滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)

滑動(dòng)軸承1概述1.1滑動(dòng)軸承的分類滑動(dòng)軸承按照承受載荷的方向主要分為：1）徑向滑動(dòng)軸承，主要承受徑向載荷；2）推力滑動(dòng)軸承，承受軸向載荷。按照滑動(dòng)表面間潤(rùn)滑狀態(tài)的不同可分為：1）液體潤(rùn)滑軸承；2）不完全液體潤(rùn)滑軸承；3）自潤(rùn)滑軸承。按照液體潤(rùn)滑承載機(jī)理不同，液體潤(rùn)滑軸承又分為1）液體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承；2）液體靜壓潤(rùn)滑軸承。1.2滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)及應(yīng)用與滾動(dòng)軸承相比，滑動(dòng)軸承有如下特點(diǎn)：1）在高速重載下能正常工作，壽命長(zhǎng)；2）精度高；3）滑動(dòng)軸承能做成剖分式的，能滿足特殊結(jié)構(gòu)需要；4）液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可以吸收振動(dòng)、緩和沖擊；5）滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承??；6）啟動(dòng)摩擦阻力較大；7）非液體摩擦滑動(dòng)軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。2滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式2.1徑向滑動(dòng)軸承2.1.1整體式徑向滑動(dòng)軸承組成：軸承座（常為鑄鐵）、軸瓦（開(kāi)油孔，內(nèi)表面開(kāi)油溝以送油）。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：1）磨損后，間隙無(wú)法調(diào)整；2）軸頸只能從一端裝入，對(duì)中間軸頸的軸無(wú)法安裝。2.1.2剖分式徑向滑動(dòng)軸承它是由軸承蓋、軸承座、剖分軸瓦和聯(lián)接螺栓等所組成。軸承中直接支承軸頸的零件是軸瓦。為了安裝時(shí)容易對(duì)心，在軸承蓋與軸承座的中分面上做出階梯形的梯口。軸承蓋應(yīng)當(dāng)適度壓緊軸瓦，使軸瓦不能在軸承孔中轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承蓋上制有螺紋孔，以便安裝油杯或油管。

當(dāng)載荷垂直向下或略有偏斜時(shí)，軸承的中分面常為水平方向。若載荷方向有較大偏斜時(shí)，則軸承的中分面也斜著布置（通常傾斜45°，使中分平面垂直于或接近垂直于載荷）。2.2推力滑動(dòng)軸承軸上的軸向力應(yīng)采用推力軸承來(lái)承受。止推面可以利用軸的端面，也可在軸的中段做出凸肩或裝上推力圓盤(pán)。后面將論述兩平行平面之間是不能形成動(dòng)壓油膜的，因此須沿軸承止推面按若干塊扇形面積開(kāi)出楔形。塑由展升實(shí)心式 空心式單環(huán)式 多環(huán)式3滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料3.1滑動(dòng)軸承的失效形式主要失效形式：1）磨粒磨損；2）刮傷；3）膠合；4）疲勞剝落；5）腐蝕3.2軸承材料3.2.1對(duì)軸承材料的要求主要就是考慮軸承的這些失效形式，對(duì)軸承材料的要求如下：（1） 足夠的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和沖擊能力；（2） 良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性；（3） 良好的順應(yīng)性，嵌入性和磨合性；（4）良好的耐腐蝕性、熱化學(xué)性能（傳熱性和熱膨脹性）和調(diào)滑性（對(duì)油的吸附能力）；（5） 良好的塑性。具有適應(yīng)軸彎曲變形和其他幾何誤差的能力；（6） 良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性等。3.2.2常用軸承材料能同時(shí)滿足上述要求的材料是難找的，但應(yīng)根據(jù)具體情況滿足主要使用要求。較常見(jiàn)的是用兩層不同金屬做成的軸瓦，兩種金屬在性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短。在工藝上可以用澆鑄或壓合的方法，將薄層材料粘附在軸瓦基體上。粘附上去的薄層材料通常稱為軸承村?；瑒?dòng)軸承的材料可分為金屬材料、粉末冶金材料和非金屬材料三類。下面介紹幾種常用的軸瓦和軸承村材料：1金屬材料1） 軸承合金。軸承合金（又稱白含金、巴氏合金）有錫銻軸承合金和鉛銻軸承合金兩大類。錫銻軸承合金的摩擦系數(shù)小，抗膠合性能良好，對(duì)油的吸附性強(qiáng)，耐蝕性好，易跑合，是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。但它的價(jià)格較貴且機(jī)械強(qiáng)度較差，因此只能作為軸承村材料而饒鑄在鋼、鑄鐵或青銅軸瓦上。用青銅作為軸瓦基體是取其導(dǎo)熱性良好。這種軸承合金的熔點(diǎn)比較低，為了安全，在設(shè)計(jì)、運(yùn)行中常將溫度控制得比150°C低30?40°C。鉛銻軸承合金的各方面性能與錫銻軸承合金相近，但這種材料較脆，不宜承受較大的沖擊載荷。它一般用于中速、中載的軸承。2） 青銅。青銅的強(qiáng)度高，承載能力大，耐磨性與導(dǎo)熱性都優(yōu)于軸承合金。它可以在較高的溫度（250°C）下工作。但它的可塑性差，不易跑合，與之相配的軸頸必須淬硬。青銅可以單獨(dú)做成軸瓦。為了節(jié)省有色金屬，也可將青銅澆鑄在鋼或鑄鐵軸瓦內(nèi)壁上。用作軸瓦材料的青銅，主要有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅。在一般情況下，它們分別用于中速重載、中速中載和低速重載的軸承上。3） 黃銅。鑄造黃銅用于滑動(dòng)速度不高的軸承，綜合性能不如軸承合金和青銅。4） 鋁合金。鋁合金強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性好，耐腐蝕性好，價(jià)格低。可用軋制的方法和低碳鋼接合做成雙金屬軸承。鋁合金抗膠合能力差，耐磨性差，要求軸頸表面的粗糙之比較小。5） 鑄鐵。鑄鐵是廉價(jià)的軸承材料，用于低速、輕載或不重要的軸承。2粉末冶金用粉末冶金法（經(jīng)制粉、成型、燒結(jié)等工藝）做成的軸承，具有多孔性組織，孔隙內(nèi)可以貯存潤(rùn)滑油，常稱為含油軸承。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦溫度升高，由于油的膨脹系數(shù)比金屬大，因而自動(dòng)進(jìn)入摩擦表面起到潤(rùn)滑作用；不工作時(shí)油又回到孔隙中去。含油軸承加一次油可以使用較長(zhǎng)時(shí)間，常用于加油不方便的場(chǎng)合。常用的粉末冶金材料有鐵-石墨和青銅-石墨。3非金屬材料非金屬材料包括塑料、硬木、橡膠和碳-石墨等。木材具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，可用填充劑來(lái)改善其性能。采用木材制成的軸承，可在灰塵極多的的條件下工作。橡膠軸承具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可以用水潤(rùn)滑，常用于潛水泵、砂石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場(chǎng)合。塑料軸承具有摩擦系數(shù)低，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐蝕，可以用水、油及化學(xué)溶液潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。但它的導(dǎo)熱性差，膨脹系數(shù)較大，容易變形。為改善此缺陷，可將薄層塑料作為軸承襯材料粘附在金屬軸瓦上使用。材蚪及其弋號(hào)MlMPaMPk,rr*HHS最詢工釁:時(shí),度軸孰敏座登隔型神悔悌曲承介命ZSnS'ullCub平度'琮2027IdO1.S0HKS神擊203承立金ZFhSLlGSnlrjf-ji］。150I50HBS懷嘩青銅15159080雄）45HRC錯(cuò)銷青銅ZCuSn5Pb&Zn5￡1560280軸留育樹(shù)ZCuAlJOFtd1E1211010028D45HRC常用軸瓦及軸承村材料的〔p〕、〔pv〕等數(shù)據(jù)。4軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦是滑動(dòng)軸承中的重要零件。如圖所示，徑向滑動(dòng)軸承的軸瓦內(nèi)孔為圓柱形。若載荷方向向下，則下軸瓦為承載區(qū)，上軸瓦為非承載區(qū)。潤(rùn)滑油應(yīng)由非承載區(qū)引入，所以在頂部開(kāi)進(jìn)油孔。在軸瓦內(nèi)表面，以進(jìn)油口為中心沿縱向、斜向或橫向開(kāi)有油溝，以利于潤(rùn)滑油均勻分布在整個(gè)軸頸上。油溝的形式很多，如圖所示。一般油溝與軸瓦端面保持一定距離，以防止漏油。油溝（非承載軸瓦）軸瓦分為剖分式和整體式結(jié)構(gòu)。

整體式軸瓦剖分式軸瓦整體式軸瓦剖分式軸瓦剖分軸瓦的結(jié)構(gòu)見(jiàn)右上圖。為改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)，常在其內(nèi)表面上澆注一層或兩卅層減摩材料，通常稱為軸承襯，所以軸瓦又有雙金屬軸瓦和三金屬軸瓦。卅軸承襯的厚度應(yīng)隨軸承直徑的增大而增大，一般由十分之幾毫米到6mm。油孔：用來(lái)供油；油溝：輸送和分布潤(rùn)滑油；常見(jiàn)油溝的形狀油溝圖。油溝位置：不能開(kāi)在承載區(qū)，應(yīng)開(kāi)在非承載區(qū)，否則會(huì)降低油膜的承載力。軸向油溝也可開(kāi)在軸瓦剖分面上，但軸向油溝應(yīng)較軸承寬度短，以免油從油溝端部大量流失。油室：起貯油、穩(wěn)定供油的作用。5滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑的選擇軸承潤(rùn)滑的目的在于降低摩擦功耗，減少磨損，同時(shí)還起到冷卻、吸振、防銹等作用。軸承能否正常工作，和選用潤(rùn)滑劑正確與否有很大關(guān)系。潤(rùn)滑劑分為：1）液體潤(rùn)滑劑一一潤(rùn)滑油；2）半固體潤(rùn)滑劑一一潤(rùn)滑脂；3）固體潤(rùn)滑劑等。5.1潤(rùn)滑油5.1.1動(dòng)力粘度目前使用的潤(rùn)滑油大部分為石油系潤(rùn)滑油（礦物油）。在軸承潤(rùn)滑中，潤(rùn)滑油最重要的物理性能是粘度，它也是選擇潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。粘度表征液體流動(dòng)的內(nèi)摩擦性能。如下圖所示，有兩塊平板A及B，兩板之間充滿著液體。設(shè)板B靜止不動(dòng)，板A以速度v沿X軸運(yùn)動(dòng)。由于液體與金屬表面的吸附作用（稱為潤(rùn)滑油的油性），因此板B表層的液體與板B一致而靜止不動(dòng)，板A表層的液體隨板A以同樣的速度v一起運(yùn)動(dòng)。兩板之間液體的速度分布如下圖a所示。也可以看為兩板間的液體逐層發(fā)生了錯(cuò)動(dòng)，如下圖b所示。因此層與層間du.存在著液體內(nèi)部的摩擦切應(yīng)力T，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到以下關(guān)系式： "此式稱為牛頓液體流動(dòng)定律，表示液體中任意點(diǎn)處的切應(yīng)力與該處的速度梯度成正比。式中：u——液體中任一點(diǎn)的速度；du/dy——液體中該點(diǎn)沿垂直于運(yùn)動(dòng)方向的速度梯度；液體的動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度。動(dòng)力粘度量綱：力?時(shí)間/長(zhǎng)度2，國(guó)際單位：N?s/m2 （Pa-s）o絕對(duì)單位制中的單位定為1dyn?s/cm2,稱為1P（泊），或厘泊，1泊=100厘泊。P和cP與Pa?s的換算關(guān)系為:1P=0.1Pa?s,1cP=0.001Pa?s5.1.2運(yùn)動(dòng)粘度—工工程中常用動(dòng)力粘度與同溫度下該液體密度的比值表示粘度，稱為運(yùn)動(dòng)粘度： 夕其國(guó)際單位：m2/s，這個(gè)單位嫌大，常采用絕對(duì)單位制中的單位：斯St或厘斯cSt：1St=cm2/s=100cSto潤(rùn)滑油的粘度并不是不變的，它隨著溫度的升高而降低，這對(duì)于運(yùn)行著的軸承來(lái)說(shuō)，必須加以注意。描述粘度隨溫度變化情況的線圖稱為粘溫圖，見(jiàn)下圖。潤(rùn)滑油的粘度還隨著壓力的升高而增大，但壓力不太高時(shí)（如小于10MPa），變化極微，可略而不計(jì)。ao3Sa加a-:>?cR卓L-ECJ口猊，溢力H村！lit選用潤(rùn)滑油時(shí)，要考慮速度、載荷和工作情況。對(duì)于載荷大、溫度高的軸承宜選粘度大的油，載荷小、速度高的軸承宜選粘度較小的油。一般原則：1） 在壓力大或沖擊、變載等工作條件下，應(yīng)選用粘度較高的油；2） 滑動(dòng)速度高時(shí)，容易形成油膜，為了減小摩擦功耗，應(yīng)采用粘度較低的油。3）加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面，應(yīng)選用粘度較高的油。4） 循環(huán)潤(rùn)滑、芯捻潤(rùn)滑或油墊潤(rùn)滑時(shí)，應(yīng)選用粘度較低的油；飛濺潤(rùn)滑應(yīng)選用高品質(zhì)、能防止與空氣接觸而氧化變質(zhì)或因激烈攪拌而乳化的油。5） 低溫工作的軸承應(yīng)選用凝點(diǎn)低的油。液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑油粘度可以通過(guò)計(jì)算和參考同類軸承的使用經(jīng)驗(yàn)初步確定。常用潤(rùn)滑油的主要性質(zhì)見(jiàn)下表。代字421（■乾的捋度XW『產(chǎn)式.J土邸用途二L-AN7-wno用于在建傲員荷機(jī)NT族.此統(tǒng)片甘的摑障第拿芝A.C-JJ.E2SI.-AaH13.STSS-15每曾機(jī)宋供迎』五曲.出十一扉符為話承.帽翰.尊輪的翹管_L-ANJ2-15170—10網(wǎng)Sl-2-74.B-10］如摘于重3!機(jī)柬導(dǎo)穌.祜山M械的L-AN)(rt心.n-i\c.0210CGEH120—L-TSAi22S-8753TM.：品r世贛虬米巾.機(jī)浦高逮高卅精承卻備神，;，理連律牌滑推點(diǎn)LTSA464L—段85.2潤(rùn)滑脂軸頸速度＜1?2m/s可采用脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂是由潤(rùn)滑油和各種稠化劑（如鈣、鈉、鋁、理等金屬皂）混合稠化而成。潤(rùn)滑脂密封簡(jiǎn)單，不需經(jīng)常加添，不易流失，所以在垂直的磨擦表面上也可以應(yīng)用。潤(rùn)滑脂對(duì)載荷和速度的變化有較大的適應(yīng)范圍，受溫度的影響不大，但摩擦損耗較大，機(jī)械效率較低，故不宜用于高速。且潤(rùn)滑脂易變質(zhì)，不如潤(rùn)滑油穩(wěn)定?？偟膩?lái)說(shuō)，一般參數(shù)的機(jī)器，特別是低速或帶有沖擊的機(jī)器，都可以使用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。目前使用最多的是鈣基潤(rùn)滑脂，它有耐水性，常用于60r以下的各種機(jī)械設(shè)備中軸承的潤(rùn)滑。鈉基潤(rùn)滑脂可用于115?145°C以下，但不耐水。鋰基潤(rùn)滑脂性能優(yōu)良，耐水，在-20?150°C范圍內(nèi)廣泛適用，可以代替鈣基、鈉基潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂選擇原則1） 當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小一些的品種；反之，選擇針入度大一些的品種。2） 所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約20?30C，以免工作時(shí)潤(rùn)滑脂過(guò)多地流失。3） 在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性能強(qiáng)的鈣基或鋁基潤(rùn)滑脂。4） 在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂。5.3固體潤(rùn)滑劑固體潤(rùn)滑劑有石墨、二硫化鉬（MoS2）、聚氯乙烯樹(shù)脂等多種品種。一般在超出潤(rùn)滑油使用范圍之外才考慮使用，例如在高溫介質(zhì)中，或在低速重載條件下。目前其應(yīng)用已逐漸廣泛，例如可將固體潤(rùn)滑劑調(diào)合在潤(rùn)滑油中使用，也可以涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜，或者用固結(jié)成型的固體潤(rùn)滑劑嵌裝在軸承中使用，或者混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型。石墨性能穩(wěn)定，在350°C以上才開(kāi)始氧化，并可在水中工作。聚氯乙烯樹(shù)脂摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。二硫化鉬與金屬表面吸附性強(qiáng)，摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍也廣（一60?300°C），但遇水則性能下降。6非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算6.1非液體摩擦滑動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則非液體摩擦滑動(dòng)軸承可用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，也可用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。在潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂中加入少量鱗片狀石墨或二硫化鉬粉末，有助于形成更堅(jiān)韌的邊界油膜，且可填平粗糙表面而減少磨損。但這類軸承不能完全排除磨損。

非液體摩擦滑動(dòng)軸承工作在混合摩擦狀態(tài)下，實(shí)踐證明其主要的失效形式是磨損，嚴(yán)重時(shí)也發(fā)生膠合。研究表明，其失效主要取決于邊界膜的抗破壞能力。維持邊界油膜不遭破裂，是非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)依據(jù)。由于邊界油膜的強(qiáng)度和破裂溫度受多種因素影響而十分復(fù)雜，其規(guī)律尚未完全被人們掌握。因此目前采用的計(jì)算方法是間接的、條件性的。實(shí)踐證明，若能限制壓強(qiáng)pW[p]和壓強(qiáng)與軸頸線速度的乘積pvW〔pv〕，那么軸承是能夠很好地工作的。6.2徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算1.軸承的壓強(qiáng)1.軸承的壓強(qiáng)p限制軸承壓強(qiáng)p，以保證潤(rùn)滑油不被過(guò)大的壓力擠出，從而避免軸瓦產(chǎn)生過(guò)度的磨損。式中：F（N） 軸承徑向載荷；B（mm） 軸瓦寬度;d（mm） 軸頸直徑；[p]（MPa）——軸承材料的許用壓強(qiáng)。2.軸承的pv值pv值與摩擦功率損耗成正比，它簡(jiǎn)略地表征軸承的發(fā)熱因素。pv值越高，軸承溫升起高，容易引起邊界油膜的破裂。pv值的驗(yàn)其式為：F 4』同 rK=曲,60XI00聲[用式中：v 由頸圓周速度，m/s；n 由頸轉(zhuǎn)速（r/mm）；[pv]—軸承材料的許用值。3.滑動(dòng)速度v對(duì)于跨距較大的軸，由于裝配誤差還活著撓曲變形，會(huì)造成軸及軸瓦在邊緣接觸，局部壓強(qiáng)很大，若速度很大則局部摩擦功也很大。這是只驗(yàn)算p和pv并不能保證安全可靠，因?yàn)閜和pv都是平均值。因此要驗(yàn)算v值。兀dn兀dn60x1000<[v]6.3推力滑動(dòng)軸承的計(jì)算Fp=^z^<[p]4 0pv= <[pv]30000（』-d0）z多環(huán)軸頸，各環(huán)受力不均勻，〔p〕、〔pv〕應(yīng)降低50%。液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承在起動(dòng)、停車時(shí)處于混合摩擦狀態(tài)，所以設(shè)計(jì)時(shí)也需進(jìn)行上述計(jì)算。7液體動(dòng)壓潤(rùn)滑形成原理及基本方程7.1液體動(dòng)壓潤(rùn)滑形成原理假設(shè)：1）忽略壓力對(duì)油粘度的影響；2）油沿z向無(wú)流動(dòng)；3）油為層流流動(dòng)；4）油與工作表面吸附牢固；5）不計(jì)油慣性力、重力；6）油不可壓縮等。先分析兩平行板的情況。如下圖a所示，板B靜止不動(dòng)，板A以速度v向左運(yùn)動(dòng)，板

間充滿潤(rùn)滑油。如前所述，當(dāng)板上無(wú)載荷時(shí)兩平行板之間液體各流層的速度呈三角形分布，板A、B之間帶進(jìn)的油量等于帶出的油量，因此兩板間油量保持不變，亦即板A不會(huì)下沉。但若板A上承受載荷F時(shí)，油向兩側(cè)擠出（圖b），于是板A逐漸下沉，直到與板B接觸。這就說(shuō)明兩平行板之間是不可能形成壓力油膜的。如果板A與板B不平行，板間的間隙沿運(yùn)動(dòng)方向由大到小呈收斂的楔形，并且板A上承受載荷F，如上圖c所示。當(dāng)板A運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端的速度若按照虛線所f示的三角形分布，則必然進(jìn)油多而出油少。由于液體實(shí)際上是不可壓縮的，必將在間隙內(nèi)“擁擠”而形成壓力，迫使進(jìn)口端的速度曲線向內(nèi)凹，出口端的速度曲線向外凸，不會(huì)再是三角形分布。進(jìn)口端間隙hl大而速度曲線內(nèi)凹，出口端hl小而速度曲線外凸，于是有可能使帶進(jìn)油量等于帶出油量。同時(shí)，間隙內(nèi)形成的液體壓力將與外載荷F平衡。這就說(shuō)明在間隙內(nèi)形成了壓力油膜。這種借助相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在軸承間隙中形成的壓力油膜稱為動(dòng)壓油膜。圖c還表明從截面a-a到c—c之間，各截面的速度圖是各不相同的，但必有一截面b-b，油的速度呈三角形分布。根據(jù)以上分析可知，形成動(dòng)壓油膜的必要條件是：1） 兩工作表面間必須有楔形間隙；2） 兩工作表面間必須連續(xù)充滿潤(rùn)滑油或其他粘性流體；3） 兩工作表面間必須有相對(duì)滑動(dòng)速度，其運(yùn)動(dòng)方向必須保證潤(rùn)滑油從大截面流進(jìn)，從小截面流出。此外，對(duì)于一定的載荷F，必須使速度，粘度及間隙等匹配恰當(dāng)。7.2液體動(dòng)壓潤(rùn)滑基本方程兩剛體被油分開(kāi)，一剛體靜止，另一以v運(yùn)動(dòng)。TOC\o"1-5"\h\zdp 沸,pdydz-(p+—dx)dydz+xdzdx-(t+——dy)dzdx=0根據(jù)x方向的平很條件得： dx dydp dT =— 整理后得dy

整理后得dyF 海T=—=—刈 將A ay代入上式:dp dp d2u——=門(mén) dx dy2d2u_1dpdy2門(mén)dx上式對(duì)y積分，得:u= 2qdx邊界條件：y=0,u=v；y=上式對(duì)y積分，得:u= 2qdx邊界條件：y=0,u=v；y=h,u=0,c=-土也h-V1 2ndxh求得:將C1、。2代入上式，1u=得到：籍(y-h)y+v(h―y)2ndx h分析任一截面沿x方向單位寬度流量/只 vh1dpq=Judy=—— h3xo 212ndx(a)h(即h=h,dp=0)設(shè)油壓最大處間隙0 0dx ，在此截面上，vh；(b)連續(xù)流動(dòng)時(shí)，流量不變(a)=(b)，得到：dp,h—h =6nv 0 (一維雷諾動(dòng)力潤(rùn)滑萬(wàn)程式)dx h3上式對(duì)x取偏導(dǎo)數(shù)，可得：d.h3dp、/dh—( )=6v——dx門(mén)dx dx若再考慮油液沿z向流動(dòng)，則：dh3dp dh3dp dh—( )+—( )=6v—dndxdndx dx (二維雷諾動(dòng)力潤(rùn)滑方程式。)8液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算8.1徑向滑動(dòng)軸承形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的過(guò)程向心滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓油膜的過(guò)程。下圖a表示停車狀態(tài)，軸頸沉在下部。軸頸表面與軸承孔表面構(gòu)成了楔形間隙，這就滿足了形成動(dòng)壓油膜的首要條件。開(kāi)始起動(dòng)時(shí)軸頸沿軸承孔內(nèi)壁向上爬，如圖b所示。當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí)，楔形間隙內(nèi)形成的油膜壓力將軸頸抬起而與軸承脫離接觸，如圖c所示。但此情況不能持久，因油膜內(nèi)各點(diǎn)壓力的合力有向左推動(dòng)軸頸的分力存在，因而軸頸繼續(xù)向左移動(dòng)。最后，當(dāng)達(dá)到機(jī)器的工作轉(zhuǎn)速時(shí)，軸頸則處于圖I所示的位置。此時(shí)油膜內(nèi)各點(diǎn)的壓力，其垂直方向的合力與載荷F平衡，其水平方向的壓力，左右自行抵消。于是軸頓就穩(wěn)定在此平衡位置上旋轉(zhuǎn)。從圖中可以明顯看出，軸頸中心01與軸承孔中心0不重合，001=e，稱為偏心距。其他條件相同時(shí)，工作轉(zhuǎn)速越高，e值越小，即軸頸中心越接近軸承孔中心。8.2徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何關(guān)系設(shè)R為軸承孔半徑，r為軸頸半徑，B8.2徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何關(guān)系設(shè)R為軸承孔半徑，r為軸頸半徑，B為軸承寬度，則徑向滑動(dòng)軸承的主要幾何參數(shù)為： 圖B/d6=R—r=(D—d)/21^=5/re=OO1X=e/5hmin=5—e=5(1—x)=Wr(1—(1)(2)(3)(4)(5)軸承寬徑比軸承半徑間隙軸承相對(duì)間隙軸承偏心距軸承偏心率最小油膜厚度X)任意位置油膜厚度在甲=甲0處，油膜壓力最大，最大油膜壓力處的油膜厚度為h°=Wr(1+xcos%)h=Wr(1+xcos0)8.3徑向滑動(dòng)軸承工作能力計(jì)算8.3.1軸承的承載能力計(jì)算P為軸承包角以］+以2為承載油膜角設(shè)B=無(wú)窮大，則認(rèn)為油沿軸向無(wú)流動(dòng)。利用17.7計(jì)算，由于軸承為圓柱形，用極坐標(biāo)更方便。dx=洶，h=5(1+8cos們，^=§(1+scos?o)，v=rw，代入17.7，整理得到：dp=d。6門(mén)①8(cos。一cosdp=d。V2 (1+8cos。)3積分得任意角度的油膜壓力p』2dp=業(yè)膈(cos[—cos]。)邳e [1 v2[1 (1+￡cos[)3在[1~[2，沿F方向單位寬度的油膜力為FFpcos[180o-([+0)]rd[1 [1[=業(yè)』虬[眥(cos[-c。：[o)d[]cos[180o-([+0)]rd[v2[1[1 (1+￡cos[)3將上式乘以①代入r=d/2,得有限寬軸承不計(jì)端泄時(shí)油膜承載力F，整理得:王二3小小(cos[-co：[0)d[]cos[180o-([+0)]d[Bdn① [1[1 (1+￡cos[)3上式右端值稱為索氏數(shù)S0,=Fv2pBd門(mén)①F=CBdqs/v2不計(jì)端泄時(shí)，有限寬軸承尸正比于（B,d,門(mén)，①），與寸2成反比，相對(duì)間隙越小，F(xiàn)越大。由于端泄不可避免，實(shí)際承載力比上式低，實(shí)際計(jì)算采用二維雷諾方程式的數(shù)值解提供的線圖進(jìn)行計(jì)算8.3.2最小油膜厚度的確定hminl（即%f），軸承的承載能力f，但hmin不能無(wú)限縮小。為確保軸承在液體潤(rùn)滑條件下安全運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)使最小油膜厚度大于軸頸、軸瓦工作表面粗糙度十點(diǎn)高度Rz1、Rz2之和，即hmin=W（1—X）N[h]，[h]=S（Rz1+Rz2）式中S——安全系數(shù)，常取SN2。8.3.3軸承的熱平衡計(jì)算對(duì)于非壓力供油的徑向軸承fFv=cpq（t-1）+KA（t-1）r 0is0iTOC\o"1-5"\h\zA fp CpAt= = f——q兀K八兀K\o"CurrentDocument"cp + scpC+ ?-VvdLVvqVv式中：Cf稱為摩擦特性系數(shù);Cq稱為流量系數(shù);Cf、Cq都為無(wú)量綱數(shù)，是軸承寬徑比l/d和偏心率1的函數(shù)上式只是求出了潤(rùn)滑油的平均溫差。實(shí)際上潤(rùn)滑油從入口至出口，溫度是逐漸升高的，因而油的粘度各處不同。計(jì)算軸承承載能力時(shí)，應(yīng)采用潤(rùn)滑油平均溫度下的粘度。平均溫度為一般平均溫度不應(yīng)超過(guò)75°C。進(jìn)油溫度'i一般控制在35?45°C（"太低，外部冷卻困難）。潤(rùn)滑油溫升At一般不得超過(guò)30Co8.4參數(shù)選擇8.4.1寬徑比B/d一般軸承的寬徑比B/d=0.3?1.5。高轉(zhuǎn)速滑動(dòng)軸承，應(yīng)選較小的B/d值，這樣可使端泄流量增大，以減少溫升，但是B/d小，軸承的承載能力也低。寬徑比B/d大，軸承承載能力大，但溫升高，且長(zhǎng)軸頸易變形，制造、裝配誤差的影響也的較大。因此，只在低速、重載，軸及軸承剛性好，制造及安裝精度高時(shí)，寬徑比B/d才取較大值。寬徑比對(duì)承載能力的影響見(jiàn)圖。寬徑比B/d的選擇還與壓強(qiáng)p的選擇密切相關(guān)，p選得大些可以減小軸承的尺寸，并提高軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性；但p取得過(guò)大，會(huì)使油膜變薄，容易因油質(zhì)或加工、裝配質(zhì)量問(wèn)題而被破壞。8.4.2相對(duì)間隙W一般，。主要據(jù)載荷、速度選?。核俣雀?，。應(yīng)取大些，可減少發(fā)熱；載荷大，。應(yīng)取小些，可提高承載力。軸承中的一些特性參數(shù)是相對(duì)間隙白或半徑間隙6的函數(shù)，承載量系數(shù)Cp是但的函數(shù)，

所以間隙值對(duì)軸承性能影響很大。相對(duì)間隙主要根據(jù)載荷和速度選取。