第15章 滑動軸承

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1、第15章 滑 動 軸 承 p.253p.253前言前言 摩擦狀態(tài) 滑動軸承的結(jié)構(gòu) 滑動軸承的材料 非液體摩擦滑動軸承的計算 潤滑劑和潤滑裝置 動壓潤滑基本原理一.軸承功用滑動軸承滾動軸承 :支承軸及軸上零件,并保證旋轉(zhuǎn)精度,減少軸與支承間的摩擦與磨損。向心軸承推力軸承軸承的功用之一減少摩擦與磨損 合理選擇材料,良好的潤滑二.軸承的分類：FaFrFA2FA1FR1FR2按摩擦性質(zhì)按摩擦性質(zhì)按載荷的方向按載荷的方向主要承受徑向載荷F （與軸心線垂直）主要承受軸向載荷FA (與軸心線一致)FR1FR2FA2FA1前前 言言15-1 摩擦狀態(tài) p.2361.干摩擦2.邊界摩擦3.液體摩擦4.混合摩擦

2、兩摩擦面間無任何潤滑劑固體表面直接接觸摩擦、磨損大強(qiáng)烈溫升不允許 0.300.35 兩摩擦面由吸附著的很簿的邊界膜隔 開的摩擦0.10.3 兩摩擦面完全由液體隔開的摩擦理想0.0010.01干、邊界、液體摩擦并存實際非液體摩擦5.滑動軸承的分類:（按潤滑方式）液體潤滑滑動軸承(靜壓、動壓)圖15-17非液體潤滑滑動軸承圖15-2015-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu) p.238(一)向心滑動軸承主要承受徑向載荷FR 1.整體式整體式 軸承座、軸瓦(軸套)(二)推力軸承(三)對軸瓦結(jié)構(gòu)的要求：2.剖分式剖分式 軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦(兩邊)、螺栓連接件。3.自動調(diào)心式自動調(diào)心式 (b/d=1.51.75

3、時用)實心、空心、單環(huán)、多環(huán)式。在止推軸承上開出若干楔形扇形面 固定式 可傾式(二)推力軸承主要承受軸向載荷FA(Fa)軸的端面或凸肩(推力圓盤)可形成動壓潤滑圖15-83.軸瓦定位配合4.必要時開油室5.軸瓦(三)對軸瓦結(jié)構(gòu)的要求：1.剖分式軸瓦 2.軸承應(yīng)開油孔、油溝 (供應(yīng)輸送,分布)剖分面載荷 水平 承載區(qū) 方向(35)傾斜 非承載區(qū)油孔油溝開在油孔油溝開在潤滑油應(yīng)由非承載區(qū)引入潤滑油應(yīng)由非承載區(qū)引入保證良好潤滑 不降低油膜承載力軸瓦載荷方向相對軸瓦方向不變軸頸載荷方向相對軸頸方向不變3.軸瓦定位配合 單金屬 雙、多金屬(與軸頸接觸)軸承襯 (貼合牢固)燕尾槽、螺旋槽 圖15-9 p.

4、241油溝形式油溝形式圖15-4 p.2394.必要時開油室5.軸瓦軸承襯定軸向:兩端凸臺,銷釘(銅)位周向:緊定螺釘,銷釘(銅)配合:小過盈量配合貯油和穩(wěn)定供油貯油和穩(wěn)定供油15-3 滑動軸承的材料 p.2402.青銅 以錫或銻為軟基體，均夾著銻錫、銅錫硬晶粒最好，但價高價高、強(qiáng)度低強(qiáng)度低3.灰鑄鐵、耐磨鑄鐵4.粉未治金（含油軸承、陶質(zhì)金屬）二.非金屬材料：1.軸承合金(白合金、巴氏合金)錫、鋁、鉛青銅輕載、低速塑料、尼龍、橡膠、硬木鐵（銅）粉石墨壓型燒結(jié)軸承襯。軸承襯。一.金屬材料:表15-1硬晶粒錫(銻)液體液體潤滑滑動軸承非液體非液體潤滑滑動軸承(一)失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則:磨損間隙運(yùn)動精

5、度耗功溫度粘度潤滑惡化燒瓦、膠合維持邊界油膜不遭破裂 p.245第101.主要失效形式:2.設(shè)計準(zhǔn)則:在潤滑劑中加少量石墨或MOS2邊界油膜較堅韌(二)設(shè)計計算：15-5非液體摩擦滑動軸承的計算(二)設(shè)計計算：一.向心軸承：P.245Mpa m/S (15-4)2.驗算驗算p值值Mpa (15-3)1.軸承壓強(qiáng)軸承壓強(qiáng)(p)驗算驗算 油不被過大壓力擠出不產(chǎn)生 過大磨損限制溫升防止油膜破裂防止膠合維持邊界油膜不遭破裂二.推力軸承FR徑向載荷N ；B軸承寛度mm；d軸頸直徑mm ；n軸頸轉(zhuǎn)速r/min；p，pV 許用應(yīng)力Mpa ,Mpam/S 查表(15-1)p.241d2二.推力軸承：P.245

6、1.軸承壓強(qiáng)驗算軸承壓強(qiáng)驗算:d2、d1環(huán)狀支承面的外、內(nèi)徑mm Z軸環(huán)數(shù)2.驗算值驗算值:Mpa (15-5)Mpa m/S (15-6)Vm 支承面平均半徑的圓周速度 m/sp,pV 許用應(yīng)力Mpa,Mpam/S (表15-1,P.241)表中值減小20%40%15-4 潤滑劑和潤滑裝置 p.242潤潤滑油潤滑油液體滑潤滑脂潤滑脂潤滑油稠化劑(硬脂酸氫氧化物)劑固體潤滑劑固體潤滑劑石墨、oS2、聚四氟乙稀一.潤滑目的：摩擦功耗磨損,冷卻、吸振、防銹三.潤滑脂：粘度粘度液體抵抗變形的能力,它標(biāo)志著液體的內(nèi)摩擦 阻力 的大小內(nèi)部剪應(yīng)力(牛頓粘性定律牛頓粘性定律)。二.潤滑油：潤滑效果好，具冷卻

7、、清洗作用。供油、密封麻煩。溫度粘度潤滑效果。1.主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo):2.特點特點:3.潤滑方法潤滑方法 4.牛頓粘性定律牛頓粘性定律3.潤滑方法潤滑方法:間歇潤滑:油孔、油杯連續(xù)潤滑:油杯、油環(huán)、飛濺、壓力動力粘度 PaS(Ns/m2)(國際)(15-1)運(yùn)動粘度(m2/s)潤滑油作層流流動時,各油層間的剪應(yīng)力與速度梯度成正比。4.牛頓粘性定律牛頓粘性定律液體密度 (kg/m3)沿 y 坐標(biāo)各油層速度呈線性分布剪切流。三.潤滑脂:1.性能指標(biāo)性能指標(biāo):2.特點特點:3.潤滑方法潤滑方法:潤滑油+稠化劑(金屬皂 氫氧化物+硬脂酸)針入度、滴點、耐水性油膜承載力大，不易流失，易密封、維護(hù),

8、啟動阻力大，散熱性差。間歇潤滑：黃油杯、注油杯二.形成動壓潤滑的必要條件三.向心滑動軸承形成動壓潤滑的過程四.液體動壓潤滑的基本方程15-6 動壓潤滑基本原理 p.246一.動壓潤滑形成原理 液體潤滑是軸瓦與軸頸間存在一定厚度的潤滑油膜兩摩擦面不直接接觸形成液體潤滑(靜、動壓)。p.246 圖15-16 a.b.F(兩板間液體)層流 流量相等 油膜無承載能力1.兩平行板間不能形 成動壓潤滑楔形間隙楔形間隙相對運(yùn)動相對運(yùn)動(由大由大小小)連續(xù)流體連續(xù)流體當(dāng)兩 板 間 各流層流動帶入油量帶出油量間隙內(nèi)油壓油膜具承載力流體由中向兩端流動壓力流。2.兩板相互傾斜兩板相互傾斜:圖 15-16 c.壓力油

9、膜壓力油膜起始起始于入口處，終止終止于最小油膜厚度處。剪切流壓力流剪線性分布 壓由中流向進(jìn)出口進(jìn)口流速進(jìn)口流速凹形凹形出口流速出口流速凸形凸形壓力最大處壓力最大處線性線性二.形成動壓潤滑的必要條件:p.247第81.有楔形間隙有楔形間隙2.連續(xù)充滿粘性流體連續(xù)充滿粘性流體3.有相對運(yùn)動有相對運(yùn)動(由大截面由大截面小截面小截面)兩工作平面間必須 hminen=0,形成形成彎曲的楔彎曲的楔形空間形空間軸瓦對軸頸摩擦力軸瓦對軸頸摩擦力軸頸向右滾動而軸頸向右滾動而偏移偏移開始形成動壓開始形成動壓潤滑潤滑，軸頸受軸頸受力向左移動力向左移動形成動壓潤滑形成動壓潤滑，并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)三.向心滑動軸承形

10、成動壓潤滑的過程：2.公式的建立:四.液體動壓潤滑的基本方程1.基本方程建立的假設(shè):(圖15-18)p.2471)Z向無限長,潤滑油在Z向沒有流動2)壓力p不隨y值的大小而變化,即同一油膜截面上壓力為常數(shù)3)潤滑油的粘度不隨壓 力而變化,并且忽略油 層的重力和慣性4)潤滑油處于層流狀態(tài)。1)油層的速度分布2)潤滑油流量3)液體動壓潤滑的基本方程2.公式的建立:AB板間形成動壓潤滑板間形成動壓潤滑取一微單元體(dx,dy,dz)它承受油壓p、內(nèi)摩擦切應(yīng)力 根據(jù)平衡條件,沿x方向:由牛頓粘性定律xyzpp+dp+d(15-7)沿沿x方向單位壓力變化率方向單位壓力變化率=沿沿y方向切應(yīng)力變化率。方向

11、切應(yīng)力變化率。油膜壓力變化率與速度梯度的導(dǎo)數(shù)有關(guān)。油膜壓力變化率與速度梯度的導(dǎo)數(shù)有關(guān)。1)油層的速度分布:(式15-7對y積分)當(dāng)y=0,u=V當(dāng)y=h,u=0(15-7)油層速度由兩部分組成油層速度由兩部分組成(后)呈線性分布剪切流(前)呈拋物線分布壓力流(油壓沿x方向變化)由邊界條件:(15-8)2)潤滑油流量:流體連續(xù)原理流體連續(xù)原理 流過不同截面的流量相等。油壓最大處,速度呈線性分布3)液體動壓潤滑的基本方程 (一維雷諾方程):(15-9)hh0 dp/dx0 油壓h h0 dp/dx 0 油壓h=h0 dp/dx=0 油壓最大小結(jié):1.軸承功用及分類 2.滑動軸承的材料 3.摩擦狀態(tài)分類；滑動軸承(按潤滑方式)的分類4.失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計計算方法5.潤滑目的,潤滑劑,粘度6.動壓潤滑形成的必要條件;向心滑動軸承形成動壓潤滑的過程。作業(yè)：15-4 P.2511.軸承功用;軸承的分類(摩擦性質(zhì),載荷方向)剖分式軸瓦的剖分面潤滑油供應(yīng)(輸送,分布)潤滑油應(yīng)由 引入軸承合金(白合金、巴氏合金)2.摩擦狀態(tài)分類；滑動軸承(按潤滑方式)的分類3.對軸瓦結(jié)構(gòu)的要求:(載荷)應(yīng)開油孔、油溝4.滑動軸承的材料軸承襯非承載區(qū)