第13章滑動軸承

1、第十三章第十三章 滑動軸承滑動軸承13-1 摩擦、磨損及潤滑基本知識摩擦、磨損及潤滑基本知識摩擦：摩擦：在外力的作用下一個物體相對另一個物體運在外力的作用下一個物體相對另一個物體運動或有相對運動趨勢時，由法向外力引起的兩物體動或有相對運動趨勢時，由法向外力引起的兩物體接觸面間產(chǎn)生的切向力，這種現(xiàn)象稱為摩擦，這種接觸面間產(chǎn)生的切向力，這種現(xiàn)象稱為摩擦，這種切向力稱為摩擦力。切向力稱為摩擦力?，F(xiàn)在把研究有關(guān)摩擦、磨損和潤滑的科學(xué)與技術(shù)統(tǒng)稱為現(xiàn)在把研究有關(guān)摩擦、磨損和潤滑的科學(xué)與技術(shù)統(tǒng)稱為摩摩擦學(xué)擦學(xué)。把在機械設(shè)計中正確運用摩擦學(xué)知識與技術(shù)，使之。把在機械設(shè)計中正確運用摩擦學(xué)知識與技術(shù)，使之具有良好

2、的摩擦性能的這一過程稱為具有良好的摩擦性能的這一過程稱為摩擦學(xué)設(shè)計摩擦學(xué)設(shè)計。一、摩擦一、摩擦根據(jù)摩擦面間存在潤滑劑的情況，將摩擦根據(jù)摩擦面間存在潤滑劑的情況，將摩擦表面的摩擦可分為：表面的摩擦可分為：干摩擦、邊界摩擦干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦和混合摩擦液體摩擦和混合摩擦摩摩 擦擦內(nèi)摩擦內(nèi)摩擦外摩擦外摩擦二、磨損二、磨損磨損分類方法有多種，大體可概括為兩類：磨損分類方法有多種，大體可概括為兩類：根據(jù)磨損結(jié)果著重對磨損表面外觀描述，如根據(jù)磨損結(jié)果著重對磨損表面外觀描述，如點蝕磨損點蝕磨損、膠合磨損膠合磨損、擦傷磨損擦傷磨損等；等；根據(jù)磨損機理來分類，分為根據(jù)磨損機理來分類，分為:粘著磨損粘著磨損

3、、磨料磨料磨損磨損、疲勞磨損疲勞磨損和和腐蝕磨損腐蝕磨損等。等。三、潤滑劑三、潤滑劑潤滑劑潤滑劑是是潤滑油潤滑油、潤滑脂潤滑脂和和潤滑劑潤滑劑的總稱。的總稱。潤滑油的粘度潤滑油的粘度反映了潤滑油在外力作用下抵抗剪反映了潤滑油在外力作用下抵抗剪切變形的能力，也是切變形的能力，也是內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力大小的標(biāo)志。大小的標(biāo)志。1、潤滑油的粘度、潤滑油的粘度動力粘度動力粘度 ，單位，單位 ，稱為，稱為“帕秒帕秒”，常用，常用 表示。表示。運動粘度運動粘度 ，單位，單位cm2/s,稱為稱為“斯斯”，常用，常用St表示。表示。SP a2S/mN條件粘度，如恩氏粘度，用條件粘度，如恩氏粘度，用 表示。表示。tE

4、2、潤滑油的粘溫特性和粘壓特性、潤滑油的粘溫特性和粘壓特性1）粘溫特性）粘溫特性 潤滑油的粘度隨著溫度升高而迅速下降。潤滑油的粘度隨著溫度升高而迅速下降。mttt)/(00)/ln()/ln(00ttmt2）粘壓特性）粘壓特性 潤滑油的粘度隨著壓力的升高而增大。潤滑油的粘度隨著壓力的升高而增大。pe00-常壓下油的粘度；常壓下油的粘度；P -油的壓力；油的壓力；-粘壓指數(shù)。粘壓指數(shù)。3、潤滑油的其它特性、潤滑油的其它特性1）油性）油性2）凝點）凝點3）極壓性）極壓性4）酸值）酸值4、潤滑脂、潤滑脂鈣基潤滑脂鈣基潤滑脂鈉基潤滑脂鈉基潤滑脂鋰基潤滑脂鋰基潤滑脂鋁基潤滑脂鋁基潤滑脂5、固體潤滑劑、固

5、體潤滑劑無機化合物無機化合物 石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、 氮化硼氮化硼有機化合物有機化合物 蠟、聚四氟乙烯、酚醛樹脂蠟、聚四氟乙烯、酚醛樹脂金屬及金屬化合物金屬及金屬化合物 Pb、 Sn、 Zn主要應(yīng)用于不宜使用潤滑油或潤滑脂的場合，如高溫、主要應(yīng)用于不宜使用潤滑油或潤滑脂的場合，如高溫、高壓、極低溫、真空、不允許污染及無法給油的場合。高壓、極低溫、真空、不允許污染及無法給油的場合。有時與金屬混合制成自潤滑復(fù)合材料。有時與金屬混合制成自潤滑復(fù)合材料。6、氣體潤滑劑、氣體潤滑劑氣體潤滑劑主要有空氣、氫氣和氬氣等。氣體潤滑劑主要有空氣、氫氣和氬氣等。氣體潤滑劑應(yīng)用于不能用

6、潤滑油的場合，如原子能氣體潤滑劑應(yīng)用于不能用潤滑油的場合，如原子能工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)和紡織工業(yè)等。工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)和紡織工業(yè)等。四、潤滑方式及潤滑裝置1）油潤滑）油潤滑潤滑方法有間歇供油潤滑和連續(xù)供油潤滑兩種。針閥式油杯針閥式油杯油芯式油杯油芯式油杯浸油潤滑浸油潤滑油環(huán)潤滑油環(huán)潤滑壓力循環(huán)潤滑裝置壓力循環(huán)潤滑裝置飛濺潤滑飛濺潤滑濺油盤裝置濺油盤裝置2）脂潤滑）脂潤滑旋蓋油杯旋蓋油杯脂潤滑壓注油杯脂潤滑壓注油杯13-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式滑動軸承的特點：滑動軸承的特點：1）在高速重載下能正常工作，壽命長；）在高速重載下能正常工作，壽命長；2）精度高；）精度高；3）

7、可做成剖分式，滿足特殊場合的需要；）可做成剖分式，滿足特殊場合的需要；4）液體摩擦軸承具有緩沖、吸振的作用；）液體摩擦軸承具有緩沖、吸振的作用；5）徑向尺寸小；）徑向尺寸小；6）起動摩擦阻力大。）起動摩擦阻力大。 按所受載荷的方向滑動軸承分為：按所受載荷的方向滑動軸承分為：徑向滑動徑向滑動軸承軸承和和推力滑動軸承推力滑動軸承。一、徑向滑動軸承一、徑向滑動軸承1）整體式徑向滑動軸承）整體式徑向滑動軸承2）剖分式徑向滑動軸承）剖分式徑向滑動軸承1）整體式徑向滑動軸承）整體式徑向滑動軸承整體式軸承結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但磨損后間隙無法調(diào)整，整體式軸承結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但磨損后間隙無法調(diào)整，軸徑只能從端部

8、裝入。軸徑只能從端部裝入。2） 剖分式徑向滑動軸承剖分式徑向滑動軸承剖分式滑動軸承在裝拆軸時軸徑不需要軸向移動，拆裝方便，剖分式滑動軸承在裝拆軸時軸徑不需要軸向移動，拆裝方便，可調(diào)節(jié)軸承間隙?？烧{(diào)節(jié)軸承間隙。二、推力滑動軸承二、推力滑動軸承圖 1 3 - 1 2 固 定 瓦 推 力 軸 承推力滑動軸承用來承受軸向載荷。推力滑動軸承用來承受軸向載荷。圖 1 3 - 1 2 固 定 瓦 推 力 軸 承固定瓦推力軸承結(jié)構(gòu)固定瓦推力軸承結(jié)構(gòu)13.3 軸承材料和軸瓦結(jié)構(gòu)軸承材料和軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸瓦材料一、軸瓦材料1）要求軸瓦材料具備下述性能：）要求軸瓦材料具備下述性能： 軸瓦材料要有足夠的軸瓦材料要有足夠

9、的疲勞強度疲勞強度，保證軸瓦在變載荷作用，保證軸瓦在變載荷作用下有足夠的壽命。下有足夠的壽命。 軸瓦材料要有足夠的軸瓦材料要有足夠的抗壓強度抗壓強度，以防止產(chǎn)生過大的塑性，以防止產(chǎn)生過大的塑性變形。變形。 軸瓦材料要有良好的軸瓦材料要有良好的減摩性、耐磨性減摩性、耐磨性，要求摩擦系數(shù)?。?，要求摩擦系數(shù)??；軸瓦軸瓦抗磨損抗磨損性能好。性能好。 抗膠合抗膠合能力強，以防止因摩擦發(fā)熱使油膜破裂后造成膠合。能力強，以防止因摩擦發(fā)熱使油膜破裂后造成膠合。 有較好的有較好的吸附吸附能力，便于形成邊界膜。能力，便于形成邊界膜。 較好的較好的順應(yīng)性順應(yīng)性和和嵌藏性嵌藏性。 順應(yīng)性：順應(yīng)性：軸瓦順應(yīng)軸的彎曲及其

10、它幾何誤差的能力。軸瓦順應(yīng)軸的彎曲及其它幾何誤差的能力。 嵌藏性：嵌藏性：軸瓦材料容納進(jìn)潤滑油中微小的固體顆粒，以避免軸瓦材料容納進(jìn)潤滑油中微小的固體顆粒，以避免 軸瓦和軸頸被刮傷的能力。軸瓦和軸頸被刮傷的能力。 要有經(jīng)濟(jì)性、加工工藝性和耐腐蝕性等。要有經(jīng)濟(jì)性、加工工藝性和耐腐蝕性等。2）常見的軸瓦材料及其性質(zhì)）常見的軸瓦材料及其性質(zhì)軸瓦材料可分為三類：軸瓦材料可分為三類：金屬材料金屬材料、粉末冶金材料粉末冶金材料和和非金屬非金屬材料材料。 鑄鐵鑄鐵 輕載、低速軸承的軸瓦材料。輕載、低速軸承的軸瓦材料。 軸承合金軸承合金又稱白金或巴氏合金，軸承合金的減摩、耐磨性又稱白金或巴氏合金，軸承合金的減

11、摩、耐磨性好，抗膠合性好，嵌藏性好，是最好的軸瓦或軸承襯材料。好，抗膠合性好，嵌藏性好，是最好的軸瓦或軸承襯材料。 青銅青銅 強度高，承載能力大，抗膠合性能僅次于軸承合金。強度高，承載能力大，抗膠合性能僅次于軸承合金?？稍谳^高溫度下工作，但可塑性差，不易跑合?？稍谳^高溫度下工作，但可塑性差，不易跑合。 其他材料其他材料 用粉末冶金法制成的軸承，具有多孔性組織，用粉末冶金法制成的軸承，具有多孔性組織，孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油含油軸承。含油軸承。 非金屬材料非金屬材料 石墨、橡膠、塑料、尼龍。石墨、橡膠、塑料、尼龍。二、軸瓦結(jié)構(gòu)二、軸瓦結(jié)構(gòu)軸承襯與瓦背的結(jié)合形式軸承襯與瓦背的結(jié)合形

12、式整體式軸瓦整體式軸瓦剖分式軸瓦剖分式軸瓦為了向摩擦表面輸送和分布潤滑劑，在軸瓦內(nèi)表面為了向摩擦表面輸送和分布潤滑劑，在軸瓦內(nèi)表面開有油溝。開有油溝。液體摩擦軸承的油溝液體摩擦軸承的油溝應(yīng)開在應(yīng)開在非承載區(qū)非承載區(qū)，周，周向油溝應(yīng)開在軸承的向油溝應(yīng)開在軸承的兩端，以免影響承載兩端，以免影響承載能力。能力。軸向油溝軸向油溝徑向油溝徑向油溝對某些承載較大的軸承，為使?jié)櫥脱剌S向能較均對某些承載較大的軸承，為使?jié)櫥脱剌S向能較均勻的分布在軸瓦內(nèi)，開有油室。勻的分布在軸瓦內(nèi)，開有油室。開在整個非承載區(qū)的油室開在整個非承載區(qū)的油室開在兩側(cè)的油室，適于載荷方開在兩側(cè)的油室，適于載荷方向變化或軸經(jīng)常正、反向

13、旋轉(zhuǎn)向變化或軸經(jīng)常正、反向旋轉(zhuǎn)的軸承。的軸承。13.4 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算計算一、非液體摩擦徑向滑動軸承的計算一、非液體摩擦徑向滑動軸承的計算 1 1）驗算平均壓強）驗算平均壓強 p 值值.pdLFpr100060.100060.pLnFdLndFprr100060.nd2）驗算）驗算 pv 值值 pv值與摩擦率損耗成正比值與摩擦率損耗成正比,它簡略地表征軸承的它簡略地表征軸承的發(fā)熱因素。發(fā)熱因素。3）驗算速度）驗算速度v二、非液體摩擦推力滑動軸承的計算二、非液體摩擦推力滑動軸承的計算1） 驗算單位壓力驗算單位壓力 k由于止推面上有油由于止推面上有油溝使止推的

14、面積減小的溝使止推的面積減小的系數(shù)系數(shù).).(4202pkddZFpa2） 驗算驗算pvm值值mmpp100060.ndmmm環(huán)形推力面的平均線速度環(huán)形推力面的平均線速度m/sdm環(huán)形推力面的平均直徑（環(huán)形推力面的平均直徑（mm)20dddm13.5 液體動壓潤滑原理簡介液體動壓潤滑原理簡介一、形成動壓油膜的必要條件一、形成動壓油膜的必要條件1)相對運動兩工作表面間相對運動兩工作表面間必須有楔形間隙；必須有楔形間隙；2)兩工作表面間要充滿具兩工作表面間要充滿具有一定粘度的潤滑油；有一定粘度的潤滑油；3)兩工作表面間要有一定兩工作表面間要有一定的相對速度的相對速度,并保證潤并保證潤滑油從大口流入

15、，從滑油從大口流入，從小口流出。小口流出。借助于相對運動在軸承間隙中形成的壓力油膜稱為借助于相對運動在軸承間隙中形成的壓力油膜稱為動壓油膜動壓油膜。二、向心滑動軸承動壓油膜形成過程二、向心滑動軸承動壓油膜形成過程動壓軸承的承載能力與軸徑的轉(zhuǎn)速、潤滑油動壓軸承的承載能力與軸徑的轉(zhuǎn)速、潤滑油的粘度軸承的長徑比、楔形間隙尺寸等有關(guān)。的粘度軸承的長徑比、楔形間隙尺寸等有關(guān)。為了獲得液體摩擦，必須保證一定的油膜厚為了獲得液體摩擦，必須保證一定的油膜厚度。度。13.6 13.6 液體靜壓潤滑原理簡介液體靜壓潤滑原理簡介一、液體靜壓推力軸承工作原理一、液體靜壓推力軸承工作原理液體靜壓軸承液體靜壓軸承是是用高壓油泵把高用高壓油泵把高壓油送到軸承間壓油送到軸承間隙中隙中,強制形成油強制形成油膜膜,靠液體的靜壓靠液體的靜壓平衡外載荷。平衡外載荷。二、二、 液體靜壓徑向軸承的工作原理液體靜壓徑向軸承的工作原理靜壓向心軸承工作原理圖靜壓向心軸承工作原理圖徑向封油面徑向封油面軸向封油面軸向封油面液體靜壓軸承的主要特點：液體靜壓軸承的主要特點：1）潤滑狀態(tài)和油膜力與軸頸轉(zhuǎn)速關(guān)系很小，即使）潤滑狀態(tài)和油膜力與軸頸轉(zhuǎn)速關(guān)系很小，即使軸頸不轉(zhuǎn)也可以形成油膜。軸頸不轉(zhuǎn)也可以形成油膜。2）提高油壓就可以提高承載能力，在重載條件下）提