江蘇大學機械原理及設計第十二章 滑動軸承

1、2020年7月2日,機 械 原理及設計（）,第十二章 滑動軸承,第十二章 滑動軸承,12-1 概 述,12-2 滑動軸承的典型結構,12-3 滑動軸承的失效形式,12-4 軸瓦的材料和結構,12-5 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算,12-6 液體動力潤滑基本理論,12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算,12-8 其它型式滑動軸承簡介,一工作特點,1工作平穩(wěn)、噪音小，承受沖擊與振動載荷,2徑向尺寸?。捎迷趶较虺叽缡芟拗频膱龊希?3軸承特大特重型且需單件生產(chǎn)時,6可制成剖分式,12-1 概 述,4工作轉速特高的軸承,5特殊工作條件下,三主要設計內容,二類型,1按受載方向分,軸承的型式與結構、

2、軸瓦的結構與材料、軸承的結構參數(shù)、潤滑劑選擇與供應、軸承的工作能力及熱平衡計算。,一徑向軸承,1整體式,缺點：磨損后間隙不能調整 安裝時需作軸向移動，裝拆不方便,2剖分式,3自動調心式,12-2 滑動軸承的典型結構,整體式滑動軸承結構,斜剖分式滑動軸承,剖分式滑動軸承結構,徑向滑動軸承的結構,調心滑動軸承,可調間隙的滑動軸承,二止推軸承,a)實心式 b)空心式 c)單環(huán)式 d)多環(huán)式,一磨粒磨損,二刮傷,三膠合,四疲勞剝落,五腐蝕,12-3 滑動軸承的失效形式,一對軸瓦材料的要求,1良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性 2良好的順應性、嵌入性和磨合性 3足夠的強度和抗腐蝕性,二常用的軸瓦材料,1金屬

3、材料,軸承合金(巴氏合金或白合金)：嵌入性與順應性最好，磨合性良好，但強度低只作為軸承襯使用。用于重載、中高速場合、價格較貴,12-4 軸瓦的材料和結構,軸承合金：錫基軸承合金、鋁基軸承合金,鋁基合金（略）,銅合金有較高的強度、較好的減摩性和耐磨性，青銅比黃銅好。其中錫青銅減摩性和耐磨性最好，但錫青銅嵌入性、順應性、磨合性比軸承合金差，用于重載及中速場合，價格較貴；鉛青銅抗粘附能力強，用于重載及高速場合；鋁青銅的強度與硬度較高，抗粘附能力差，用于重載及低速場合。應用廣泛,灰鑄鐵、耐磨鑄鐵（略）,2粉末冶金材料（多孔金屬材料）燒結而成,3非金屬材料（塑料、橡膠、碳-石墨、木材等）,三軸瓦結構,整

4、體式軸瓦：整體、單層、雙層、多層卷制軸瓦 （可在內表面鑲嵌金屬或非金屬的軸承襯）,對開式軸瓦：厚壁與薄壁 厚壁用鑄造方法制造，將軸承合金用離心鑄造法澆鑄在其表面，軸瓦內表面制出各種形式的榫頭、溝槽。 薄壁用雙金屬板軋制方法制造，用于汽車發(fā)動機，軸瓦剛性小，受力后形狀取決于軸承座的形狀，軸瓦與軸承座需精密加工。,軸瓦結構：由13層材料制成(軸瓦內表面結構 ),軸瓦的固定,整體式軸瓦,四油孔和油槽,油孔和油槽應開在非承載區(qū),對于液體動壓徑向軸承油槽有周向和軸向兩種,整體軸套：油槽開在油膜厚度最大位置.,對開式：油槽開在剖分面處.,油溝與油槽的位置； 不要開在軸承的承載區(qū)內，否則將急劇降低軸承的承載

5、能力,油溝與油槽的形狀與位置,A失效形式: 邊界油膜破裂，引起過度磨損（膠合）,B設計準則: 耐磨性條件（邊界油膜不破裂）,12-5 不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算,由于這類軸承的承載能力不僅與邊界膜的強度及破裂溫度有關，而且與軸承的材料、軸頸及軸承表面粗糙度、潤滑油的供給量等因素有密切的關系，因此在工程上常以維持邊界膜不遭破壞為最低設計要求，采用簡化的條件性計算方法，該方法只適用與一般對工作可靠性要求不高的低速、重載或間隙工作的滑動軸承。,一徑向軸承,驗算p是為了防止工作壓力過大，引起劇烈磨損 驗算pv是為了控制溫升、防止膠合。 驗算v是為了防止滑動速度過高而加速磨損，而且也可防止局部pv

6、值過高，引起局部膠合。,選取滑動軸承的配合 ：H9/d9、H8/f7、H7/f6,二止推滑動軸承,一液體動力潤滑的基本方程,12-6 液體動力潤滑基本理論,取微元體,分析, 油層速度分布, 單位寬流量,設在p=pmax處的油膜厚度為h0，即該截面處的流量為Q=Vh0/2,一維雷諾方程,二形成液體動壓潤滑的必要條件,1兩相對運動表面必須形成收斂油楔,2兩表面有一定的相對運動速度， 大口進，小口出,3油有一定粘度，且供油充分,一建立液體動力潤滑的過程（分三個階段）,12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算,a)靜止 b)啟動 c)穩(wěn)定運轉,注意轉向與軸頸在軸承中的位置關系,幾何參數(shù)與油壓分布曲線

7、,二幾何參數(shù), 影響承載能力的七個因素,外載F、寬度B、軸徑 d、間隙()、偏心 e 速度V、粘度。, 四個無量綱量,三承載量系數(shù)Cp,用極坐標來積分,Py為P在外載荷方向上的分量（力的分解）,Py為軸承在單位寬度上的油膜承載力（從1到2進行積分）（Py為考慮端泄的影響對Py進行修正）,P為對應任意角任意位置的壓力（從1到進行積分）,F為油膜的總的承載能力（從-B/2到+B/2進行積分）,Cp求取 計算機數(shù)值分析（數(shù)值積分） 實驗（表128）,B軸承寬度 m F外載 N V圓周速度 m/s 動力粘度 Ns/m2,四膜厚條件,式中：S 安全系數(shù) 通常 S2 Rz1、Rz2 軸頸、軸瓦的粗糙度十點高度,總結,分析,五熱平衡計算,設計時，先假設一個平均溫度tm（75）,若ti3540，易于建立熱平衡 若ti3540，不易于建立熱平衡,f,六參數(shù)選擇,1寬徑比 B/d,B/d 小結構緊湊 B/d 過小端泄嚴重 承載能力低 B/d 大承載能力大 端泄少 易發(fā)熱 一般 B/d =0.31.5 推薦 B/d =1,問題：如何理解 若ti3540，易于建立熱平衡 若ti3540，不易于建立熱平衡,2相對間隙（根據(jù)載荷與速度來選取）,速度高，選