滑動(dòng)軸承市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第十二章滑動(dòng)軸承本章重點(diǎn)：非液體潤滑軸承設(shè)計(jì)方法液體動(dòng)壓潤滑基本原理滑動(dòng)軸承第1頁金屬表面間滑動(dòng)摩擦種類：1、干摩擦：兩摩擦面間無外加潤滑劑或保護(hù)膜→固體表面直接接觸→摩擦、磨損大2、液體摩擦：兩摩擦表面被一層流體隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力—摩擦系數(shù)很小，幾乎無磨損產(chǎn)生。3、邊界摩擦：兩摩擦面被吸附在金屬表面很簿邊界膜隔開，摩擦性質(zhì)不取決于流體粘性，而與邊界膜和表面吸附性質(zhì)相關(guān)。--因膜很薄，仍有磨損。4、混合摩擦：實(shí)際中較多摩擦副表面是處于干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦混合狀態(tài)，故稱為混合摩擦。--摩擦系數(shù)比邊界摩擦小得多，但仍有磨損

§12-1概述滑動(dòng)軸承第2頁流體摩擦（流體潤滑）兩摩擦面完全由液體隔開摩擦油膜：靜壓油膜、動(dòng)壓油膜流體動(dòng)力潤滑：兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)物體摩擦表面，借助于相對(duì)速度而產(chǎn)生粘性流體膜將兩表面完全分開，由流體膜產(chǎn)生壓力來平衡外載，稱為流體動(dòng)力潤滑。流體靜力潤滑：靠液壓泵將加壓后流體送入兩摩擦表面之間，由流體靜壓力來平衡外載，稱為流體靜力潤滑。滑動(dòng)軸承第3頁實(shí)現(xiàn)條件：1）兩摩擦表面必須組成收斂狀間隙；2）潤滑油必須有一定粘度。3）兩表面有一定相對(duì)速度，并帶著潤滑油從大口走向小口流體動(dòng)力潤滑：xy滑動(dòng)軸承第4頁二.流體靜力潤滑：流體靜力潤滑：靠液壓泵將加壓后流體送入兩摩擦表面之間，由流體靜壓力來平衡外載，稱為流體靜力潤滑?；瑒?dòng)軸承第5頁軸承功用滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承:支承軸及軸上零件,并確保旋轉(zhuǎn)精度,降低軸與支承間摩擦與磨損。向心軸承－止推軸承－二.軸承分類：FaFrFA2FA1FR1FR2按摩擦性質(zhì)按載荷方向主要承受徑向載荷FＲ

（力與軸線垂直）主要承受軸向載荷FA(力與軸線一致)FR1FR2FA2FA1軸承概述滑動(dòng)軸承第6頁滑動(dòng)軸承分類:（按潤滑方式）液體潤滑滑動(dòng)軸承(動(dòng)壓、靜壓)圖12-14→圖12-21不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承(邊界潤滑或混合潤滑狀態(tài))自潤滑軸承滑動(dòng)軸承第7頁一整體式徑向滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)：軸承座，軸套§12-2滑動(dòng)軸承主要結(jié)構(gòu)型式

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低;但磨損后無法調(diào)整軸承間隙，裝拆不便。用于：低速、輕載間歇工作場所?；瑒?dòng)軸承第8頁二對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)：軸承座、軸承蓋，剖分軸瓦、螺栓特點(diǎn)：裝拆方便，磨損后可調(diào)整間隙，結(jié)構(gòu)復(fù)雜滑動(dòng)軸承第9頁

軸瓦能擺動(dòng)，適應(yīng)軸變形,用于支承跨距較大或多支點(diǎn)長軸三自動(dòng)調(diào)心式滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承第10頁結(jié)構(gòu)：空心、實(shí)心、單環(huán)、多環(huán)四止推滑動(dòng)軸承組成：軸承座、止推軸徑滑動(dòng)軸承第11頁

§12—3滑動(dòng)軸承失效形式及慣用材料一.滑動(dòng)軸承失效形式2.刮傷3.咬粘（膠合）4.疲勞剝落1.磨粒磨損硬顆粒及軸表面粗糙硬輪廓峰頂刮削軸承溫升+壓力→油膜破裂→材料發(fā)生粘附和遷移潤滑劑氧化→酸性物質(zhì)→對(duì)軸承腐蝕→形成點(diǎn)狀脫落載荷重復(fù)作用→疲勞裂紋→擴(kuò)展→軸承襯材料剝落5.腐蝕硬質(zhì)顆?！チ稀心ポS和軸承表面(造成幾何形狀改變,精度下降等)滑動(dòng)軸承第12頁失

效

形

式

圖

例磨損及膠合點(diǎn)蝕及金屬剝落滑動(dòng)軸承第13頁二.軸承材料——以錫或鉛為軟基體，均夾著銻錫、銅錫硬晶?！詈?，但價(jià)高、強(qiáng)度低→軸承襯。軸承合金(通稱白合金、巴氏合金)

（軸瓦和軸承襯材料）著主要求：良好減摩性、耐磨性、抗膠合性順應(yīng)性、嵌入性、磨合性、工藝性順應(yīng)性：材料經(jīng)過彈塑性變形賠償軸承滑動(dòng)表面初始配合不良能力。嵌入性：容納異物能力（吸收金屬微粒能力）慣用材料：1、金屬材料:軸承合金、銅合金、鋁基合金、灰鑄鐵等2、多孔質(zhì)金屬材料：用不一樣金屬粉末經(jīng)壓制和燒結(jié)而成。3、非金屬材料：工程塑料、碳-石墨等。多孔質(zhì)金屬材料（含油軸承）鐵（銅）粉＋石墨→壓型→燒結(jié)滑動(dòng)軸承第14頁按結(jié)構(gòu)分類整體式對(duì)開式減摩材料——軸承襯按材料分類單金屬多金屬按加工分類鑄造軋制§12—4軸瓦結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承第15頁軸承襯整體式軸瓦

剖分式軸瓦滑動(dòng)軸承第16頁軸瓦上開設(shè)油孔和油溝油孔：供給潤滑油；油溝：輸送和分布潤滑油；油孔及油槽滑動(dòng)軸承第17頁油溝、油孔：不能開在油膜承載區(qū)，不然，承載能力↓油溝長度≈0.8B（軸瓦寬度），即不能開通，不然漏油。注意：滑動(dòng)軸承第18頁§12—5滑動(dòng)軸承潤滑劑選取潤滑劑┌潤滑油→液體│潤滑脂→潤滑油＋稠化劑└固體潤滑劑→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀

潤滑油是應(yīng)用最廣潤滑劑一.潤滑油及其選擇粘度：液體抵抗變形能力,它標(biāo)志著液體內(nèi)摩擦阻力大小粘度愈大，內(nèi)摩擦阻力愈大，流動(dòng)性愈小。溫度↑→粘度↓→潤滑效果↓。主要性能指標(biāo):粘度、潤滑性（油性）、極壓性、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)等

滑動(dòng)軸承第19頁選擇標(biāo)準(zhǔn)：⑴轉(zhuǎn)速高、壓力小——粘度低⑵轉(zhuǎn)速低、壓力大——粘度高⑶高溫度下工作（t＞60℃）——較高粘度不完全液體潤滑軸承潤滑劑選擇見表：表12—4液體潤滑軸承潤滑劑選擇見表：4—1潤滑性（油性）：反應(yīng)潤滑油吸附與摩擦表面性能。油性越好，吸附能力越強(qiáng)。極壓性：潤滑油中加入添加劑后，在金屬表面生成化學(xué)反應(yīng)膜能力。閃點(diǎn)：遇火焰即能發(fā)出閃光最低溫度。應(yīng)使工作溫度比閃點(diǎn)低30-400C凝點(diǎn)：潤滑油冷卻到不能流動(dòng)時(shí)溫度。滑動(dòng)軸承第20頁三.固體潤滑劑選擇標(biāo)準(zhǔn)⑴壓力大、速度低——小針入度，反之選針入度大⑵潤滑脂滴點(diǎn)應(yīng)高于軸承工作溫度20~30℃，以免流失⑶在有水或潮濕場所，應(yīng)選防水性潤滑脂。（表12-3）。

——用于特殊場所二.潤滑脂及其選擇潤滑脂——要求不高、難經(jīng)常供油或低速重載軸承性能指標(biāo):針入度、滴點(diǎn)針入度(稠度）：表征潤滑脂稀稠程度指標(biāo)。針入度越大，表示潤滑脂流動(dòng)性越大。滴點(diǎn)：表示潤滑脂受熱后開始滴落溫度?；瑒?dòng)軸承第21頁一失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則磨損:間隙↑→運(yùn)動(dòng)精度↓膠合：溫度↑→粘度↓,潤滑惡化→膠合維持邊界油膜不破裂1.主要失效形式2.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§12—6不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算——對(duì)于工作要求不高,轉(zhuǎn)速較低,載荷不大,難于維護(hù)等條件下工作滑動(dòng)軸承往往設(shè)計(jì)成不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承

二.徑向滑動(dòng)軸承計(jì)算1.徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)：1、確定軸承結(jié)構(gòu)型式，按表12-4選擇軸瓦材料2、按寬徑比確定軸承寬度B：B/d=0.5~1.5滑動(dòng)軸承第22頁

二.徑向滑動(dòng)軸承校核計(jì)算Mpa·m/S2.驗(yàn)算軸承pｖ值Mpa1.驗(yàn)算軸承平均壓強(qiáng)p

F—徑向載荷mm；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,Mpa·m/S查表(12—2)——限制溫升,預(yù)防油膜破裂及膠合發(fā)生—防止在載荷作用下潤滑油被完全擠出,進(jìn)而出現(xiàn)過分磨料磨損3.驗(yàn)算滑動(dòng)速度ｖ——考慮因?yàn)榘惭b誤差，軸頸偏轉(zhuǎn)變形等原因而引發(fā)軸承邊緣局部比壓高，若v過大,加速磨損V≤［v］m／s滑動(dòng)軸承第23頁結(jié)構(gòu)：空心、實(shí)心、單環(huán)、多環(huán)實(shí)心式：空心式：二.止推滑動(dòng)軸承計(jì)算實(shí)心式：邊緣v大，磨損快，中間p↑↑，壓力分布不均?？招氖剑簤毫Ψ植季鶆蛐浴??；瑒?dòng)軸承第24頁1.驗(yàn)算軸承平均壓力pMpa

2.驗(yàn)算軸承ｐｖ值

Mpa·m/Sm/S平均速度ｐｖ值滑動(dòng)軸承第25頁§12—7液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算流體動(dòng)力潤滑：兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)物體摩擦表面，借助相對(duì)速度產(chǎn)生油膜把兩表面完全隔開，由油膜產(chǎn)生壓力來平衡外載荷滑動(dòng)軸承第26頁1、建模為方便研究，作以下假設(shè)：

一.流體動(dòng)力潤滑基本方程研究對(duì)象：被潤滑油隔開作相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩剛體，一個(gè)以v運(yùn)動(dòng)，一個(gè)靜止。1）忽略p-η效應(yīng)（壓粘效應(yīng)）2）油沿z方向無流動(dòng)，即無限寬軸承3）層流4）油與表面吸附，一起運(yùn)動(dòng)或靜止5）不計(jì)油慣性力和重力6）油不可壓縮：ρ=const7）膜厚方向壓力不變滑動(dòng)軸承第27頁2、求解取“微單元體”：流體壓力改變與速度改變情況成正比由牛頓粘性定律（u:流體流動(dòng)速度）

滑動(dòng)軸承第28頁1.油層速度分布代入邊界條件后得：y=0:u=v;y=h:u=0;xy滑動(dòng)軸承第29頁2.潤滑油流量：無側(cè)漏時(shí)，潤滑油在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)任意截面上單位寬度面積流量為：設(shè)在最大油壓Pmax處，h=h0(即時(shí)，h=h0)，此時(shí)：連續(xù)流動(dòng)方程：任何截面沿x方向單位寬度流量q相等∴一維雷諾方程滑動(dòng)軸承第30頁3、油楔承載機(jī)理由油壓改變與η、v、h相關(guān)p→積分→油膜承載能力→平衡外載當(dāng)h＞h0時(shí)，，油壓為增函數(shù)；當(dāng)h=h0時(shí)，，p=pmax；當(dāng)h＜h0時(shí)，，油壓為減函數(shù)。可見，對(duì)收斂形油楔，油楔內(nèi)各處油壓大于入口、出口處油壓→正壓力→承載。h0滑動(dòng)軸承第31頁任何截面處h=h0，=0，不能產(chǎn)生高于出口、入口處油壓→不能承載。進(jìn)口小、出口大，油壓p低于出口、入口壓力（負(fù)壓）→不能承載，相反使兩表面相吸?！舳迤叫校簐※若二滑動(dòng)表面為擴(kuò)散形：v滑動(dòng)軸承第32頁液體動(dòng)壓潤滑形成必要條件：P2901、相對(duì)滑動(dòng)兩表面之間必須形成收斂楔形間隙2、兩表面有一定相對(duì)滑動(dòng)速度v，油從大口流進(jìn)，小口流出。3、潤滑油有一定粘度η，供油應(yīng)充分滑動(dòng)軸承第33頁

二徑向滑動(dòng)軸承形成流體動(dòng)力潤滑過程起動(dòng)前階段起動(dòng)階段液體潤滑階段滑動(dòng)軸承第34頁

三、徑向滑動(dòng)軸承幾何關(guān)系⑴直徑、半徑間隙：△=D－d，δ=R－r=△／2⑵相對(duì)間隙：ψ=△／d=δ／r，δ=ψr⑶偏心距與偏心率：e=OO1，=e／δ⑷最小油膜厚度：hmin=δ－e=δ（1－）=rψ（1－）滑動(dòng)軸承第35頁四、徑向滑動(dòng)軸承工作能力計(jì)算介紹基本思緒：建立極坐標(biāo)→積分→某點(diǎn)壓力→積分→單位寬度上油膜承載能力→積分→油膜總承載能力取O為極點(diǎn)，連心線OO1為極軸，對(duì)于任意角油膜厚度為h,將代入雷諾方程：1軸承承載量計(jì)算及承載量系數(shù)滑動(dòng)軸承第36頁極坐標(biāo)形式雷諾方程：積分得任意位置壓力：壓力在外載荷方向分量；滑動(dòng)軸承第37頁軸承單位寬度上油膜承載力：油膜總承載力：考慮斷泄：在角和距軸承中線z處油膜壓力:滑動(dòng)軸承第38頁承載量系數(shù)Cp結(jié)果：B—軸承寬度d—軸承直徑ω—軸承角速度η—油粘度C′—與B/d和相關(guān)系數(shù)表12—6滑動(dòng)軸承第39頁

3軸承熱平衡計(jì)算軸承產(chǎn)生熱量Q=油流動(dòng)帶走熱量Q1+軸承散發(fā)燒量Q2目：控制油溫，避免粘度降低Rz1、Rz2—軸頸、軸承孔表面粗造度十點(diǎn)高度S——安全系數(shù)S≥21熱平衡條件：hmin越小，則越大，F(xiàn)越大。但加工精度有限，hmin應(yīng)比誤差大，即

2最小油膜厚度hmin滑動(dòng)軸承第40頁兩種情況：ti＞35~40℃輕易到達(dá)熱平衡，可降低tm，增大粗造度ti＜35~40℃不易到達(dá)熱平衡，可加大間隙，降低粗造度2溫升3校核進(jìn)口油溫tic

—比熱容見附錄ρ—密度αs—傳熱系數(shù)f—摩擦系數(shù)

—耗油量系數(shù)tm——給定平均溫度tm=50~75℃滑動(dòng)軸承第41頁

五參數(shù)選擇1寬徑比B/d=0.3~1.5高速重載取小值低速重載取大值輕載取小值估算需要粘度：B/d↑承載能力↑，但端泄↓,△t↑B/d↓端泄↑,△t↓但承載能力↓2相對(duì)間隙ψ3粘度ηψ過小,油膜厚度過