第十二章-滑動(dòng)軸承課件

滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承是一種工作在滑動(dòng)摩擦狀態(tài)下的軸承，其基本結(jié)構(gòu)包括軸瓦和軸頸?；瑒?dòng)軸承主要用于滾動(dòng)軸承難以滿足工作要求的場(chǎng)合，如高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)壽命、低摩擦阻力、承受大的沖擊載荷、低噪聲和無(wú)污染等場(chǎng)合?；疽笾攸c(diǎn)難點(diǎn)主要內(nèi)容滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承是一種工作在滑動(dòng)摩擦狀態(tài)下的軸承，其基本結(jié)構(gòu)1滑動(dòng)軸承基本要求：1.掌握液體潤(rùn)滑工作原理2.掌握動(dòng)態(tài)雷諾方程及其求解結(jié)果分析3.掌握軸承參數(shù)對(duì)軸承靜動(dòng)特性的影響4.理解滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)5.理解軸承設(shè)計(jì)步驟6.了解軸承潤(rùn)滑材料7.了解滑動(dòng)軸承材料返回滑動(dòng)軸承基本要求：返回2

重點(diǎn)難點(diǎn)

滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)動(dòng)壓軸承基本原理油膜壓力分布模擬油膜形成過(guò)程模擬返回重點(diǎn)難點(diǎn)返回317.1概述17.2徑向滑動(dòng)軸承的主要類型17.3滑動(dòng)軸承材料17.4軸瓦結(jié)構(gòu)17.5軸承潤(rùn)滑材料17.6潤(rùn)滑方法17.7滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算17.8液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程式返回17.1概述返回4滑動(dòng)軸承

一、滑動(dòng)軸承類型

徑向軸承（向心軸承）（受Fr）止推軸承（推力軸承）（受Fa）

按承載：按潤(rùn)滑狀態(tài)：流體潤(rùn)滑軸承、非流體潤(rùn)滑軸承、無(wú)潤(rùn)滑軸承

二、滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)

三、應(yīng)用滑動(dòng)軸承概述返回滑動(dòng)軸承一、滑動(dòng)軸承類型徑向軸承（向心軸承）（受Fr）按5一、整體式徑向滑動(dòng)軸承

特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低2）軸套磨損后，間隙無(wú)法調(diào)整3）裝拆不便（只能從軸端裝拆）適于低速、輕載或間隙工作的機(jī)器。如圖，由軸承座、整體軸套、油孔等組成徑向滑動(dòng)軸承的主要類型動(dòng)畫(huà)演示一、整體式徑向滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低如圖，由軸6二、剖分式徑向滑動(dòng)軸承

三、調(diào)隙式徑向滑動(dòng)軸承

圖例動(dòng)畫(huà)演示返回特點(diǎn)：軸瓦外表面作成球面形狀，與軸承蓋及軸承座的球狀內(nèi)表面相配合，軸瓦可以自動(dòng)調(diào)位以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時(shí)所產(chǎn)生的偏斜二、剖分式徑向滑動(dòng)軸承三、調(diào)隙式徑向滑動(dòng)軸承圖例動(dòng)畫(huà)演示7滑動(dòng)軸承的材料

主要失效形式：磨損和膠合、疲勞破壞

1、對(duì)軸承材料的要求

2、常用材料

金屬材料：

1）鑄鐵

2）軸承合金

3）銅合金

4）鋁基合金

5）多孔質(zhì)金屬材料（粉末冶金）

非金屬材料——塑料、橡膠

滑動(dòng)軸承的材料返回滑動(dòng)軸承的材料主要失效形式：磨損和膠合、疲勞破壞1、對(duì)軸8軸瓦結(jié)構(gòu)

1、軸瓦的形式與結(jié)構(gòu)

剖分式軸瓦2、油孔、油槽和油室

整體式軸瓦

油孔、油槽開(kāi)設(shè)原則

：1、潤(rùn)滑油應(yīng)從油膜壓力最小處輸入軸承

2、油槽（溝）開(kāi)在非承載區(qū)，否則會(huì)降低油膜的承載能力

3、油槽軸向不能開(kāi)通，以免油從油槽端部大量流失

軸瓦結(jié)構(gòu)1、軸瓦的形式與結(jié)構(gòu)剖分式軸瓦2、油孔、油槽和油94、水平安裝軸承油槽開(kāi)半周，不要延伸到承載區(qū)，全周油槽應(yīng)開(kāi)在靠近軸承端部處。返回4、水平安裝軸承油槽開(kāi)半周，不要延伸到承載區(qū)，全周油槽應(yīng)開(kāi)在10一、潤(rùn)滑劑的選擇

工作載荷、相對(duì)滑動(dòng)速度、工作溫度和特殊工作環(huán)境

1、潤(rùn)滑油

（1）壓力大、溫度高、載荷沖擊變動(dòng)大——粘度大的潤(rùn)滑油

（2）滑動(dòng)速度大——粘度較低的潤(rùn)滑油

（3）粗糙或未經(jīng)跑合的表面——粘度較高的潤(rùn)滑油

2、潤(rùn)滑脂

3、固體潤(rùn)滑劑

滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑返回一、潤(rùn)滑劑的選擇工作載荷、相對(duì)滑動(dòng)速度、工作溫度和特殊工作11二、潤(rùn)滑方法

1、油潤(rùn)滑

連續(xù)供油:

間歇供油:油壺或油槍1)滴油潤(rùn)滑

2)繩芯潤(rùn)滑3)油環(huán)潤(rùn)滑

4)浸油潤(rùn)滑

5)飛濺潤(rùn)滑

6)壓力循環(huán)潤(rùn)滑

2、脂潤(rùn)滑

旋蓋式油脂杯、黃油槍

返回二、潤(rùn)滑方法1、油潤(rùn)滑連續(xù)供油:間歇供油:油壺或油槍112維持邊界油膜不受破壞

一、徑向滑動(dòng)軸承

1、限制平均比壓P

目的：避免在載荷作用下潤(rùn)滑油被完全擠出

2、限制軸承的p、v值

目的：限制pv是控制軸承溫升，避免邊界膜的破裂

滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算維持邊界油膜不受破壞一、徑向滑動(dòng)軸承1、限制平均比壓P133、限制滑動(dòng)速度v

目的：當(dāng)p較小時(shí)，避免由于v過(guò)高而引起軸瓦加速磨損

二、推力滑動(dòng)軸承

限制軸承平均比壓p和pvm值

返回3、限制滑動(dòng)速度v目的：當(dāng)p較小時(shí)，避免由于v過(guò)高而引起軸14一、流體動(dòng)力潤(rùn)滑基本方程

前后向壓力上下面剪切應(yīng)力液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程式液體動(dòng)力潤(rùn)滑過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示一、流體動(dòng)力潤(rùn)滑基本方程前后向壓力上下面剪切應(yīng)力液體動(dòng)力潤(rùn)15由x方向的力平衡條件，得

代入牛頓粘性流體定律：

y=0時(shí)，u=v；y=h時(shí)，u=0，得積分常數(shù)c1、c2

由x方向的力平衡條件，得代入牛頓粘性流體定律：y=0時(shí)16不計(jì)側(cè)漏，沿x方向，任一截面單位寬度的流量為

p=pmax處油膜厚度為h0，流量：一維雷諾流體動(dòng)力潤(rùn)滑方程對(duì)x取偏導(dǎo)數(shù)：考慮沿Z方向的流動(dòng)：二維雷諾流體動(dòng)力潤(rùn)滑方程：不計(jì)側(cè)漏，沿x方向，任一截面單位寬度的流量為p=pmax處17二、油楔承載機(jī)理

油壓的變化：潤(rùn)滑油的粘度、表面滑動(dòng)速度、油膜厚度全部油膜壓力之和即為油膜的承載能力兩滑動(dòng)表面平行。平行油膜各處油壓與入口、出口處相等，不能產(chǎn)生高于外面壓力的油壓支承外載。

油膜呈收斂楔形，油楔內(nèi)各處油壓都大于入口和出口處的壓力，產(chǎn)生正壓力以支承外載二、油楔承載機(jī)理油壓的變化：潤(rùn)滑油的粘度、18形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件是

（1）相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩表面必須形成一個(gè)收斂楔形

（2）被油膜分開(kāi)的兩表面必須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度vs，其運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥瑥拇罂诹鬟M(jìn)，小口流出。

（3）潤(rùn)滑油必須有一定的粘度，供油要充分。

三、液體動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)的建立過(guò)程

1、起動(dòng)時(shí)2、不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段

3、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段

形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件是（1）相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩表面必須形成一19四、徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載能力

1、幾何關(guān)系

直徑間隙：

半徑間隙：

相對(duì)間隙：

偏心距：

偏心率：

根據(jù)余弦定律可得

任意位置的油膜厚度

1）壓力最大處油膜厚度2）油膜最小厚度hmin

四、徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載能力1、幾何關(guān)系直徑間隙202、油膜承載能力

極坐標(biāo)形式的雷諾方程從壓力區(qū)起始角至任意角進(jìn)行積分，得任意角處的壓力

再求壓力在外載荷方向上的分量

將上式在壓力區(qū)內(nèi)積分（求和），得到軸承單位寬度上的油膜承載能力

引入修正系數(shù)A，考慮端泄的影響

動(dòng)畫(huà)演示2、油膜承載能力極坐標(biāo)形式的雷諾方程從壓力區(qū)起始角21油膜能承受的載荷

CF——承載量系數(shù)表12-4hmin越小（x越大），B/d越大，CF越大，軸承的承載能力F越大。油膜能承受的載荷CF——承載量系數(shù)表12-4hm223、最小油膜厚度hmin

hmin不能小于軸頸與軸瓦表面微觀不平度之和

上式與流體動(dòng)力潤(rùn)滑的三個(gè)基本條件——流體動(dòng)力潤(rùn)滑的充分必要條件五、軸承的熱平衡計(jì)算1、軸承中的摩擦與功耗

由牛頓粘性定律可得油層中摩擦力

3、最小油膜厚度hminhmin不能小于軸頸與軸瓦表面微觀23摩擦系數(shù)：

摩擦功耗引起軸承單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量H=fFV

2、軸承耗油量

=承載區(qū)端泄流量Q1+非承載區(qū)端泄流量Q2+軸瓦供油槽兩端流出的附加流量Q3進(jìn)入軸承的潤(rùn)滑油總流量Q≈Q13、軸承溫升

（1）粘度↓→間隙改變，使軸承的承載能力下降（2）會(huì)使金屬軟化→發(fā)生抱軸事故摩擦產(chǎn)生的熱量H=端泄?jié)櫥退鶐ё邿崃縃1+軸承散發(fā)熱量H2熱平衡條件：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)摩擦系數(shù)：摩擦功耗引起軸承單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量H=24潤(rùn)滑油平均溫度tm為保證承載要求tm<75℃先給定tm，再按上式求出Δt，再求t1=35℃~45℃

a)若t1>>(35~45)℃,熱平衡易建立，則應(yīng)降低tm，再行計(jì)算。

b)若t1<(35~45)℃，不易達(dá)到熱平衡狀態(tài)→降低粗糙度→重新計(jì)算

c)t2>80℃→易過(guò)熱失效，→改變相對(duì)間隙和油的粘度→重新計(jì)算潤(rùn)滑油平均溫度tm為保證承載要求tm<75℃先給定tm，再按25六、軸承參數(shù)選擇

1、軸承的平均比壓

2、寬徑比B/d

B/d小→端泄Q1↑→摩擦功耗和溫升↓→減輕軸頸與軸瓦邊緣接觸但承載能力↓

高速重載軸承B/d應(yīng)取小值低速重載軸承B/d應(yīng)取大值3、相對(duì)間隙

六、軸承參數(shù)選擇1、軸承的平均比壓2、寬徑比B/dB/26大→Qb大→溫升小→但承載能力和運(yùn)轉(zhuǎn)精度低

小→易形成流體膜→承載能力和運(yùn)轉(zhuǎn)精度↑

一般機(jī)器中常用見(jiàn)書(shū)本

返回大→Qb大→溫升小→但承載能力和運(yùn)轉(zhuǎn)精度低小→易形成流27返回返回28第十二章-滑動(dòng)軸承課件29第十二章-滑動(dòng)軸承課件30第十二章-滑動(dòng)軸承課件31第十二章-滑動(dòng)軸承課件32第十二章-滑動(dòng)軸承課件33第十二章-滑動(dòng)軸承課件34滑動(dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、噪聲較滾動(dòng)軸承低.如果能夠保證液體摩擦潤(rùn)滑,滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開(kāi)而不發(fā)生直接接觸,則可以大大減少摩擦損失和表面磨損,且油膜具有一定的吸振能力.普通滑動(dòng)軸承的起動(dòng)摩擦阻力較滾動(dòng)軸承大.滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)