滑動軸承選型資料

1、第十一章 滑動軸承,11.1滑動軸承的分類及特點(diǎn),軸頸 軸瓦 軸承座,滑動軸承的基本結(jié)構(gòu),11.1.1滑動軸承的分類,按滑動軸承工作時軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的摩擦狀態(tài)，滑動軸承可分為:,液體摩擦軸承,非液體摩擦軸承,液體動壓潤滑軸承,液體靜壓潤滑軸承,按滑動軸承承受載荷的方向可分為:,徑向滑動軸承,推力滑動軸承,11.1.2滑動軸承的特點(diǎn)和應(yīng)用,特點(diǎn) （與滾動軸承相比較）： （1）在高速重載下能正常工作，壽命長； （2）精度高，液體摩擦軸承磨損小（如葛洲壩電 站推力軸承拆卸后發(fā)現(xiàn)表面刀痕還在）； （3）滑動軸承可做成剖分式的，能滿足特殊 結(jié)構(gòu)的需要；,（4）液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，

2、 可以吸收振動，緩和沖擊； （5）滑動軸承的徑向尺寸比滾動軸承的小（摩擦發(fā) 生在軸瓦和軸頸表面之間，而滾動軸承的摩擦 發(fā)生在套圈和滾動體之間）； （6）但起動過程不易形成油膜，摩擦阻力較大。 （7）非液體摩擦滑動軸承：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但摩擦損耗較大。 適宜使用在剖分結(jié)構(gòu)（如發(fā)動機(jī)連桿與曲軸之間）、高速重載或低速、高旋轉(zhuǎn)精度等場所,11.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式,11.2.1徑向滑動軸承,1.整體式徑向滑動軸承,軸頸+軸瓦+軸承座 結(jié)構(gòu)簡單；但磨損后的間隙無法調(diào)整;軸頸只能從軸承端部安裝和拆卸,2.剖分式徑向滑動軸承（剖分位置十分重要）,剖分式徑向滑動軸承裝拆方便,還可以通過增減剖分面上的調(diào)整

3、墊片的厚度來調(diào)整間隙。,垂直載荷用,傾斜載荷用,3.可調(diào)間隙軸承,4自動調(diào)心軸承,5 多油楔滑動軸承,當(dāng)軸承具有一個壓力區(qū)時稱單油楔軸承,橢圓軸承,擺動瓦多油楔軸承,三油楔軸承,11.2.2 推力滑動軸承 非液體摩擦推力軸承 由軸承座和推力軸頸、推力軸瓦組成,d0=(0.40.6)d,d=d1+2S S=(0.10.3)d1 d0=1.1d1 S1=(23)S,液體摩擦推力軸承根據(jù)瓦塊固定與否，分為固定瓦和擺動瓦推力軸承,11.3 軸瓦的材料和結(jié)構(gòu),滑動軸承材料指的是軸瓦材料 滑動軸承的失效形式主要是軸瓦的膠合和磨損,11.3.1對軸瓦材料的要求,（1）有足夠的疲勞強(qiáng)度，保證足夠的疲勞壽命；

4、（2）有足夠的抗壓強(qiáng)度，防止產(chǎn)生塑性變形； （3）有良好的減摩性和耐磨性，以提高效率、減小磨損； （4）具有較好的抗膠合性，防止粘著磨損； （5）對潤滑油要有較好的吸附能力，易形成邊界膜； （6）有較好的適應(yīng)性和嵌藏性，容納固體顆粒、避免劃傷； （7）良好的導(dǎo)熱性，散熱好、防止燒瓦； （8）經(jīng)濟(jì)性、加工工藝性好。,11.3.2常用的軸瓦材料及其性質(zhì),軸瓦材料可分為三類：金屬材料、粉末冶金材料和非金屬材料,一.金屬材料包括軸承合金、青銅、黃銅、鋁合金和鑄鐵,（1）軸承合金：,軸承合金又稱白金或巴氏合金,錫基軸承合金，如ZSnSb11Cu6，ZSnSb8Cu4，,鉛基軸承合金，如ZPbSb16Sn

5、16Cu2,ZPbSb15Sn5Cu3Cd2，,這兩種軸承合金都有較好的跑合性、耐磨性和抗膠合性,但軸承合金強(qiáng)度不高，價格很貴。,在鋼或銅制成的軸瓦內(nèi)表面上澆注一層軸承合金，這層軸承合金稱軸承襯，鋼或銅制成的軸瓦基體稱瓦背。,（2）青銅,抗膠合能力僅次于軸承合金，強(qiáng)度較高,鑄錫磷青銅：減摩、抗磨好，強(qiáng)度高，用于重載。,鉛青銅：抗疲勞、導(dǎo)熱、高溫時鉛起潤滑作用。,鋁青銅：抗沖擊強(qiáng)、抗膠合差。,（3）黃銅：滑動速度不高，綜合性能不如軸承合金和青銅。,（4）鋁合金：強(qiáng)度高、導(dǎo)熱好、價格便宜，抗膠合差、耐磨差。,（5）鑄鐵：價格便宜，用于低速、輕載、不重要的軸承。,二、粉末冶金材料：含油軸承，由鐵-石

6、墨或青銅-石墨粉末壓制并燒結(jié)而成,三、非金屬材料，如軸承塑料：摩擦因數(shù)小，耐沖擊，導(dǎo)熱性差。,11.3.3軸瓦結(jié)構(gòu),單金屬軸瓦：結(jié)構(gòu)簡單，成本低,雙金屬軸瓦：節(jié)省貴重金屬,雙金屬軸瓦的瓦背和軸承襯的連接形式（見下表）,2.軸瓦結(jié)構(gòu)形式 整體式軸瓦,軸瓦和軸承座一般采用過盈配合,2.便于潤滑的結(jié)構(gòu)措施 為了向摩擦表面間加注潤滑劑,在軸瓦上方開設(shè)注油孔，在軸瓦表內(nèi)面開設(shè)油溝或油寶,剖分式軸瓦,為了向摩擦表面輸送和分布潤滑劑，在軸瓦內(nèi)面開有油溝,整體式,剖分式,軸瓦上的油溝,油溝位置對承載能力的影響,液體摩擦軸承的油溝應(yīng)開在非承載區(qū)，周向油溝應(yīng)靠近軸承的兩端。,油室：對某些載荷較大的軸承,在軸瓦內(nèi)開

7、有油室,缺圖,軸瓦的應(yīng)用,彈塑瓦滑動軸承應(yīng)用,彈塑瓦推力軸承,彈塑瓦滑動軸承應(yīng)用,彈塑瓦導(dǎo)軸承,彈塑瓦滑動軸承應(yīng)用,彈塑瓦徑向軸承,11.4 非液體摩擦軸承的計算,潤滑狀態(tài)：混合摩擦； 主要失效形式：膠合和磨損； 軸承設(shè)計計算準(zhǔn)則：保持邊界膜不被破壞。 軸承設(shè)計計算的條件式：,對于跨度較大的軸，由于軸的變形會造成邊緣接觸，局部壓強(qiáng)很大，局部 值很大，邊界模會遭破壞，故應(yīng)限制,11.4.1非液體摩擦徑向滑動軸承的計算,1. 驗(yàn)算壓強(qiáng) p,壓強(qiáng) p過大可能使軸瓦產(chǎn)生塑性變形破壞邊界膜,應(yīng)保證壓強(qiáng)不超過允許值p,即,2.驗(yàn)算 值,值大表明摩擦功大,溫升大,邊界膜易破壞,其限制條件為:,3.驗(yàn)算速度,

8、11.4.2 非液體摩擦推力滑動軸承的計算,1.驗(yàn)算壓強(qiáng) p,2.驗(yàn)算 pvm值,11.4.3 非液體摩擦徑向滑動軸承的配合,11.5 液體動壓潤滑形成原理及基本方程,液體摩擦軸承分為:,流體動壓軸承,流體靜壓軸承,徑向軸承,推力軸承,軸頸和軸承兩相對運(yùn)動表面間完全被一層油膜所分開,彈性流體動壓軸承,11.5.1流體動壓潤滑形成原理,1.基本假設(shè),(1)兩板間流體作層流運(yùn)動；,(2)兩板間流體是牛頓流體，其粘度只隨溫度的變化而改變,忽略壓力對粘度的影響，而且流體是不可壓縮的；,(3)與兩板M、N相接觸的流體層與板間無滑動出現(xiàn)；,（4）流體的重力和流動過程中產(chǎn)生的慣性力可以略去；,（5）由于間隙

9、很小，壓力p沿y方向大小不變；,（6）平板沿Z方向無限長，所以流體沿Z方向無流動。,2.流體動壓力的形成及承載原理,從層流運(yùn)動的油膜中取一微單元體進(jìn)行分析,可得,此式說明壓力沿x方向的變化率與速度梯度沿y方向的變化率成正比。,將,代入,得,流體動壓力的形成和壓力油膜承載原理,靠運(yùn)動表面帶動粘性流體以足夠的速度流經(jīng)收斂形間隙時,流體內(nèi)所產(chǎn)生壓力叫流體動壓力,間隙內(nèi)具有動壓力的油層稱為流體動壓油膜,3.形成流體動壓的條件,形成流體動壓的必要條件:,(1)流體必須流經(jīng)收斂間隙,而且間隙傾角越大則產(chǎn)生的油膜壓力越大；,(2)流體必須有足夠的速度；,(3)流體必須是粘性流體。,11.5.2 流體動壓基本

10、方程,變形并積分,將,得,11.6 液體動壓徑向滑動軸承的計算,11.6.1徑向滑動軸承的工作過程,11.6.2 徑向滑動軸承的幾何參數(shù)及其基本方程的形式,徑向滑動軸承的幾何參數(shù)如下,h=C+ecos,hmin=C-e=C(1- ),h0=C+ecos0,此式即為動壓徑向滑動軸承的基本方程， 也就是壓力沿圓周方向的變化率。,（11.8）,h=C+ecos,h0=C+ecos0,壓力沿圓周方向曲線方程,微小面積上油膜力的垂直分量,單位長度上油膜力的垂直分量之和,11.6.3徑向滑動軸承的承載量系數(shù)和最小油膜厚度計算,油膜壓力分布,微小面積,影響最小油膜厚度的因素很多，可以用一個表示這些因素綜合影

11、響的無量綱數(shù)承載量系數(shù)CF來反映,沿垂直方向的總油膜力,（11-10）,（11-11）,軸承穩(wěn)定工作時,外載荷,與沿垂直方向的總油膜力P相平衡,即,則得：,故,最小油膜厚度必須滿足:,設(shè)計時,根據(jù)長徑比L/d用式(11-11)計算 ,然后由滑動軸承 圖查得再由下式計算得 。,11.6.4滑動軸承的熱平衡計算,在熱平衡狀態(tài)，對于非壓力供油的徑向滑動軸承有,式中：,軸承的摩擦特性數(shù),軸承的流量系數(shù),Cf、CQ是無量綱參數(shù)，是相對偏心距和長徑比L/d的函數(shù),一般取 tm=50 t0=(6070) ti=(3040),11.6.5 耗油量和摩擦功率,（1）耗油量,（2）摩擦功率,11.6.6 滑動軸承

12、主要參數(shù)和選擇,在液體摩擦滑動軸承設(shè)計中已知條件通常是：,作用在軸頸上的徑向載荷 ，軸頸直徑 和軸的轉(zhuǎn)數(shù) ，以及軸承的工作條件等。,軸承的設(shè)計計算就是選擇合適的參數(shù)，使軸承的最小油膜厚度（ ）滿足式（11-12），使溫升（ ）在規(guī)定的范圍,1.軸承長徑比L/d的選擇,2.相對間隙=C/r和軸承配合的選擇,選擇的經(jīng)驗(yàn)公式為,按最大間隙計算最小油膜厚度 按最小間隙進(jìn)行熱平衡計算,L/d大時：軸瓦壓強(qiáng)變小、最小油膜厚度增加、承載能力變大 油流量變小、溫升高，邊緣易接觸。,對最小油膜厚度、摩擦功、流量、平均溫度均有影響。,3.潤滑油的選擇及粘度的確定,4.最小油膜厚度許用值的確定,粘度高：油膜厚度大、

13、承載能力大，易發(fā)熱。,載荷大：選高粘度油,由表面不平度來確定 hmin=K(1+2),速度高：選低粘度油,11.6.7 滑動軸承摩擦特性曲線,潤滑油的內(nèi)摩擦力與軸承的摩擦特性系數(shù) 有關(guān)。,1、液體摩擦狀態(tài) 速度與載荷的變化引起粘度與摩擦系數(shù)的變化，使軸承處于某一平衡狀態(tài),2、混合摩擦狀態(tài) 當(dāng)載荷增大時，進(jìn)入部分膜狀態(tài),3、邊界摩擦狀態(tài) 當(dāng)速度變小時，邊界膜潤滑,11.7 其它形式滑動軸承簡介 11.7.1 自潤滑軸承 在無潤滑劑潤滑的條件下，靠軸承材料本身的自潤滑性潤滑的軸承。 常用軸瓦材料：工程塑料、碳石墨、石墨。,11.7.3 氣體潤滑軸承 潤滑劑是氣體，適用于高速、高溫、低溫，摩擦小及有放射線的場合,圖11.29,圖11.30,11.8 潤滑劑與潤滑裝置,11.8.1 滑動軸承用潤滑劑的選擇,1.液體摩擦軸承用潤滑油的選擇,(1)重載有沖擊時的選擇較高的粘度;,(2)高速、輕載時選擇較低的粘度,2.非液體摩擦軸承用潤滑劑的選擇,非液體摩擦軸承有的用潤滑油,有的用潤滑脂。這要用系數(shù)K來估計,當(dāng)