機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)滑動(dòng)軸承PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)滑動(dòng)軸承 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1）支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；）支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度； 2）減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損）減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損 分類：分類： 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 軸承的功用：軸承的功用： 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電 機(jī)、水泥攪拌機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械常采用機(jī)、水泥攪拌機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械常采用 滑動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承。 優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣 用于高速、高精度、重載、結(jié)用于高速、高精度、重

2、載、結(jié) 構(gòu)上要求剖分等場(chǎng)合。構(gòu)上要求剖分等場(chǎng)合。 第1頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 1. 干摩擦干摩擦 固體表面直接接觸，因而固體表面直接接觸，因而 不用許出現(xiàn)干摩擦！不用許出現(xiàn)干摩擦！ 2. 邊界摩擦邊界摩擦 15-1 摩擦狀態(tài)摩擦狀態(tài) 功耗功耗 磨損磨損 溫度溫度 燒毀軸瓦燒毀軸瓦 運(yùn)動(dòng)副表面有一層厚度運(yùn)動(dòng)副表面有一層厚度1 m的薄油的薄油 膜，不足以將兩金屬表面分開(kāi)，其表膜，不足以將兩金屬表面分開(kāi)，其表 面微觀高峰部分仍將相互搓削。面微觀高峰部分仍將相互搓削。 比干摩擦的磨損輕比干摩擦的磨損輕，f 0.1 0.3v 有一層壓力油

3、膜將兩金屬表面隔開(kāi)，有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開(kāi)， 彼此不直接接觸。彼此不直接接觸。 3. 液體摩擦液體摩擦 摩擦和磨損極輕摩擦和磨損極輕，f 0.001 0.01 v vv 第2頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 f n/p o 在一般機(jī)器中，處于以上三種情況的混合狀態(tài)。在一般機(jī)器中，處于以上三種情況的混合狀態(tài)。 邊界摩擦邊界摩擦 混合摩擦混合摩擦 液體摩擦液體摩擦 摩擦特性曲線摩擦特性曲線 稱無(wú)量綱參數(shù)稱無(wú)量綱參數(shù)n/p為軸承為軸承特性數(shù)。特性數(shù)。 -動(dòng)力粘度，p-壓強(qiáng) ，n-每秒轉(zhuǎn)數(shù) 第3頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一、一、 向心滑動(dòng)軸承向心滑動(dòng)軸承 組

4、成：組成：軸承座、軸套或軸瓦、聯(lián)接螺栓等。軸承座、軸套或軸瓦、聯(lián)接螺栓等。 15-2 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式 整體式向心滑動(dòng)軸承整體式向心滑動(dòng)軸承 剖分式向心滑動(dòng)軸承剖分式向心滑動(dòng)軸承 榫口榫口 螺紋孔螺紋孔 軸承座軸承座 軸承軸承 軸承座軸承座 軸承蓋軸承蓋 聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓 剖分軸瓦剖分軸瓦 第4頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 薄壁軸瓦薄壁軸瓦 軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開(kāi)有進(jìn)油口和油溝，以利于潤(rùn)滑油均勻分布在整個(gè)軸徑上。軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開(kāi)有進(jìn)油口和油溝，以利于潤(rùn)滑油均勻分布在整個(gè)軸徑上。 進(jìn)油孔進(jìn)油孔 油溝油溝 F 厚壁軸瓦厚壁軸瓦 整體軸套整體軸套 卷制軸套卷制

5、軸套 第5頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。載荷傾斜時(shí)結(jié)構(gòu)如圖 大型液體滑動(dòng)軸承常設(shè)計(jì)成兩邊供油的形式，既有利大型液體滑動(dòng)軸承常設(shè)計(jì)成兩邊供油的形式，既有利 于形成動(dòng)壓油膜，又起冷卻作用。于形成動(dòng)壓油膜，又起冷卻作用。 45 油溝形式油溝形式 寬徑比寬徑比B/d-軸瓦寬度與軸徑直徑之比。軸瓦寬度與軸徑直徑之比。重要參數(shù) 液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承: B/d=0.51 非液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承非液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承: B/d=0.81.5 B d 第6頁(yè)/

6、共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 作用：作用：用來(lái)承受軸向載荷用來(lái)承受軸向載荷 二、二、 推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 在軸的端面、軸肩或安裝圓盤(pán)做成止推面在軸的端面、軸肩或安裝圓盤(pán)做成止推面 。在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數(shù)。在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數(shù) 量一般為量一般為612。 -傾角固定，頂部預(yù)留平臺(tái)傾角固定，頂部預(yù)留平臺(tái)， 類型類型 固定式固定式 可傾式可傾式 用來(lái)承受停 車后的載荷 。 -傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行 調(diào)整，性能好。調(diào)整，性能好。 F F 巴氏合金巴氏合金 繞此邊線自行傾斜繞此邊線

7、自行傾斜 設(shè)計(jì)：潘存云 F 第7頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 材料要求：材料要求： 15-3 軸瓦及軸承襯材料軸瓦及軸承襯材料 1）摩擦系數(shù)?。唬┠Σ料禂?shù)?。?2）導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)?。唬?dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小； 3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強(qiáng)；）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強(qiáng)； 4）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。 能同時(shí)滿足這些要求的材料是難找的，但應(yīng)根據(jù)具體情況主要的使用要求。 工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種 不同的金屬組合在一起，性能上取長(zhǎng)不同的金屬組合在一起，性能上取長(zhǎng) 補(bǔ)短。補(bǔ)短。 軸承襯軸承襯 一、軸承合金（白合

8、金、巴氏合金）一、軸承合金（白合金、巴氏合金） 1）錫銻軸承合金）錫銻軸承合金 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： f 小，抗膠合性能好、對(duì)油的吸附性強(qiáng)、耐小，抗膠合性能好、對(duì)油的吸附性強(qiáng)、耐 腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高 速、重載的軸承。速、重載的軸承。 第8頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2）青銅）青銅 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差；價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差； 只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上 。 工作溫度：工作溫度：t120 由于巴式合金熔點(diǎn)低 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：青銅強(qiáng)度高、承

9、載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性青銅強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性 都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)250 。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬 硬。硬。青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或 鑄鐵軸瓦上。鑄鐵軸瓦上。 鋁青銅鋁青銅 鉛青銅鉛青銅 錫青銅錫青銅 中速重載中速重載 中速中載中速中載 低速重載低速重載 第9頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3）具有特殊性能的軸承材料）具有特殊性能的軸承材料 含油軸承：含油軸承： 用粉末冶金法制作的軸

10、承，具有多孔組用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組 織，可存儲(chǔ)潤(rùn)滑油。可用于加油不方便的場(chǎng)合?？?，可存儲(chǔ)潤(rùn)滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱?chǎng)合。 橡膠軸承：橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平 穩(wěn)，可用水潤(rùn)滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆穩(wěn)，可用水潤(rùn)滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆 機(jī)等有泥沙的場(chǎng)合。機(jī)等有泥沙的場(chǎng)合。 塑料軸承：塑料軸承：具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、 耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液等潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液等潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn) 。 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸瓦溫度升高，由于油的膨 脹系數(shù)比金屬大， 油自

11、動(dòng)進(jìn)入摩擦 表面起到潤(rùn)滑作用。含油軸承加一 次油，可使用較長(zhǎng)時(shí)間。 鑄鐵：鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。用于不重要、低速輕載軸承。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此 缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用。缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用。 第10頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 表表15-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能 材料及其代號(hào)材料及其代號(hào) 鑄錫銻軸承合金鑄錫銻軸承合金 ZSnSb11Cu6 鑄鉛銻軸承合金鑄鉛銻軸承合金 ZPbSb16Sn16Cu2 鑄錫青銅鑄錫青銅 ZCuSn1

12、0P1 鑄錫青銅鑄錫青銅 ZCuSn5Pb5Zn5 鑄鋁青銅鑄鋁青銅 ZCuAl10Fe3 p Mpa pv Mpa.m/s 平穩(wěn)平穩(wěn) 沖擊沖擊 25 20 20 15 HBS 金屬型金屬型 砂型砂型最高工作 最高工作 溫度溫度 軸徑硬度軸徑硬度 150HBS150HBS 150HBS150HBS 45HBC45HBC 45HBC45HBC 45HBC45HBC 150150 150150 280280 280280 280280 2727 3030 90908080 65656060 110110 100100 1 1 5 5 1 1 5 5 8 8 1 1 5 5 1 1 0 0 1 1

13、5 5 1 1 5 5 1 1 2 2 第11頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 15-4 潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置 一、一、 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 作用：作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。 分類分類 液體液體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑-潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 半固體半固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑-潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂 固體固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 1. 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 在用的大部分潤(rùn)滑油為礦物油（石油） 粘度粘度-重要參數(shù)重要參數(shù) 在軸承中，潤(rùn)滑油最重要的物理參數(shù) 是粘度，它是選擇潤(rùn)滑油的主要依據(jù) 。粘度表征液體流動(dòng)的內(nèi)摩擦特性。 A、B兩板之間充滿了液體，B

14、板靜止，A板水 平移動(dòng)速度為v。由于液體與金屬表面的吸附 作用，A板表面的液體速度為v，而B(niǎo)板表面 的液體速度為0。兩板之間的速度呈線性分布 。 液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：液體層與層之間摩擦切應(yīng)力： = du dy - 牛頓液體流動(dòng)定律牛頓液體流動(dòng)定律 -液體的液體的動(dòng)力粘度，動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱粘度粘度量綱：量綱：力力時(shí)間時(shí)間/ /長(zhǎng)度長(zhǎng)度2 單位：?jiǎn)挝唬篘 s /m/m2 (Pa s s) 或泊：或泊：1P=1 dyn s /cm/cm2 運(yùn)動(dòng)粘度：運(yùn)動(dòng)粘度： = 單位：?jiǎn)挝唬?m m2 / / s 或斯或斯St：cmcm2 / /s 或厘斯或厘斯cSt：1St=100 cSt1St=100

15、 cSt 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果： o x y y dy du 分析位置y處薄層的受力 A B 我國(guó)石油產(chǎn)品是用運(yùn)動(dòng)粘度標(biāo)定的 第12頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 表表15-2 常用常用潤(rùn)滑油的主要性質(zhì)常用常用潤(rùn)滑油的主要性質(zhì) 名名 稱稱 全損耗全損耗 系統(tǒng)用油系統(tǒng)用油 GB443-89 汽輪機(jī)油汽輪機(jī)油 GB11120-89 代代 號(hào)號(hào) 40 的粘度的粘度 mm2/s L- -AN7 6.127.48 - -10 110 凝點(diǎn)凝點(diǎn) C 閃點(diǎn)閃點(diǎn)(開(kāi)式開(kāi)式) C 用于高速底負(fù)荷機(jī)械、用于高速底負(fù)荷機(jī)械、 精密機(jī)床、紡織紗錠的精密機(jī)床、紡織紗錠的 潤(rùn)滑和冷卻。潤(rùn)滑和冷卻。 普通機(jī)床

16、的液壓油。普通機(jī)床的液壓油。 用于一般滑動(dòng)軸承、用于一般滑動(dòng)軸承、 齒輪、蝸輪的潤(rùn)滑齒輪、蝸輪的潤(rùn)滑 用于重型機(jī)床導(dǎo)軌、用于重型機(jī)床導(dǎo)軌、 礦山機(jī)械的潤(rùn)滑。礦山機(jī)械的潤(rùn)滑。 用于汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等用于汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等 高速高負(fù)荷軸承和各種高速高負(fù)荷軸承和各種 小型液體潤(rùn)滑軸承小型液體潤(rùn)滑軸承 L-AN100 90110 0 210 L- -AN10 9.011.0 - -10 125 L- -AN15 13.516.5 - -10 165 L- -AN32 28.832.2 - -10 170 L- -AN46 41.450.6 - -10 180 L- -AN68 61.274.8 - -10

17、 190 L-TSA32 28.835.2 - -7 180 L-TSA46 41.450.6 主要用途主要用途 第13頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 0.080.08 0.070.07 0.060.06 0.050.05 0.040.04 0.030.03 0.020.02 0.010.01 3030404050506060707080809090 2.2. 潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂 潤(rùn)滑油的特性：潤(rùn)滑油的特性： 1）溫度）溫度 t 2）壓力）壓力p 選用原則：選用原則： 1) 載荷大、溫度高的軸承載荷大、溫度高的軸承 ，宜選用粘度大的油；，宜選用粘度大的油； 2) 載荷小

18、、轉(zhuǎn)速高的軸承載荷小、轉(zhuǎn)速高的軸承 ，宜選用粘度小的油；，宜選用粘度小的油； -潤(rùn)滑油與各種稠化劑潤(rùn)滑油與各種稠化劑 （鈣、鈉、鋁、鋰等金屬（鈣、鈉、鋁、鋰等金屬 皂）混合稠化而成。皂）混合稠化而成。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：密封簡(jiǎn)單、不需要經(jīng)密封簡(jiǎn)單、不需要經(jīng) 常添加、不易流失；對(duì)速度常添加、不易流失；對(duì)速度 和溫度不敏感，適用范圍廣和溫度不敏感，適用范圍廣 。 但但p 350 才開(kāi)始氧化，才開(kāi)始氧化， 可在水中工作可在水中工作 。 -摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣 (- -60300 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。 -摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半

19、。 使用方式：使用方式： 1.1.調(diào)和在潤(rùn)滑油中；調(diào)和在潤(rùn)滑油中； 2.2.涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜； 3.3.混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型?；烊虢饘倩蛩芰戏勰┲袩Y(jié)成型。 其應(yīng)用日漸廣泛 第15頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 二、潤(rùn)滑裝置二、潤(rùn)滑裝置 1. 油杯油杯 針閥式油杯針閥式油杯 旋蓋式油杯旋蓋式油杯 脂用 壓注式油杯壓注式油杯 彈簧蓋油杯彈簧蓋油杯 第16頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 2. 油環(huán)油環(huán) 第17頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者：

20、潘存云教授 一、一、 向心軸承向心軸承 在在油、脂油、脂中加入少量中加入少量石墨石墨或或二流化鉬二流化鉬粉末，形成邊界粉末，形成邊界 油膜，填平粗糙表面而減少磨損。不能完全排除磨損油膜，填平粗糙表面而減少磨損。不能完全排除磨損 。 1. 軸承的壓強(qiáng)軸承的壓強(qiáng)p F-徑向載荷，徑向載荷，B-軸瓦寬度，軸瓦寬度，d-軸徑，軸徑，p-許用壓強(qiáng)許用壓強(qiáng) 。 15-5 非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算 限制軸承壓強(qiáng)p，以保證潤(rùn)滑油不被過(guò)大的壓 力擠出，從而避免軸瓦產(chǎn)生過(guò)渡的磨損。 p= p F Bd 表表15-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能 材料及其代號(hào)材料及其

21、代號(hào) 鑄錫銻軸承合金鑄錫銻軸承合金 ZSnSb11Cu6 鑄鉛銻軸承合金鑄鉛銻軸承合金 ZPbSb16Sn16Cu2 鑄錫青銅鑄錫青銅 ZCuSn10P1 鑄錫青銅鑄錫青銅 ZCuSn5Pb5Zn5 鑄鋁青銅鑄鋁青銅 ZCuAl10Fe3 p Mpa pv Mpa.m/s 平穩(wěn)平穩(wěn) 沖擊沖擊 25 20 20 15 HBS 金屬型金屬型 砂型砂型最高工作 最高工作 溫度溫度 軸徑硬度軸徑硬度 150HBS150HBS 150HBS150HBS 45HBC45HBC 45HBC45HBC 45HBC45HBC 150150 150150 280280 280280 280280 2727 303

22、0 90908080 65656060 110110 100100 1 1 5 5 1 1 5 5 8 8 1 1 5 5 1 1 0 0 1 1 5 5 1 1 5 5 1 1 2 2 第18頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2. 軸承的軸承的pv值值 壓強(qiáng)限制p以保證潤(rùn)滑劑不被擠出 n-轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速，pv-許用值。許用值。 pv = F Bd dn 60 1000 pv pv與功耗成正比，它表征了軸承的發(fā)熱因素 ，pv越大，溫升越高，越容易引起油膜的破 裂 二、二、 推力軸承推力軸承 z-軸環(huán)數(shù)軸環(huán)數(shù), pvm=pv zdd F p )( 4 2 1 2 2 p 考慮承載的不均

23、勻性，考慮承載的不均勻性， p、pv應(yīng)降低應(yīng)降低2040% F d1 d2 F d1 d2 第19頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 一、動(dòng)壓潤(rùn)滑的形成和原理和條件一、動(dòng)壓潤(rùn)滑的形成和原理和條件 15-6 動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本原理動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本原理 F F F 設(shè)計(jì)：潘存云 F 先分析平行板的情況。板B靜止，板A以速度向左運(yùn)動(dòng)，板間充滿潤(rùn)滑油，無(wú)載荷時(shí)， 液體各層的速度呈三角形分布，近油量與處油 量相等，板A不會(huì)下沉。但若板A有載荷時(shí)，油向兩邊擠出，板A逐漸下沉，直到與B板接觸。 兩平形板之間不能形成壓力油膜！兩平形板之間不能形成壓力油膜！ v vv h1 a

24、 a h2 c c 如兩板不平行板。板間間隙呈沿運(yùn)動(dòng)方向由大到小呈收斂楔形分布，且板A有載荷， 當(dāng)板A運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端速度若程虛線分布，則必然 進(jìn)油多而出油少。由于液體實(shí)際上是不可壓縮的，必將在板內(nèi)擠壓而形成壓力，迫使進(jìn)油端的速度往內(nèi)凹，而出油端的速度往外鼓。 進(jìn)油端間隙大而速度曲線內(nèi)凹，出油端間隙小而速度曲線外凸，進(jìn)出油量相等，同時(shí)間隙內(nèi)形成的壓力與外載荷平衡，板A不會(huì)下沉 。這說(shuō)明了在間隙內(nèi)形成了壓力油膜。這種因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力油膜稱為動(dòng)壓油膜。各截面的速度圖不一樣，從凹三角形過(guò)渡到凸三 角形，中間必有一個(gè)位置呈三角形分布。 動(dòng)壓油膜動(dòng)壓油膜-因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力油膜。 v vv h0 b b

25、F 第20頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 F 形成動(dòng)壓油膜的必要條件：形成動(dòng)壓油膜的必要條件： 1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；兩工件之間的間隙必須有楔形間隙； 2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤(rùn)滑油或其它液體；兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤(rùn)滑油或其它液體； 3.兩工件表面必須有相對(duì)滑動(dòng)速度。其運(yùn)動(dòng)芳方向必兩工件表面必須有相對(duì)滑動(dòng)速度。其運(yùn)動(dòng)芳方向必 須保證潤(rùn)滑油從大截面流進(jìn)，從小截面出來(lái)。須保證潤(rùn)滑油從大截面流進(jìn)，從小截面出來(lái)。 Fy =F Fx 0 Fy =F Fx = 0 向心軸承動(dòng)壓油膜的形成過(guò)程：向心軸承動(dòng)壓油膜的形成過(guò)程： 靜止靜止 爬升爬升 將軸起抬

26、將軸起抬 轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高 質(zhì)心質(zhì)心左移左移 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到工作轉(zhuǎn)速 e -偏心距偏心距 設(shè)計(jì)：潘存云 e 第21頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 B 二、流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程二、流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程 假設(shè)條件：假設(shè)條件：1.Z向無(wú)限長(zhǎng)，潤(rùn)滑油在 向無(wú)限長(zhǎng)，潤(rùn)滑油在Z向沒(méi)有流動(dòng)；向沒(méi)有流動(dòng)； 2.壓力壓力 p 不隨不隨 y 值的大小而變化；值的大小而變化； 3.潤(rùn)滑油粘度潤(rùn)滑油粘度 不隨壓力而變化；不隨壓力而變化； 4.潤(rùn)滑油處于層流狀態(tài)。潤(rùn)滑油處于層流狀態(tài)。 取微單元進(jìn)行受力分析取微單元進(jìn)行受力分析: +d p+dp p A x z y pdydz+(+d)dxdz-(p

27、+dp)dydz dxdz=0 = d d ydx dp dy du = 整理后得：整理后得： 又有：又有： = dx dp d2u d y2 得：得： 任意一點(diǎn)的油膜壓力p沿x方向的變化率 ，與該點(diǎn)y向的速度梯度的導(dǎo)數(shù)有關(guān)。 對(duì)對(duì)y積分得：積分得： u= y2+C1y+C2 2 1 dx dp 邊界條件：邊界條件：當(dāng)當(dāng)y=0時(shí)，時(shí)，u=- -v C2 = - -v 當(dāng)當(dāng)y=h時(shí)，時(shí)，u=0 0 C1= h +h + 2 1 dx dp h v 第22頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 vv F a a c c x z y 代入得：代入得： u= (y2- - hy)

28、 + 2 1 dx dp v v h y- -h 212 1 3 0 hv h dx dp udyq h x 任意截面內(nèi)的流量：任意截面內(nèi)的流量： 依據(jù)流體的連續(xù)性原理，通過(guò) 不同截面的流量是相等的 0 2 1 vhq x b- -b截面內(nèi)的流量：截面內(nèi)的流量： 該處速度呈三角形分布，間隙厚度為h0 負(fù)號(hào)表示流速的方向與x方向相反， 因流經(jīng)兩個(gè)截面的流量相等，故有： =6v dx dph0- -h h3 得：得：- 一維雷諾方程一維雷諾方程 由上式可得壓力分布曲線由上式可得壓力分布曲線: p=f(x) 在在b-b處：處：h=h0， p=pmax 速度梯度速度梯度du/dy呈線性分布，其呈線性分

29、布，其 余位置呈非線性分布。余位置呈非線性分布。流量相等，陰影面積 相等。 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程，它描述了油膜壓力p的變化與動(dòng)力粘度、相對(duì) 滑動(dòng)速度及油膜厚度h之間的關(guān)系。 pmax x p h0 b b 第23頁(yè)/共28頁(yè) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 15-7 液體動(dòng)壓多油楔軸承簡(jiǎn)介液體動(dòng)壓多油楔軸承簡(jiǎn)介 將軸瓦內(nèi)孔做成特殊形狀，以產(chǎn)生多個(gè)動(dòng)壓油膜，提將軸瓦內(nèi)孔做成特殊形狀，以產(chǎn)生多個(gè)動(dòng)壓油膜，提 高軸承的高軸承的工作穩(wěn)定性工作穩(wěn)定性和和旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度。 一、橢圓軸承一、橢圓軸承 特點(diǎn)：特點(diǎn)：形成兩個(gè)動(dòng)壓油膜，提高了穩(wěn)定性。摩擦損耗加形成兩個(gè)動(dòng)壓油膜，提高了穩(wěn)定性。摩擦損耗加 大、供油量增大、承載能力降低。大、供油量增大、承載能力降低。矢量之合 二、三油楔軸承二、三油楔軸承 特點(diǎn)：特點(diǎn)：形成三個(gè)動(dòng)壓油膜，提高了旋轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性形成三個(gè)動(dòng)壓油膜，提高了旋轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性 。 摩