩擦系數(shù)，K＝(1~5)×10-8【mm／(N／mm2·m／min·hr)】

　　1、Ci＝C0×Cl×C2×C3 

　　2、承載壓力P 

　　通常所謂承載壓力是指軸承承受載荷時(shí)，軸承支撐的最大載荷除以受壓面積，所謂受壓面積，當(dāng)軸承為圓筒形時(shí)，取與軸承接觸部分的載荷方向的投影面積。

　　3、速度V 

　　軸承的發(fā)熱量，主要由軸承的摩擦作用引起的，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得，對摩擦面溫度的上升，滑動(dòng)速度V的影響遠(yuǎn)大于承載壓力P的影響。

　　由此可見，軸承的壽命主要由P×V的值決定。同時(shí)PV值決定著軸承的發(fā)熱量。當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承溫度受摩擦產(chǎn)生的熱量及熱量散發(fā)情況影響，通常會(huì)在一定溫度上穩(wěn)定下來，若運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)進(jìn)行中有雜質(zhì)侵入，潤滑油的性能就會(huì)降低，同時(shí)由于摩擦粉末的影響，材料的疲勞，此時(shí)摩擦面的形變即發(fā)生變化，摩擦系數(shù)提高，軸承的溫度上升，致使摩擦面損傷，導(dǎo)致燒焦，基于此種情況，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)溫度越低，亦即使用低的PV值時(shí)，軸承的負(fù)荷性較好，壽命延長，所以在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使用較低的PV值。