滑動軸承教學(xué)課件

1、分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出音樂欣賞本章目錄本章目錄基本內(nèi)容基本內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)要求教學(xué)要求問題思考問題思考總目錄總目錄結(jié)結(jié) 束束分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 本本 章章 目目 錄錄分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 教學(xué)要求教學(xué)要求分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出一、軸承的分類一、軸承的分類1、按軸承中摩擦性質(zhì)的不同分類、按軸承中摩擦性質(zhì)的不同分類 滑動軸承：滑動摩擦 滾動軸承：滾動磨擦1. 1. 概概 述述2 、按承受載荷方向的不同分類：、按承受載荷方向的不同分類： 徑向軸承：承受徑向載荷 止推軸承：承受軸向載荷滾動軸承

2、滑動軸承徑向軸承止推軸承分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、滑動軸承的磨擦狀態(tài)二、滑動軸承的磨擦狀態(tài)干磨擦邊界磨擦液體磨擦混合磨擦分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出三、滑動軸承的應(yīng)用三、滑動軸承的應(yīng)用單單擊擊單擊單擊單擊單擊單擊單擊繼續(xù)繼續(xù) 主要用于工作轉(zhuǎn)速特高、支承要求特精、特重型、承受具大沖擊、須成剖分式等特殊工作條件。分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出返回原處分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出返回原處分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出返回原處分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出返回原處分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下

3、一頁退退 出出2. 2. 徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)一、整體式徑向滑動軸承一、整體式徑向滑動軸承特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，但軸套磨損后軸承間隙 過大無法調(diào)整，不便裝拆粗重的軸。應(yīng)用：應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)械中。分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、剖分式徑向滑動軸承二、剖分式徑向滑動軸承特點(diǎn)：特點(diǎn)：軸承裝拆方便，軸瓦磨損后便于調(diào)整軸承間隙。2. 2. 徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出3. 3. 滑動軸承的失效形式及材料滑動軸承的失效形式及材料一、滑動軸承的失效形式一、滑動軸承的失效形式 磨粒

4、磨損磨粒磨損 刮刮 傷傷 咬粘（膠合）咬粘（膠合） 疲勞剝落疲勞剝落分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、軸承材料二、軸承材料金屬材料 多孔質(zhì)金屬材料 非金屬材料對材料性能要求對材料性能要求良好的減摩性、耐磨性和咬粘性。良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性。足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕的能力。良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。常用軸承材料常用軸承材料軸承合金、銅合金、鑄鐵、鋁基合金。多孔鐵、多孔質(zhì)青銅。酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯。繼續(xù)繼續(xù)3. 3. 滑動軸承的失效形式及材料滑動軸承的失效形式及材料分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 軸承合金軸承合金類類 型型錫基軸承合金鉛基軸承合金特特

5、 點(diǎn)點(diǎn) 嵌入性和摩擦順應(yīng)性最好 ，易于軸頸磨合，但強(qiáng)度低，價格較貴。應(yīng)應(yīng) 用用重載、中高速場合。返回原處返回原處分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 銅合金銅合金特特 點(diǎn)點(diǎn)錫青銅減摩性和耐磨性最好，鉛青銅抗粘附能力強(qiáng)，鋁青銅強(qiáng)度及硬度較高。應(yīng)應(yīng) 用用錫青銅適用于重載、中速場合，鉛青銅適用于高速、重載場合，鋁青銅適用于低速、重載場合。類類 型型錫青銅鉛青銅鋁青銅返回原處返回原處分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 鑄鑄 鐵鐵特特 點(diǎn)點(diǎn)有一定的減摩性和耐磨性，價格低廉，但鑄鐵性脆、磨合性差。應(yīng)應(yīng) 用用適用于低速、輕載和不受沖擊的場合。類類 型型灰鑄鐵耐磨鑄鐵返回原處返回原處分目

6、錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出剖分式整體式4. 4. 滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸瓦的形式和構(gòu)造單金屬雙金屬分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、軸瓦的定位軸瓦 凸緣 緊定螺釘 銷釘4. 4. 滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出三、油孔和油槽 整體式軸承開在最大油膜厚度位置。油槽的形狀 剖分式軸承開在軸承分面處。4. 4. 滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 5. 5. 滑動軸承的潤滑滑動軸承的潤滑 牛頓粘性定律牛頓粘性定律yv流體中任意點(diǎn)處的切應(yīng)力均與該流體的

7、速度梯度成正比。流體的動力粘度流體的運(yùn)動粘度分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 5. 5. 滑動軸承的潤滑滑動軸承的潤滑一、潤滑劑潤滑油潤滑脂固體潤滑劑軸頸速度小于12m/s有特殊要求的場合轉(zhuǎn)速高、壓力小時選粘度低的油；轉(zhuǎn)速低、壓力大時選粘度高的油；較高溫度下工作時用粘度高些的油。壓力高、滑動速度低時，選擇 針入度小的脂；反之，選擇 針入度大的脂；潤滑脂的滴點(diǎn)一般應(yīng)高于軸承工作溫度約2030。分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、潤滑方式間歇供油 黃油杯 壓配式壓注油杯 旋套式注油油杯 針閥式注油油杯 5. 5. 滑動軸承的潤滑滑動軸承的潤滑分目錄分目錄上一頁上一頁下一

8、頁下一頁退退 出出二、潤滑方式芯捻或線紗潤滑 油杯潤滑 浸油潤滑 壓力循環(huán)潤滑連續(xù)供油 5. 5. 滑動軸承的潤滑滑動軸承的潤滑分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出6.6.不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 保證邊界油膜不致破裂 不完全液體潤滑軸承的條件性計(jì)算； 及液體動力潤滑軸承的初步計(jì)算。一、一、 徑向滑動軸承的計(jì)算徑向滑動軸承的計(jì)算 式中： F徑向載荷 （N） B軸承寬度（） P 軸瓦材料的許用壓力 （Mpa) d軸頸直徑（）pBdFp1）驗(yàn)算軸承的平均壓力驗(yàn)算軸承的平均壓力p分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出一、一、 徑向滑動軸

9、承的計(jì)算徑向滑動軸承的計(jì)算2）驗(yàn)算軸承的驗(yàn)算軸承的pV 值值BnFdnBdFVp19100100060pV式中：V 軸頸圓周速度，即滑動速度 （m/s） n 軸頸轉(zhuǎn)速 （r/min) pV 軸承材料pV 的許用值MPam/s3 ） 驗(yàn)算滑動速度驗(yàn)算滑動速度VV V式中：V許用滑動速度（m/s)6.6.不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出式中：Fa軸向載荷（） z環(huán)的數(shù)目 p許用壓力 （） pddZFAFpaa21224二、二、 止推滑動軸承的計(jì)算止推滑動軸承的計(jì)算1）驗(yàn)算軸承的平均壓力驗(yàn)算軸承的平均壓力6.6.不完全液體潤滑

10、滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出）驗(yàn)算軸承的）驗(yàn)算軸承的pV 值值bznFdndbzFpVaa4106100060式中：b軸頸環(huán)形工作寬度(mm)n軸頸轉(zhuǎn)速(r/min)V軸頸的圓周速度(m/s)pVpV的許用值(MPam/s)二、二、 止推滑動軸承的計(jì)算止推滑動軸承的計(jì)算6.6.不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 若B板靜止不動，板以速度移動,板間各流層的速度呈三角形分布，兩板間的油量保持不變，流層形成剪切流。7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑

11、徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算一、動力潤滑的形成原理一、動力潤滑的形成原理1）當(dāng)兩板平行時油膜無承載能力分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 當(dāng)兩板間形成楔形收斂間隙，且移動件的運(yùn)動方向是由間隙大的方向移向間隙小的方向，此時間隙內(nèi)油層流動速度將由剪切流和壓力流二者疊加，因而進(jìn)口油的速度曲線呈內(nèi)凹形，出口呈外凸形。）當(dāng)兩板傾斜時一、動力潤滑的形成原理一、動力潤滑的形成原理油膜具有承載能力7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、流體動力學(xué)基本方程二、流體動力學(xué)基本方程條件假設(shè)：條件假設(shè)：（）向無限長，潤滑油在向沒有流

12、動；（）同一油膜截面上壓力為常數(shù)；（）忽略壓力對流體粘度的影響（）忽略油層的重力和慣性（）潤滑油處于層流狀態(tài)受力分析7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出0dxdzdyydydzdxxppdxdzpdydz22yvxpyxp整理后得：壓力沿方向及速度沿方向的變化關(guān)系二、流體動力學(xué)基本方程二、流體動力學(xué)基本方程yv由牛頓粘性定律知：7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出對y 積分并取邊界條件二、流體動力學(xué)基本方程二、流體動力學(xué)基本方程22

13、yvxp由式xpyv122得：xpyhyhyhVv2)()( 油層的速度分布當(dāng)時0yVv 當(dāng)時hy 0v前一項(xiàng)由剪切流引起呈線性分布的速度，后一項(xiàng)由壓力流引起呈拋物線分布的速度。7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出任意截面上單位寬度面積的流量Q為：xphVhdyxpyhyhyhVvdyQhh1222)()(300設(shè)：在處的油膜厚度為h0（即時， ）maxpp 0 xp0hh 二、流體動力學(xué)基本方程二、流體動力學(xué)基本方程20VhQ 該截面處的流量為：根據(jù)液體的連續(xù)性原理，各截面的流量相等得：xphVhVh12223

14、0整理后得：036hhhVxp一維雷諾方程7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、流體動力學(xué)基本方程二、流體動力學(xué)基本方程將式 對x 取偏導(dǎo)數(shù)得：036hhhVxpxhVxphx6)(3若再考慮潤滑油沿z方向的流動，則：xhVzphzxphx6)()(33二維雷諾方程7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出a）相對運(yùn)動的兩表面間必須形成楔形間隙；形成動力潤滑的必要條件：形成動力潤滑的必要條件：c）潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。b）被

15、油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動速度，其方向應(yīng)保證潤滑油由大口進(jìn)，從小口出；7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出二、徑向軸承形成流體動力潤滑過程二、徑向軸承形成流體動力潤滑過程起動階段不穩(wěn)定潤滑階段動力潤滑階段7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出幾何關(guān)系：幾何關(guān)系：直徑間隙：=Dd半徑間隙： =Rr相對間隙： =d=r偏心距 ：e偏心率 ：=e最小油膜厚度：hmin= =（ ）=（ ） D（R） 軸承孔的直徑（半徑） d（r） 軸

16、頸直徑（半徑）三、徑向滑動軸承的承載能力及最小油膜厚度三、徑向滑動軸承的承載能力及最小油膜厚度7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出三、徑向滑動軸承的承載能力及最小油膜厚度三、徑向滑動軸承的承載能力及最小油膜厚度將一維雷諾方程改寫為極坐標(biāo)形式得：302)cos1()cos(cos6ddp從油膜起始角1到任意角進(jìn)行積分得任意位置的壓力：dp1302)cos1 ()cos(cos6有限寬軸承油膜的總承載能力為：pCdBF2CP承載量系數(shù)（索氏數(shù)）承載能力：承載能力：dzBzCddBCBBap)2(1 )cos()cos

17、1 (coscos322/2/30211 7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出CP承載量系數(shù)（索氏數(shù)）承載量系數(shù)（索氏數(shù)）CPCp取決于軸承包角 （ =2- 1）、 偏心率、 寬徑比B/d7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出式中：Z1 、Z2分別為軸頸和軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度 安全系數(shù)常取2三、徑向滑動軸承的承載能力及最小油膜厚度三、徑向滑動軸承的承載能力及最小油膜厚度最小油膜厚度：最小油膜厚度：hmin=（ ）=（ ） 分析：h

18、min （即 ）軸承的承載能力 ， 但hmin不能無限縮小hmin =（ ） S（z1+Rz2)7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出四、徑向滑動軸承的流量計(jì)算及功耗計(jì)算四、徑向滑動軸承的流量計(jì)算及功耗計(jì)算流量計(jì)算：流量計(jì)算：軸承的體積流量vqdqv_3vq_式中 ： 流量系數(shù)，是、B/d、的函數(shù)=120時的流量系數(shù)7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出四、徑向滑動軸承的流量計(jì)算及功耗計(jì)算四、徑向滑動軸承的流量計(jì)算及功耗計(jì)算功耗計(jì)算：功

19、耗計(jì)算：_式中 ： / 摩擦特性系數(shù)， 是、B/d、的函數(shù)=120時的摩擦特性系數(shù)徑向軸承在承載區(qū)的摩擦功耗FVFVP_7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出 式中：qv軸承的潤滑油體積流量，（m3/s) ; 軸承的摩擦系數(shù)； t 潤滑油的溫升，(C)； cp_潤滑油的比定壓熱容，約為16802100J/（kg C); 潤滑油的密度，對礦物油為850900kg /m3; b軸承的表面散熱系數(shù)，（W/（m2 C)五、軸承的熱平衡計(jì)算五、軸承的熱平衡計(jì)算熱平衡條件：熱平衡條件：產(chǎn)生的熱量H=流動油帶走的熱量H1+軸承散

20、發(fā)的熱量H2在軸承中產(chǎn)生的熱量H為： H=FV （）由流出的油帶走的熱量1為： H1cpqvt （）軸承散發(fā)的熱量2為： H2=bB t （）7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出式中： t1潤滑油的入口溫度（C）， 常取為3045C； 2潤滑油出口的溫度（C）；五、軸承的熱平衡計(jì)算五、軸承的熱平衡計(jì)算VavqBdcptttbp_12)(2油的溫升油的溫升t t為：為：油的平均溫度油的平均溫度t tmm為：為：2)(21121ttttttmm7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分

21、目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出六、滑動軸承的參數(shù)選擇六、滑動軸承的參數(shù)選擇）寬徑比）寬徑比/ 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性 承載能力 則常用范圍：B/d=0.31.5寬徑比對承載能力的影響端泄漏量 7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出）相對間隙）相對間隙由速度和載荷選取F六、滑動軸承的參數(shù)選擇六、滑動軸承的參數(shù)選擇經(jīng)驗(yàn)公式：4310)0 . 16 . 0(v汽輪機(jī)、電動機(jī)、齒輪減速器=0.001-0.002軋鋼機(jī)、鐵路車輛=0.0002-0.0015機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)=0.0002-0.00125鼓風(fēng)機(jī)、離心泵=0.001-0.003一般機(jī)器常用值7.7.液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算分目錄分目錄上一頁上一頁下一頁下一頁退退 出出設(shè)計(jì)時：設(shè)計(jì)時：先假定先假定初選初