講稿滑動(dòng)軸承

第12-13章軸承軸承是機(jī)器、儀器和器械的重要支承零件，主要用于轉(zhuǎn)動(dòng)(或擺動(dòng))的運(yùn)動(dòng)部件，以保證軸和軸上運(yùn)動(dòng)件的回轉(zhuǎn)精度，減少軸與支承間的摩擦與磨損，并承受載荷。根據(jù)軸承工作時(shí)的摩擦性質(zhì)，軸承可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。1第12-13章軸承案例導(dǎo)入：如圖1-4所示的內(nèi)燃機(jī)連桿零件圖，連桿與曲柄、連桿與活塞的連接處采用了滑動(dòng)軸承。我們經(jīng)常見到的機(jī)床、各種車輛的軸，大部分應(yīng)用了滾動(dòng)軸承作為支撐。在哪些場(chǎng)合使用何種軸承？如何選用各種類型的軸承？大家可以利用本章的知識(shí)，了解并分析、解決一些機(jī)械設(shè)備中與軸承相關(guān)的問題。2圖1-3內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)圖1—?dú)飧祝?—活塞；3—連桿；4—曲軸；5—小齒輪；6—大齒輪；7—凸輪；8—頂桿圖1-4內(nèi)燃機(jī)連桿(a)連桿(b)連桿拆分件3滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承比較:1.滾動(dòng)軸承:1)摩擦阻力較小，2)機(jī)械效率較高，3)潤滑和維護(hù)方便，4)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，5)應(yīng)用廣泛。2.滑動(dòng)軸承:1)啟動(dòng)摩擦大，2)對(duì)潤滑的要求高，3)使用維修不方便。4)在高速、重型、大的沖擊振動(dòng)，以及需要剖分等特殊的場(chǎng)合。4概述機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承箱體齒輪軸軸承軸承孔軸承：支持軸或軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的部件作用：支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損分類：按承載方向分：向心軸承、推力軸承按摩擦性質(zhì)分：滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承5第12章滑動(dòng)軸承12-1滑動(dòng)軸承概述12-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)12-3

滑動(dòng)軸承的材料12-4潤滑劑和潤滑裝置12-5非全液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承基本要求:了解滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合了解滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)、軸瓦材料及其選用原則了解常用潤滑劑及潤滑裝置掌握不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法612-1滑動(dòng)軸承概述1.主要特點(diǎn)：工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤滑時(shí)摩擦損失小2.應(yīng)用情況：工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對(duì)軸的支承位置特別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動(dòng)載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承；特殊工況下3.滑動(dòng)軸承中的摩擦按潤滑油存在情況分：干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦(非液體摩擦)機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承712-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承向心滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承組成：軸承體、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置滑動(dòng)軸承分類：向心滑動(dòng)軸承——整體式、剖分式、自動(dòng)調(diào)心式推力滑動(dòng)軸承8整體式向心滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承軸承座整體軸套油孔螺紋孔結(jié)構(gòu)：軸承座、軸套（整體）軸承座設(shè)有安裝潤滑油杯的螺紋孔軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低但裝拆不便，無法調(diào)整應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器9剖分式向心滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承軸承座軸承蓋雙頭螺柱油孔油槽剖分式軸瓦結(jié)構(gòu)：軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱特點(diǎn)：剖分面作成階梯狀，且垂直載荷方向正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯磨損后可調(diào)整間隙，結(jié)構(gòu)復(fù)雜應(yīng)用：常用10自動(dòng)調(diào)心式向心滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承應(yīng)用：用于支承撓度較大或多支點(diǎn)的長軸結(jié)構(gòu)：軸瓦瓦背制成凸球面其支承面制成凹球面特點(diǎn)：軸瓦能擺動(dòng)，適應(yīng)軸的變形11推力滑動(dòng)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承分類：空心式、單環(huán)式、多環(huán)式軸上的軸向力應(yīng)采用推力軸承來承受止推面：軸端面、軸中段做凸肩或裝上推力圓盤1212-3滑動(dòng)軸承的材料機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承軸瓦或軸承襯：軸頸應(yīng)比軸瓦耐磨對(duì)材料性能的要求:良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等常用材料：金屬：青銅、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯軸承蓋、軸承座：灰鑄鐵，鑄鋼軸頸：鋼13常用材料性能比較機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承材料組成性能特點(diǎn)應(yīng)用軸承合金(巴氏合金)Sn,Pb,Sb合金耐磨，磨合，導(dǎo)熱性，油吸附性好強(qiáng)度小，價(jià)格貴重載，中高速青銅Cu+Sn,Pb,Al較硬,強(qiáng)度高,耐磨磨合性差重載，中速粉末冶金Fe+石墨Cu+石墨含油軸承韌性低平穩(wěn)載荷，無沖擊，中低速鑄鐵HT、KT軸頸硬度>軸瓦硬度輕載，低速1412-4潤滑劑和潤滑裝置一、潤滑劑二、潤滑裝置機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承15一、潤滑劑機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承潤滑油：液體，用途最廣泛潤滑脂：半固體，潤滑油＋稠化劑，一般用于中低速固體潤滑劑：主要用作油、脂的添加劑，也可單獨(dú)使用，如C,MoS2,PTFE(聚四氟乙烯)等作用：減少摩擦損失、減輕工作表面的磨損、冷卻、吸振等常用潤滑劑：潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑16潤滑油的性能指標(biāo)及選擇性能指標(biāo)：粘度——液體流動(dòng)時(shí)，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)部摩擦阻力的度量是最重要的性能指標(biāo)，也是選擇潤滑油的主要依據(jù)油性——也稱潤滑性，表征油中的極性分子對(duì)金屬表面的吸附性能。油性好則摩擦系數(shù)小凝點(diǎn)——反映潤滑油的低溫工作性能閃點(diǎn)——反映潤滑油的高溫工作性能機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承潤滑油的選擇原則：壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應(yīng)選粘度高的油速度高時(shí)，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失工作溫度高時(shí)，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會(huì)隨溫度升高而下降17潤滑脂的性能指標(biāo)及選擇性能指標(biāo)：針入度(稠度)——表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度用一特制重1.5N錐形針在25°C恒溫下5s內(nèi)刺入潤滑脂內(nèi)的深度。標(biāo)志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和受力后流動(dòng)性的強(qiáng)弱滴點(diǎn)——溫度升高時(shí)，潤滑脂第一滴掉下時(shí)的溫度，表征潤滑脂耐高溫的性能耐水性——潤滑脂與水接觸時(shí)，其特性的保持程度機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承潤滑脂的選擇原則：壓力大、速度低——小針入度，反之選針入度大的潤滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)高于軸承工作溫度20~30℃，以免流失在有水或潮濕場(chǎng)合，應(yīng)選防水性的潤滑脂18二、潤滑裝置機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承潤滑油潤滑裝置：油孔、芯捻或線紗油杯、針閥滴油杯、油杯、飛濺潤滑、壓力潤滑潤滑脂潤滑裝置：旋轉(zhuǎn)油杯、壓注油嘴油槽結(jié)構(gòu)：19潤滑油潤滑裝置油孔芯捻或線紗油杯針閥滴油杯油環(huán)機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承飛濺潤滑壓力潤滑2012-5非全液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算工作條件：邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤滑存在失效形式：磨損——導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承不能正常工作膠合——高速重載且潤滑不良時(shí)，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：維持邊界膜不遭破壞主要進(jìn)行壓強(qiáng)p、壓強(qiáng)與速度乘積pv的驗(yàn)算機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承一、向心軸承的計(jì)算二、推力軸承的計(jì)算三、設(shè)計(jì)步驟21一、向心軸承的計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承2壓強(qiáng)和速度乘積pv的驗(yàn)算限制溫升過高，防止膠合破壞1壓強(qiáng)p驗(yàn)算限制平均壓力，防止軸瓦過度磨損BdF3速度v的驗(yàn)算限制v，防止局部加速磨損22二、推力軸承的計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承2壓強(qiáng)和速度乘積pv的驗(yàn)算限制溫升，防止膠合破壞1壓強(qiáng)p驗(yàn)算限制壓力，防止軸瓦過度磨損d0Fn23三、設(shè)計(jì)步驟機(jī)械設(shè)計(jì)——軸承選擇軸瓦材料確定軸承結(jié)構(gòu)形式確定軸承寬度B和直徑d驗(yàn)算p、pv選擇軸承的配合選擇潤滑劑與潤滑裝置24摩擦2§4-1摩擦一、四種滑動(dòng)摩擦狀態(tài)１.干摩擦是指表面間無任何潤滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦。２.邊界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，其摩擦性質(zhì)取決于邊界膜和表面的吸附性能時(shí)的摩擦。

４．混合摩擦是指摩擦表面間處于邊界摩擦和流體摩擦的混合狀態(tài)?；旌夏Σ聊苡行Ы档湍Σ磷枇?，其摩擦系數(shù)比邊界摩擦?xí)r要小得多。３．流體摩擦是指摩擦表面被流體膜隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦。流體摩擦?xí)r的摩擦系數(shù)最小，且不會(huì)有磨損產(chǎn)生，是理想的摩擦狀態(tài)。邊界摩擦和混合摩擦在工程實(shí)際中很難區(qū)分，常統(tǒng)稱為不完全液體摩擦。25▲流體動(dòng)力潤滑形成的必要條件：（P58圖，P288圖，P290）：楔形空間；相對(duì)運(yùn)動(dòng)（保證流體由大口進(jìn)入）；連續(xù)不斷地供油。流體動(dòng)力潤滑是指兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的摩擦表面，借助于相對(duì)速度而產(chǎn)生的粘性流體膜將兩摩擦表面完全隔開，由流體膜產(chǎn)生的壓力來平衡外載荷。英國的雷諾于1886年繼前人觀察到的流體動(dòng)壓現(xiàn)象，總結(jié)出流體動(dòng)壓潤滑理論。20世紀(jì)50年代普遍