第17章滑動軸承2

1、第第1717章章 滑動軸承滑動軸承基本要求：1.1.掌握以不完全液體潤滑徑向滑動軸承和液掌握以不完全液體潤滑徑向滑動軸承和液體動壓潤滑徑向滑動軸承的計算。體動壓潤滑徑向滑動軸承的計算。2.2.掌握滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)、軸瓦材料等掌握滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)、軸瓦材料等基本知識?；局R。3.3.了解軸承參數(shù)，如寬徑比、相對間隙、偏了解軸承參數(shù)，如寬徑比、相對間隙、偏心率、最小油膜厚度等大小對軸承性能的心率、最小油膜厚度等大小對軸承性能的影響，掌握選取原則。影響，掌握選取原則。不完全液體潤滑徑向滑動軸承和液體不完全液體潤滑徑向滑動軸承和液體動壓潤滑徑向滑動軸承的計算動壓潤滑徑向滑動軸承的計算液體動力

2、潤滑的基本方程式液體動力潤滑的基本方程式 重點：重點：難點：難點：17.1 17.1 概述概述17.2 17.2 徑向滑動軸承的主要類型徑向滑動軸承的主要類型17.3 17.3 滑動軸承的材料滑動軸承的材料17.4 17.4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)17.5 17.5 軸承潤滑材料軸承潤滑材料17.6 17.6 潤滑方法潤滑方法17.7 17.7 滑動軸承的條件性計算滑動軸承的條件性計算17.8 17.8 液體動力潤滑的基本方程式液體動力潤滑的基本方程式17.9 17.9 液體動力潤滑徑向軸承的計算液體動力潤滑徑向軸承的計算組成：組成：軸承座軸承座（常為鑄鐵）、（常為鑄鐵）、軸軸套套（開油孔，內(nèi)表面開

3、（開油孔，內(nèi)表面開油溝以送油）油溝以送油）優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單。用于低結(jié)構(gòu)簡單。用于低速、載荷不大、間歇工作速、載荷不大、間歇工作的機器上的機器上缺點：缺點：磨損間隙無法調(diào)整，磨損間隙無法調(diào)整，軸頸只能從端部裝入，軸頸只能從端部裝入，對對中間軸頸的軸無法安裝。中間軸頸的軸無法安裝。圖圖17.1整體式徑向滑動軸承整體式徑向滑動軸承17.2 17.2 徑向滑動軸承的主要類型徑向滑動軸承的主要類型 17.2.1 17.2.1 整體式整體式圖圖17.2 剖分式徑向滑動軸承剖分式徑向滑動軸承17.2.2 17.2.2 剖分式剖分式剖分面剖分面17.2 17.2 徑向滑動軸承的主要類型徑向滑動軸承的主要類

4、型 軸承剖分面：軸承剖分面： （最好與載荷垂直）（最好與載荷垂直）多數(shù)是水平，也有多數(shù)是水平，也有傾斜的。常為階梯傾斜的。常為階梯形，以便定位與防形，以便定位與防止錯動。止錯動。主要參數(shù)之一：主要參數(shù)之一：寬徑比（寬徑比（B/d）：軸承寬度與直徑之比。軸承寬度與直徑之比。寬徑比（寬徑比（B/d）1.5，可以采用自動調(diào)心可以采用自動調(diào)心軸承。軸承。17.2.2 17.2.2 剖分式剖分式17.3 17.3 滑動軸承的材料滑動軸承的材料主要失效形式主要失效形式是軸瓦磨損、疲勞損壞及軸承是軸瓦磨損、疲勞損壞及軸承 襯脫落。襯脫落。17.4.2 17.4.2 油孔、油溝和油室油孔、油溝和油室油室：起貯

5、油、穩(wěn)定供油的作用。油室：起貯油、穩(wěn)定供油的作用。常見油溝的形狀見圖常見油溝的形狀見圖17.617.6(非承載軸瓦非承載軸瓦) 油孔：油孔：用來供油用來供油油溝油溝輸送和分輸送和分布潤滑油；軸向布潤滑油；軸向油溝較油溝較B B小。小。油溝不能開在油膜承載區(qū)內(nèi)，否則會降油溝不能開在油膜承載區(qū)內(nèi)，否則會降低油膜的承載能力。低油膜的承載能力。17.5 17.5 軸承潤滑材料軸承潤滑材料潤滑的目的：潤滑的目的：減小摩擦功耗、降低磨損率，同時還起冷減小摩擦功耗、降低磨損率，同時還起冷卻、防塵、防銹以及吸振等作用。卻、防塵、防銹以及吸振等作用。主要物理及化學性能指標：主要物理及化學性能指標： 17.5.1

6、 17.5.1 潤滑油潤滑油 選擇軸承用油的粘度時，應考慮選擇軸承用油的粘度時，應考慮軸承壓軸承壓力、滑動速度、摩擦表面狀況、潤滑方式力、滑動速度、摩擦表面狀況、潤滑方式等等條件。條件。對于動壓潤滑軸承，對于動壓潤滑軸承，粘度粘度是最重要的指是最重要的指標，也是選擇用油的主要依據(jù)。標，也是選擇用油的主要依據(jù)。17.5.2 17.5.2 潤滑脂潤滑脂 軸頸速度軸頸速度1 12m/s2m/s可采用脂潤滑可采用脂潤滑。承載力較大承載力較大，但物理和化學性質(zhì)不如潤滑油，但物理和化學性質(zhì)不如潤滑油穩(wěn)定，穩(wěn)定，摩擦功耗大摩擦功耗大，不宜在溫度變化大或高不宜在溫度變化大或高速下使用速下使用。工業(yè)上應用最廣的

7、潤滑脂是鈣基潤滑工業(yè)上應用最廣的潤滑脂是鈣基潤滑脂脂 。向軸承供應潤滑油或潤滑脂的方法。向軸承供應潤滑油或潤滑脂的方法。17.6 17.6 潤滑方法潤滑方法17.6.1 17.6.1 油潤滑油潤滑間歇供油：間歇供油：用油壺或油杯供油。用油壺或油杯供油。連續(xù)：連續(xù)：供油比較可靠，連續(xù)供油方法見圖供油比較可靠，連續(xù)供油方法見圖 潤滑脂只能間歇供油。潤滑杯（黃油杯）潤滑脂只能間歇供油。潤滑杯（黃油杯）是應用最廣的脂潤滑裝置。也常用黃油槍向軸是應用最廣的脂潤滑裝置。也常用黃油槍向軸承補充潤滑脂。承補充潤滑脂。17.6.2 17.6.2 脂潤滑脂潤滑17.7 17.7 滑動軸承的條件性計算滑動軸承的條件

8、性計算磨粒磨損、粘著磨損、刮傷、軸承襯剝落、磨粒磨損、粘著磨損、刮傷、軸承襯剝落、腐蝕。腐蝕。 對于工作要求不高、對于工作要求不高、v v較低，載荷不大，難以較低，載荷不大，難以維護等條件下工作的軸承，往往設(shè)計成非流體摩維護等條件下工作的軸承，往往設(shè)計成非流體摩擦滑動軸承（混合潤滑軸承）。擦滑動軸承（混合潤滑軸承）。主要失效形式：主要失效形式： 防止失效的關(guān)鍵在于能否保證軸頸和軸防止失效的關(guān)鍵在于能否保證軸頸和軸瓦間形成一層邊界油膜。瓦間形成一層邊界油膜。 混合潤滑軸承的設(shè)計計算，主要是在軸承混合潤滑軸承的設(shè)計計算，主要是在軸承直徑直徑d d和寬度和寬度B B確定以后，進行工作能力的計算：確定

9、以后，進行工作能力的計算： 驗算驗算p p、pvpv、v v是否超過許用值。是否超過許用值。17.7 17.7 滑動軸承的條件性計算滑動軸承的條件性計算17.7.1 17.7.1 徑向軸承徑向軸承 設(shè)計時，一般已知設(shè)計時，一般已知d d，n n（r/minr/min）和軸承）和軸承載荷載荷F F。按如下步驟：。按如下步驟： 1 1、根據(jù)工作條件、使用要求，、根據(jù)工作條件、使用要求，確定軸承確定軸承結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式，并按表，并按表17.117.1、17.217.2選軸承材料選軸承材料；2 2、選選B/dB/d，求出，求出B B；3 3、驗算工作能力驗算工作能力。pdBFp1) 1) 限制軸承平均

10、壓強限制軸承平均壓強p p為防止過度磨損為防止過度磨損 2 2）限制軸承）限制軸承pvpv（速度較高的軸，目的（速度較高的軸，目的是限制軸承的溫升）是限制軸承的溫升）20000pvBFnpvMPa3) 3) 限制滑動速度限制滑動速度v v（速度高時）（速度高時）100060vdnv17.7.1 17.7.1 徑向軸承徑向軸承 當與徑向軸承聯(lián)合使用時，可承受復合載荷。當與徑向軸承聯(lián)合使用時，可承受復合載荷。a)a)實心端實心端面軸頸；面軸頸；b)b)空心端面軸頸空心端面軸頸;c);c)環(huán)狀軸頸；環(huán)狀軸頸；d)d)多環(huán)軸頸。多環(huán)軸頸。混合摩擦潤滑推力軸承，應驗算混合摩擦潤滑推力軸承，應驗算p p、

11、pvpv)(4202pzddFp（17.5）)(300000pvzddFnpv （17.6）17.7.2 17.7.2 推力軸承推力軸承 多環(huán)軸頸，各環(huán)受力不均勻，多環(huán)軸頸，各環(huán)受力不均勻，p p、pvpv應降低應降低5050 . . 液體動力潤滑液體動力潤滑軸承在起動、停車時處于軸承在起動、停車時處于混合摩擦狀態(tài)，所以設(shè)計時混合摩擦狀態(tài)，所以設(shè)計時也需進行上述也需進行上述計算。計算。17.7.2 17.7.2 推力軸承推力軸承 1) 1) 在滑動表面間用足以平衡外載的壓力輸在滑動表面間用足以平衡外載的壓力輸入潤滑油，人為使兩表面分離。用這種方法來入潤滑油，人為使兩表面分離。用這種方法來實現(xiàn)液

12、體摩擦的軸承稱為實現(xiàn)液體摩擦的軸承稱為液體靜壓軸承液體靜壓軸承；2)2)利用軸頸本身回轉(zhuǎn)時的泵油作用，把油帶利用軸頸本身回轉(zhuǎn)時的泵油作用，把油帶入摩擦面間，建立壓力油膜而把摩擦面分開，入摩擦面間，建立壓力油膜而把摩擦面分開，用此方法實現(xiàn)液體摩擦的軸承稱為用此方法實現(xiàn)液體摩擦的軸承稱為液體動壓軸液體動壓軸承承。17.8 17.8 液體動力潤滑的基本方程式液體動力潤滑的基本方程式獲得液體摩擦的有兩種方法：獲得液體摩擦的有兩種方法：306hhhvxp（17.717.7）17.8.1 17.8.1 雷諾潤滑方程式雷諾潤滑方程式一維雷諾動力潤滑方程式一維雷諾動力潤滑方程式（1 1） 潤滑油要有一定粘度，

13、潤滑油要有一定粘度，越大，承載越大，承載力越大；力越大；（2 2）要有相當?shù)南鄬瑒铀俣龋┮邢喈數(shù)南鄬瑒铀俣葀 v，一定范圍，一定范圍內(nèi)，油膜承載力與內(nèi)，油膜承載力與v v成正比關(guān)系；成正比關(guān)系；（3 3）足夠充分的供油量；）足夠充分的供油量；（4 4）相對滑動表面間必須形成）相對滑動表面間必須形成收斂形間隙收斂形間隙（稱油楔），即移動件帶著油從大口進入，（稱油楔），即移動件帶著油從大口進入， 從小口流出。從小口流出。17.8.2 17.8.2 油楔承載機理油楔承載機理油膜承載力的建立必須滿足的條件：油膜承載力的建立必須滿足的條件： P P沿沿x x方向呈拋物線分布。方向呈拋物線分布。油膜

14、必須呈收斂楔形油膜必須呈收斂楔形，才能使各處油壓，才能使各處油壓p ppp（人口或出口），（人口或出口），產(chǎn)生正壓力以支撐外載。產(chǎn)生正壓力以支撐外載。常數(shù)，oinpppxphh, 00)(oinppp ，b) b) 兩滑動表面平行，處處油膜厚度相等兩滑動表面平行，處處油膜厚度相等c) c) 兩滑動表面呈擴散楔形兩滑動表面呈擴散楔形故故不能不能產(chǎn)生高于外面壓力的油壓以產(chǎn)生高于外面壓力的油壓以承受外載承受外載。故不僅不能產(chǎn)生正壓力以支承外載，還會故不僅不能產(chǎn)生正壓力以支承外載，還會產(chǎn)生使兩表面相吸的力產(chǎn)生使兩表面相吸的力。17.8.2 17.8.2 油楔承載機理油楔承載機理1)1)起動階段：起動階

15、段：n=0n=0，干摩；，干摩；17.9 17.9 液體動力潤滑徑向軸承的計算液體動力潤滑徑向軸承的計算17.9.1 17.9.1 動力潤滑狀態(tài)的建立動力潤滑狀態(tài)的建立2)2)不穩(wěn)定不穩(wěn)定潤滑階段潤滑階段 3)3)液體動力潤滑階段液體動力潤滑階段 rR r/17.9.2 17.9.2 幾何關(guān)系及層流條件校核幾何關(guān)系及層流條件校核1、幾何關(guān)系、幾何關(guān)系偏心率偏心率rReeRrOOehFNOMOhmin半徑間隙半徑間隙相對間隙相對間隙 最小油膜厚度最小油膜厚度: :)1 ()1 (minrerRh任意任意處的油膜厚度處的油膜厚度h h)cos1 (coserRhBdFS20索氏數(shù)索氏數(shù)S S0 0

16、20/BdSF 成反比），與，正比于（2OS,dBF不計端泄時，有限寬軸承不計端泄時，有限寬軸承17.9.3 17.9.3 承載能力和索氏數(shù)承載能力和索氏數(shù)tBdtqCFvbvp17.9.6 17.9.6 熱平衡計算熱平衡計算非壓力供油的徑向軸承非壓力供油的徑向軸承vqBdcptbvp2tttm211CtCtm4530,751常取潤滑油的平均油溫潤滑油的平均油溫 （4 4）相對滑動表面間自動形成收斂形間隙；）相對滑動表面間自動形成收斂形間隙；17.9.7 17.9.7 保證液體動力潤滑的條件保證液體動力潤滑的條件（1 1） 潤滑油要有一定粘度潤滑油要有一定粘度（2 2）兩表面要有相當?shù)南鄬瑒?/p>

17、速度）兩表面要有相當?shù)南鄬瑒铀俣葀 v；（3 3）足夠充分的供油量；）足夠充分的供油量；（5 5）保證最小油膜厚度處的表面不平度）保證最小油膜厚度處的表面不平度 高峰不直接接觸。高峰不直接接觸。621min10)(2/)1 (zzRRSdh一般一般 取取S S2 2m 軸承直徑軸承直徑d d和軸頸直徑的名義尺寸相同，和軸頸直徑的名義尺寸相同，d d由軸結(jié)構(gòu)設(shè)計而定。由軸結(jié)構(gòu)設(shè)計而定。17.9.8 17.9.8 參數(shù)選擇參數(shù)選擇參數(shù)：參數(shù)：d d，B/dB/d，p p等等常用范圍：常用范圍：B/dB/d0.51.50.51.5。寬徑比小，寬徑比小，d d一定時，一定時，B B小，占用空間??；小，占用空間??；對高速輕載軸承，由于對高速輕載軸承，由于P P大，可提高運轉(zhuǎn)平大，可提高運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。但穩(wěn)