《第十五章 滑動軸承》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第十五章 滑動軸承（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、機械設計基礎滑動軸承軸承概述軸承概述箱體箱體齒輪齒輪軸軸軸承軸承軸承孔軸承孔v軸承：軸承：支持軸或軸上轉動零件的部件支持軸或軸上轉動零件的部件v作用作用：v支持支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉精度軸及軸上零件，保持軸的旋轉精度v減少減少轉軸與支持面間的轉軸與支持面間的摩擦磨損摩擦磨損v分類：分類：v按承載方向分：按承載方向分：向心軸承、推力軸承向心軸承、推力軸承v按摩擦性質分：按摩擦性質分：滑動軸承、滾動軸承滑動軸承、滾動軸承機械設計基礎滑動軸承滾動軸承滾動軸承滑動軸承滑動軸承應用實例：應用實例：汽輪機、離心式壓縮機、內(nèi)燃機、汽輪機、離心式壓縮機、內(nèi)燃機、大型電機、水泥攪拌機、滾筒清砂機、破碎機
2、大型電機、水泥攪拌機、滾筒清砂機、破碎機等機械常采用滑動軸承。等機械常采用滑動軸承。優(yōu)點多，應用廣優(yōu)點多，應用廣用于高速、高精度、重載、用于高速、高精度、重載、結構上要求剖分等場合。結構上要求剖分等場合。箱體箱體齒輪齒輪軸軸軸承軸承軸承孔軸承孔機械設計基礎滑動軸承滑動軸承滑動軸承15-1 摩擦狀態(tài)15-2 滑動軸承的結構型式15-3 軸瓦及軸承襯材料15-4 潤滑劑和潤滑裝置15-5 非全液體摩擦滑動軸承的計算15-6 動壓潤滑的基本原理v基本要求基本要求:v了解滑動軸承的特點、應用場合了解滑動軸承的特點、應用場合v了解滑動軸承的典型結構、軸瓦材料及其選用原則了解滑動軸承的典型結構、軸瓦材料及
3、其選用原則v了解常用潤滑劑及潤滑裝置了解常用潤滑劑及潤滑裝置v掌握不完全液體潤滑滑動軸承的設計原理及設計方法掌握不完全液體潤滑滑動軸承的設計原理及設計方法v了解動壓潤滑原理了解動壓潤滑原理機械設計基礎滑動軸承15-1 摩擦狀態(tài)摩擦狀態(tài)v主要特點：主要特點：工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤滑時摩擦損失小工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤滑時摩擦損失小v應用情況：應用情況：工作轉速特高的軸承；要求對軸的支承位置特別精確的軸工作轉速特高的軸承；要求對軸的支承位置特別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸承；特重型軸承；大沖擊和振動載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承；特殊工況下小的軸
4、承；特殊工況下v滑動軸承中的摩擦按潤滑油存在方式分：滑動軸承中的摩擦按潤滑油存在方式分：干摩擦、邊界摩擦、液體摩干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦擦、混合摩擦(非液體摩擦非液體摩擦)機械設計基礎滑動軸承1.干摩擦干摩擦 固體表面直接接觸，因而固體表面直接接觸，因而 不用許出現(xiàn)干摩擦！不用許出現(xiàn)干摩擦！2.邊界摩擦邊界摩擦功耗功耗 磨損磨損 溫度溫度 燒毀軸瓦燒毀軸瓦 運動副表面有一層厚度運動副表面有一層厚度1 m的薄油膜，不足的薄油膜，不足以將兩金屬表面分開，其表面微觀高峰部分仍以將兩金屬表面分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削。將相互搓削。比干摩擦的磨損輕，比干摩擦的磨損輕，f 0.1 0
5、.3v有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。接觸。3.液體摩擦液體摩擦摩擦和磨損極輕，摩擦和磨損極輕，f 0.001 0.01 vv v機械設計基礎滑動軸承fn/p o在一般機器中，處于以上三種情況的混合狀態(tài)。在一般機器中，處于以上三種情況的混合狀態(tài)。邊界摩擦邊界摩擦混合摩擦混合摩擦液體摩擦液體摩擦摩擦特性曲線摩擦特性曲線稱無量綱參數(shù)稱無量綱參數(shù)n/p為軸承特性數(shù)。為軸承特性數(shù)。-動力粘度，動力粘度，p-壓強壓強，n-每秒轉數(shù)每秒轉數(shù) 機械設計基礎滑動軸承15-2 滑動軸承的結構滑動軸承的結構型式型式v向心滑動軸承向心滑動軸承 推推力滑動軸承
6、力滑動軸承v滑動軸承組成：滑動軸承組成：軸承體、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置軸承體、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置v滑動軸承分類：滑動軸承分類：v向心滑動軸承向心滑動軸承 整體式、剖分式、自動調(diào)心式整體式、剖分式、自動調(diào)心式v推力滑動軸承推力滑動軸承機械設計基礎滑動軸承薄壁軸瓦薄壁軸瓦軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。個軸徑上。進油孔進油孔油溝油溝F厚壁軸瓦厚壁軸瓦整體軸套整體軸套卷制軸套卷制軸套機械設計基礎滑動軸承整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承軸承座軸承座整體軸套整體軸套油孔油孔螺紋孔螺紋孔v
7、結構：結構：軸承座、軸套（整體）軸承座、軸套（整體）v 軸承座設有安裝潤滑油杯的螺紋孔軸承座設有安裝潤滑油杯的螺紋孔v 軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽v特點：特點：結構簡單，成本低結構簡單，成本低v 但裝拆不便，無法調(diào)整但裝拆不便，無法調(diào)整v應用：應用：低速、輕載或間歇性工作的機器低速、輕載或間歇性工作的機器機械設計基礎滑動軸承剖分式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承軸承座軸承座軸承蓋軸承蓋雙頭螺柱雙頭螺柱油孔油孔油槽油槽剖分式軸瓦剖分式軸瓦v結構：結構：軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱v特點：特點：剖分面作成階梯狀，且垂直載荷方向剖分
8、面作成階梯狀，且垂直載荷方向v 正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯v 磨損后可調(diào)整間隙，結構復雜磨損后可調(diào)整間隙，結構復雜v應用：應用：常用常用機械設計基礎滑動軸承推力滑動軸承推力滑動軸承v分類：分類：空心式、單環(huán)式、多環(huán)式空心式、單環(huán)式、多環(huán)式v軸上的軸向力應采用推力軸承來承受軸上的軸向力應采用推力軸承來承受v止止推推面面：軸軸端端面面、軸軸中中段段做做凸凸肩肩或或裝裝上上推力圓盤推力圓盤機械設計基礎滑動軸承作用：作用：用來承受軸向載荷用來承受軸向載荷 結構特點：結構特點：在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推環(huán)形面上，在軸的端面、
9、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形塊。其數(shù)量一般為分布有若干有楔角的扇形塊。其數(shù)量一般為612。-傾角固定，頂部預留平臺，傾角固定，頂部預留平臺，用來承受停車后的載荷。用來承受停車后的載荷。類型類型固定式固定式可傾式可傾式-傾角隨載荷、轉速自行傾角隨載荷、轉速自行 調(diào)整，性能好。調(diào)整，性能好。FF巴氏巴氏合金合金繞此繞此邊線自邊線自行傾斜行傾斜F機械設計基礎滑動軸承15-3 軸瓦及軸承襯材料軸瓦及軸承襯材料v軸瓦或軸承襯：軸瓦或軸承襯：軸頸應比軸瓦耐磨軸頸應比軸瓦耐磨v常用材料：常用材料：v金屬：青銅、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等金屬：青銅、軸承合金、粉末冶金、灰
10、鑄鐵等v非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯v軸承蓋、軸承座：軸承蓋、軸承座：灰鑄鐵，鑄鋼灰鑄鐵，鑄鋼v軸頸：軸頸：鋼鋼機械設計基礎滑動軸承材料要求：材料要求：1）摩擦系數(shù)??；）摩擦系數(shù)??；2）導熱性好，熱膨脹系數(shù)??；）導熱性好，熱膨脹系數(shù)??；3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強；）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強；4）有足夠的機械強度和塑性。）有足夠的機械強度和塑性。能同時滿足這些要求的材料是難找的，但應根據(jù)具體情況主要的使用要求。能同時滿足這些要求的材料是難找的，但應根據(jù)具體情況主要的使用要求。工工程程上上常常用用澆澆鑄鑄或或壓壓合合的的方方法法將將兩兩種種
11、不不同同的的金金屬屬組組合在一起，性能上取長補短。合在一起，性能上取長補短。軸承襯軸承襯一、軸承合金（白合金、巴氏合金）一、軸承合金（白合金、巴氏合金）1）錫銻軸承合金）錫銻軸承合金優(yōu)優(yōu)點點：f 小小，抗抗膠膠合合性性能能好好、對對油油的的吸吸附附性性強強、耐耐腐腐蝕蝕性性好好、容容易易跑跑合合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。15-3 軸瓦及軸承襯材料軸瓦及軸承襯材料機械設計基礎滑動軸承2）青銅）青銅缺點：缺點：價格貴、機械強度較差；價格貴、機械強度較差；只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青
12、銅軸瓦上。工作溫度：工作溫度：t軸瓦硬度軸瓦硬度輕載，低速輕載，低速機械設計基礎滑動軸承表表15-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號材料及其代號鑄鑄錫銻軸承合金錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鑄鉛銻軸承合金鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄鑄錫青銅錫青銅ZCuSn10P1鑄鑄錫青銅錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鑄鋁青銅鋁青銅ZCuAl10Fe3pMpapvMpa.m/s平穩(wěn)平穩(wěn)沖擊沖擊25202015HBS金屬型金屬型 砂型砂型最高工作最高工作溫度溫度軸徑硬度軸徑硬度150HBS150HBS150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC45
13、HBC45HBC45HBC150150150150280280280280280280272730309090808065656060110110100100151515158 815151010151515151212機械設計基礎滑動軸承一、一、潤滑劑潤滑劑作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。分類分類液體液體潤滑劑潤滑劑-潤滑油潤滑油半固體半固體潤滑劑潤滑劑-潤滑脂潤滑脂固體固體潤滑劑潤滑劑1.潤潤滑滑油油粘度粘度-重要參數(shù)重要參數(shù) 液體層與層之間摩擦切應力：液體層與層之間摩擦切應力：=dudy-牛頓液體流動定律牛頓液體流動定律
14、 -液體的動力粘度，簡稱粘度液體的動力粘度，簡稱粘度量綱：力量綱：力時間時間/長度長度2單位：單位：N s/m/m2 (Pa ss)或或泊：泊：1P=1 dyn s/cm/cm2 運動粘度：運動粘度：=單位：單位：m m2/s或斯或斯St：cmcm2/s 或或厘斯厘斯cSt：1St=100 1St=100 cStcSt實驗結果：實驗結果：oxyydydu分析位置分析位置y處薄層的受力處薄層的受力 AB我國石油產(chǎn)品是用運動粘度標定的我國石油產(chǎn)品是用運動粘度標定的 15-4 潤滑劑和潤滑裝置潤滑劑和潤滑裝置機械設計基礎滑動軸承表表15-2 常用常用潤滑油的主要性質常用常用潤滑油的主要性質名名 稱稱
15、全損耗全損耗系統(tǒng)用油系統(tǒng)用油GB443-89汽輪機油汽輪機油GB11120-89代代 號號40 的粘度的粘度mm2/sL-AN7 6.127.48 -10 110凝凝點點 C閃點閃點(開式開式)C用于高速底負荷機械、用于高速底負荷機械、精密機床、紡織紗錠的精密機床、紡織紗錠的潤滑和冷卻。潤滑和冷卻。普通機床的液壓油。普通機床的液壓油。用于一般滑動軸承、用于一般滑動軸承、齒輪、蝸輪的潤滑齒輪、蝸輪的潤滑用于重型機床導軌、用于重型機床導軌、礦山機械的潤滑。礦山機械的潤滑。用于汽輪機、發(fā)電機等用于汽輪機、發(fā)電機等高速高負荷軸承和各種高速高負荷軸承和各種小型液體潤滑軸承小型液體潤滑軸承L-AN100
16、90110 0 210L-AN10 9.011.0 -10 125L-AN15 13.516.5 -10 165L-AN32 28.832.2 -10 170L-AN46 41.450.6 -10 180L-AN68 61.274.8 -10 190L-TSA32 28.835.2-7 180L-TSA46 41.450.6主要用途主要用途機械設計基礎滑動軸承2.潤滑脂潤滑脂潤滑油的特性：潤滑油的特性：1）溫度）溫度 t 2）壓力）壓力p 選用原則：選用原則：1)載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；2)載荷小、轉速高的軸承，宜選用粘度小的油；載荷小、
17、轉速高的軸承，宜選用粘度小的油；-潤潤滑滑油油與與各各種種稠稠化化劑劑（鈣鈣、鈉鈉、鋁鋁、鋰鋰等等金金屬屬皂皂）混混合稠化而成。合稠化而成。優(yōu)優(yōu)點點：密密封封簡簡單單、不不需需要要經(jīng)經(jīng)常常添添加加、不不易易流流失失；對對速速度度和和溫溫度不敏感，適用范圍廣。度不敏感，適用范圍廣。但但p 350 才開始氧化，可在水中工作。才開始氧化，可在水中工作。-摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣 (-60300)，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。-摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。使用方式：使用方式：1.調(diào)和在潤滑油中；調(diào)和在潤滑油中；2.涂覆、燒結在摩擦表面形成覆
18、蓋膜；涂覆、燒結在摩擦表面形成覆蓋膜；3.混入金屬或塑料粉末中燒結成型?；烊虢饘倩蛩芰戏勰┲袩Y成型。機械設計基礎滑動軸承二、潤滑裝置二、潤滑裝置1.油油杯杯 針閥針閥式油式油杯杯旋蓋式油杯旋蓋式油杯 脂用彈簧彈簧蓋油蓋油杯杯壓注式油杯壓注式油杯機械設計基礎滑動軸承2.油環(huán)油環(huán) 機械設計基礎滑動軸承13-5 非液體摩擦滑動軸承的計算非液體摩擦滑動軸承的計算v工作條件：工作條件：邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤滑存在邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤滑存在失效形式：失效形式：v磨損磨損導致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉精度，甚至使軸導致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉精度，甚至使軸承不能正常工作承不
19、能正常工作v膠合膠合高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上高速重載且潤滑不良時，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)膠合較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合設計準則：設計準則：v維持邊界膜不遭破壞維持邊界膜不遭破壞v主要進行壓強主要進行壓強p、壓強與速度乘積、壓強與速度乘積 pv 的驗算的驗算一、向心軸承的計算二、推力軸承的計算三、設計步驟機械設計基礎滑動軸承一、一、向心軸承計算向心軸承計算在在油油、脂脂中中加加入入少少量量石石墨墨或或二二硫硫化化鉬鉬粉粉末末，形形成成邊邊界界油油膜膜，填填平平粗粗糙糙表表面面而減少磨損。不能完全排除磨損。而減少磨損。不能完全排除磨
20、損。1.軸承的壓強軸承的壓強pF-徑向載荷，徑向載荷，B-軸瓦寬度，軸瓦寬度，d-軸徑，軸徑，p-許用壓強。許用壓強。p=pFBd表表15-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號材料及其代號鑄鑄錫銻軸承合金錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鑄鉛銻軸承合金鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄鑄錫青銅錫青銅ZCuSn10P1鑄鑄錫青銅錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鑄鋁青銅鋁青銅ZCuAl10Fe3pMpapvMpa.m/s平穩(wěn)平穩(wěn)沖擊沖擊25202015HBS金屬型金屬型 砂型砂型最高工作最高工作溫度溫度軸徑硬度軸徑硬度150HBS150HBS150HBS15
21、0HBS45HBC45HBC45HBC45HBC45HBC45HBC150150150150280280280280280280272730309090808065656060110110100100151515158 81515101015151515121213-5 非液體摩擦滑動軸承的計算非液體摩擦滑動軸承的計算機械設計基礎滑動軸承2.軸承的軸承的pv值值 壓強限制p以保證潤滑劑不被擠出n-轉速，轉速，pv-許用值。許用值。pv=FBddn60 1000pv二、二、推力軸承計算推力軸承計算 z-軸環(huán)數(shù)軸環(huán)數(shù),pvm=pvp考慮承載的不均勻性，考慮承載的不均勻性，p、pv應降低應降低204
22、0%Fd1d2Fd1d2機械設計基礎滑動軸承三、設計步驟三、設計步驟選擇軸瓦材料選擇軸瓦材料確定軸承結構形式確定軸承結構形式確定軸承寬度確定軸承寬度b和直徑和直徑d驗算驗算p、pv選擇軸承的配合選擇軸承的配合選擇潤滑劑與潤滑裝置選擇潤滑劑與潤滑裝置機械設計基礎滑動軸承一、動壓潤滑的形成和原理和條件一、動壓潤滑的形成和原理和條件15-6 動壓潤滑的基本原理動壓潤滑的基本原理FFFF兩平形板之間不能形成壓力油膜！兩平形板之間不能形成壓力油膜！v vvh1aah2cc動壓油膜動壓油膜-因運動而產(chǎn)生的壓力油膜。因運動而產(chǎn)生的壓力油膜。v vvh0bbF機械設計基礎滑動軸承F形成動壓油膜的必要條件：形成
23、動壓油膜的必要條件：1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤滑油或其它液體；兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤滑油或其它液體；3.兩兩工工件件表表面面必必須須有有相相對對滑滑動動速速度度。其其運運動動芳芳方方向向必必須須保保證證潤潤滑滑油油從從大大截截面流進，從小截面出來。面流進，從小截面出來。Fy=F Fx 0 Fy=F Fx=0向心軸承動壓油膜的形成過程：向心軸承動壓油膜的形成過程：靜止靜止 爬升爬升 將軸起抬將軸起抬轉速繼續(xù)升高轉速繼續(xù)升高質心質心左移左移 穩(wěn)定運轉穩(wěn)定運轉達到工作轉速達到工作轉速e-偏心距偏心距e機械設計基礎滑動軸承例：例：例15-2、作業(yè)15-2。
第十五章 滑動軸承
