機械設(shè)計 第11章 滑動軸承.ppt

1、第11章 滑動軸承,教學提示: 滑動軸承與滾動軸承不同之處在于滑動軸承的軸頸和軸承表面工作時形成滑動摩擦，而滾動軸承中滾動元件工作時主要形成滾動摩擦。 教學要求： 本章重點介紹動壓式液體摩擦滑動軸承的承載機理、雷諾方程及設(shè)計中的參數(shù)選擇等問題。同時對常用的軸承結(jié)構(gòu)和材料、非液體摩擦滑動軸承的條件性計算、靜壓式液體摩擦滑動軸承及空氣潤滑軸承作了簡單的介紹。,11.1機械設(shè)計中的摩擦、磨損和潤滑問題,11.1.1機械中的摩擦問題 按摩擦狀態(tài)分:干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦和混合摩擦等.,11.1.2 機械中的磨損問題,磨損-摩擦表面的物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象. 耐磨性-指磨損過程中材料抵抗脫落的能力，常用

2、磨損率的倒數(shù)來表示。,11.1.3機械中的潤滑問題,流體摩擦潤滑的性質(zhì)取決于粘性流體的內(nèi)摩擦力。粘度是衡量內(nèi)摩擦大小的指標，粘度越大，摩擦力也大。 按建立壓力油膜的原理不同，流體潤滑主要有：流體動力潤滑和彈性流體動力潤滑、流體靜力潤滑。,11.2滑動軸承概述,11.2.1滑動軸承的特點與分類 1.滑動軸承的特點： (1)滑動軸承壽命長、適用于高速. (2)能承受沖擊和振動載荷。 (3)運轉(zhuǎn)精度高、工作平穩(wěn)無噪音。 (4)結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便。 (5)承載能力大，可用于重載場合。 (6)非液體摩擦滑動軸承，摩擦損失大；,2.軸承的分類：,(1)按照承受載荷的方向，軸承可分為向心軸承和推力軸承兩類。

3、 (2)根據(jù)軸承工作的摩擦性質(zhì)，又可分為滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)兩類 。,11.2.2滑動軸承的設(shè)計內(nèi)容,（1）決定軸承的結(jié)構(gòu)型式； （2）選擇軸瓦和軸承襯的材料； （3）決定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)； （4）選擇潤滑劑和潤滑方法； （5）計算軸承工作能力。,11.2.3滑動軸承的摩擦潤滑狀態(tài),1.干摩擦 2.液體摩擦潤滑 3.邊界摩擦潤滑 4混合摩擦潤滑,11.3滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式,11.3.1向心滑動軸承 1.整體式向心滑動軸承 2.剖分式向心滑動軸承 3. 調(diào)心式向心滑動軸承,1.整體式向心滑動軸承 2.剖分式向心滑動軸承,3. 調(diào)心式向心滑動軸承,圖11.9 自動

4、調(diào)心軸承,11.3.2推力滑動軸承,a）實心端面軸頸 b）空心端面軸頸 c）環(huán)狀軸頸 d）多環(huán)軸頸 圖11.10 普通推力軸頸,11.4滑動軸承的材料,11.4.1對材料的性能要求 （1）強度、塑性、順應(yīng)性和嵌藏性； （2）磨合性、減摩性和耐磨性； （3）耐腐蝕性； （4）潤滑性能和熱學性質(zhì)(傳熱性及熱膨脹性)； （5）工藝性； （6）經(jīng)濟性。,11.4.2滑動軸承的材料,1軸承合金(又稱白合金、巴氏合金) 2軸承青銅 3多孔質(zhì)金屬材料 4軸承塑料,11.4.軸瓦的結(jié)構(gòu),1.軸瓦和軸承襯,圖11.11 剖分軸瓦,2.油孔、油溝和油室,圖11.13 不正確的油溝布置降低油膜承載能力,11.5滑動

5、軸承的潤滑劑和潤滑裝置,11.5.1潤滑劑及其性能指標 一般原則如下： 在壓力大或沖擊、變載等工作條件下，應(yīng)選用粘度較高的油。 滑動速度高時，容易形成油膜，為了減小摩擦功耗，應(yīng)采用粘度較低的油。 加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面，應(yīng)選用粘度較高的油。 循環(huán)潤滑、芯捻潤滑或油墊潤滑時，應(yīng)選用粘度較低的油。飛濺潤滑應(yīng)選用高品質(zhì)、能防止與空氣接觸而氧化變質(zhì)或因激烈攪拌而乳化的油。 低溫工作的軸承應(yīng)選用凝點低的油。,11.5.2潤滑方法,1、油潤滑 (1) 滴油潤滑 （2）芯捻或線紗潤滑 （3）油環(huán)潤滑 （4）飛濺潤滑 （5）浸油潤滑 （6）壓力循環(huán)潤滑 2、脂潤滑,11.6不完全液體摩擦滑動軸承的計算,11

6、.6.1向心滑動軸承 1限制軸承平均壓強p,2限制軸承pv值,3限制滑動速度v,11.6.2推力滑動軸承,11.7液體動力潤滑向心滑動軸承設(shè)計計算,11.7.1流體動力潤滑的基本方程 1雷諾動力潤滑方程式,圖 11.18 動力分析,一維雷諾動力潤滑方程式,11.7.2向心滑動軸承形成液體動力潤滑的過程,1.幾何條件,2. 動力潤滑狀態(tài)建立,1)軸的起動階段(a圖)； 2)不穩(wěn)定潤滑階段，這時軸頸沿軸承內(nèi)壁上爬，不時發(fā)生表面接觸的摩擦(b圖)； 3)液體動力潤滑運行階段，這時由于轉(zhuǎn)速足夠高，帶入到摩擦面間的油量能充滿油楔，并建立承載油膜使軸頸拾起(c圖)。,液體動力潤滑的過程,圖11.21 建立

7、液體動力潤滑的過程,承載能力和承載量系數(shù),(3) 最小油膜厚度的驗算,(4)熱平衡計算,(5) 保證液體動力潤滑的條件,(6) 參數(shù)選擇, 寬徑比, 相對間隙,平均壓強p,粘度,11.7.3液體動力潤滑向心滑動軸承設(shè)計步驟,1、液體動壓潤滑向心滑動軸承設(shè)計的基本原則是： 1)保證有足夠的最小油膜厚度hmin，把兩摩擦表面完全隔開； 2)限制軸承溫升，使?jié)櫥驮诠ぷ髦斜３肿銐虻恼扯龋?3)維持足夠的潤滑油流層，使它能源源不斷地補充進油楔。 2、液體動力潤滑向心滑動軸承設(shè)計步驟： 軸承材料的選擇； 潤滑劑和潤滑方法的選擇； 承載力計算； 熱平衡計算； 安全度計算； 選擇配合。,11.8滑動軸承潤滑

8、劑的選擇,11.8.1潤滑脂及其選擇 選擇潤滑脂的一般原則為； 1)當壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小一些的品種；反之，選擇針入度大一些的品種。 2)所用潤滑脂的滴點，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約2030，以免造成工作時潤滑脂過多地流失。 3)在有潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性強的鈣基或鋁基潤滑脂。在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基潤滑脂。,11.8.2潤滑油及其選擇,一般來說，當轉(zhuǎn)速高、壓力小時，應(yīng)選粘度較低的油；反之，當轉(zhuǎn)速低、壓力大時，應(yīng)選粘度較高的油。,11.8.3固體潤滑劑,固體潤滑劑可以在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力，通常只用于一些有特殊要求的場合。 二硫化鉬用粘結(jié)劑調(diào)配涂在軸承摩

9、擦表面上可以大大提高摩擦副的磨損壽命。 在金屬表面上涂鍍一層鉬然后放在含硫的氣氛中加熱，可生成膜。這種膜粘附最為牢固，承載能力極高。,11.9其它軸承簡介,11.9.1多油楔軸承,圖11.24 多油楔滑動軸承,11.9.2靜壓軸承與空氣軸承,1、液體靜壓軸承 液體靜壓軸承的主要特點是： 1)潤滑狀態(tài)和油膜壓力與軸頸轉(zhuǎn)速的關(guān)系很小，即使軸頸不旋轉(zhuǎn)也可以形成油膜，因此可以在轉(zhuǎn)速極低的條件下(如巨型天文望遠鏡的軸承)獲得液體摩擦潤滑： 2)提高油壓Ps就可提高承載能力，在重載的條件下(如球磨機和軋鋼機的軸承)也可獲得液體摩擦潤滑； 3)轉(zhuǎn)速不高時軸承摩擦系數(shù)極小，故適宜用于像測力天平這類儀器中。 2、氣體軸承,小 結(jié)