滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)課件

第十章滑動(dòng)軸承§10-1概述§10-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)§10-3軸瓦結(jié)構(gòu)及軸承材料

§10-4潤滑劑和潤滑裝置§10-5非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)第十章滑動(dòng)軸承§10-1概述§10-21§10-1概述1、滑動(dòng)軸承的分類徑向軸承（向心軸承）：徑向止推軸承（向心推力軸承）：推力軸承（止推軸承）：按受載方向不同，分為：按磨擦狀態(tài)不同，分為：混合潤滑滑動(dòng)軸承。液體潤滑滑動(dòng)軸承動(dòng)壓潤滑靜壓潤滑2、滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)1．承載能力大，耐沖擊；2．工作平穩(wěn)，噪音低；3．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小?！?0-1概述1、滑動(dòng)軸承的分類徑向軸承2一、徑向滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)1、整體式徑向滑動(dòng)軸承圖是常見的整體式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。套筒式軸瓦(或軸套)壓裝在軸承座中(對(duì)某些機(jī)器，也可直接壓裝在機(jī)體孔中)。潤滑油通過軸套上的油孔和內(nèi)表面上的油溝進(jìn)入摩擦面。

這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，剛度較大。缺點(diǎn)是軸瓦磨損后間隙無法調(diào)整和軸頸只能從端部裝入。因此，它僅適用于軸頸不大，低速輕載或間歇工作的機(jī)械?！?0-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)一、徑向滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)§10-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)32、剖分式（對(duì)開式）徑向滑動(dòng)軸承普通剖分式軸承結(jié)構(gòu)由軸承蓋、軸承座、剖分軸瓦和螺栓組成。軸瓦是直接和軸頸相接觸的重要零件。為了安裝時(shí)易對(duì)中，軸承蓋和軸承座的剖分面常作出階梯形的榫口。潤滑油通過軸承蓋上的油孔和軸瓦上的油溝流入軸承間隙潤滑摩擦面。軸承剖分面最好與載荷方向近于垂直，以防剖分面位于承載區(qū)出現(xiàn)泄漏，降低承載能力。通常，多數(shù)軸承剖面為水平剖分，也稱正剖分，也有斜剖分的。特點(diǎn)：便于軸的安裝，間隙可調(diào)整，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。應(yīng)用比較廣泛。對(duì)開式軸承(剖分軸套)2、剖分式（對(duì)開式）徑向滑動(dòng)軸承普通剖分式軸承結(jié)構(gòu)由軸承蓋43、調(diào)心式徑向滑動(dòng)軸承若軸承的寬徑比較大，當(dāng)軸的彎曲變形或軸孔傾斜時(shí)，易造成軸頸與軸瓦端部的局部接觸，引起劇烈的磨損和發(fā)熱。因此，當(dāng)L/d>1.5時(shí)，宜采用自動(dòng)調(diào)心軸承，這種軸承的軸瓦外表面做成球面形狀，與軸承蓋和軸承座的球狀內(nèi)表面相配合，球面中心通過軸頸的軸線。因此軸瓦可以自動(dòng)調(diào)位以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時(shí)產(chǎn)生的偏斜。特點(diǎn)：軸瓦能自動(dòng)調(diào)整位置，以適應(yīng)軸的偏斜。當(dāng)軸傾斜時(shí)，可保證軸頸與軸承配合表面接觸良好，從而避免產(chǎn)生偏載。主要用于軸的剛度較小，軸承寬度較大的場(chǎng)合。3、調(diào)心式徑向滑動(dòng)軸承若軸承的寬徑比較大，當(dāng)5二、止推滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)2空心式

支撐面上壓強(qiáng)分布較均勻，潤滑條件有所改善。1實(shí)心式

支撐面上壓強(qiáng)分布極不均勻，中心處壓強(qiáng)最大，線速度為0，對(duì)潤滑很不利，導(dǎo)致支撐面磨損極不均勻，使用較少。3單環(huán)式

利用軸環(huán)的端面止推，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤滑方便，廣泛用于低速輕載場(chǎng)合。4多環(huán)式

特點(diǎn)同單環(huán)型，可承受較單環(huán)更大的載荷，也可承受雙向軸向載荷。二、止推滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)2空心式

支撐面上壓強(qiáng)分布較均6§10-3軸瓦結(jié)構(gòu)及軸承材料按構(gòu)造分類整體式（又稱軸套）剖分式（對(duì)開式）不便于裝拆，可修復(fù)性差。安裝和拆卸方便，可修復(fù)。按材料分類單材料多材料如黃銅，灰鑄鐵等制成的軸瓦。以鋼、鑄鐵或青銅作軸瓦基體，在其表面澆鑄一層或兩層很薄的減摩材料（稱為軸承襯）。單材料、整體式厚壁鑄造軸瓦軸承襯一、軸瓦結(jié)構(gòu)§10-3軸瓦結(jié)構(gòu)及軸承材料按構(gòu)造分類整體式（7軸瓦和軸承座不允許有相對(duì)移動(dòng)，為了防止軸瓦的移動(dòng)，可將其兩端做出凸緣用于軸向定位或用銷釘(或螺釘)將其固定在軸承座上。為了使滑動(dòng)軸承獲得良好的潤滑，軸瓦或軸頸上需開設(shè)油孔及油溝，油孔用于供應(yīng)潤滑油，油溝用于輸送和分布潤滑油。其位置和形狀對(duì)軸承的承載能力和壽命影響很大。通常，油孔應(yīng)設(shè)置在油膜壓力最小的地方；油溝應(yīng)開在軸承不受力或油膜壓力較小的區(qū)域，要求既便于供油又不降低軸承的承載能力。圖為油孔和油溝對(duì)軸承承載能力的影響。。油溝進(jìn)油孔軸瓦和軸承座不允許有相對(duì)移動(dòng)，為了防止軸瓦的移動(dòng)，可將其8二軸瓦及軸承襯材料軸瓦材料應(yīng)具備下述性能：l)摩擦系數(shù)??；2)導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)?。?)耐磨、耐蝕、抗膠合能力強(qiáng)；4)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和可塑性。常見的軸瓦是用兩層不同金屬做成的，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稱為軸承襯。常用的軸瓦和軸承襯材料有下列幾種：1、軸承合金軸承合金(又稱白合金、巴氏合金)有錫銻軸承合金和鉛銻軸承合金兩大類。二軸瓦及軸承襯材料軸瓦材料應(yīng)具備下述性能：l)摩擦9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，因此只能作為軸承襯材料而澆鑄在鋼、鑄鐵(圖a及b)或青銅軸瓦上(圖c)。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)行中常將溫度控制在低于150℃。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。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102、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℃)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、具有特殊性能的軸承材料用粉末冶金法做成的軸承，具有多孔性組織，孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油，常稱為含油軸承。2、青銅11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)入摩擦表面起到潤滑作用。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。在不重要的或低速輕載的軸承中，也常采用灰鑄鐵或耐磨鑄鐵作為軸瓦材料。此外，還有橡膠軸承、塑料軸承等。表12-2中給出常用軸瓦及軸承村材料的[p]、[pv]等數(shù)據(jù)。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12常見金屬軸承材料性能常見金屬軸承材料性能13一、潤滑劑軸承潤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，和選用潤滑劑正確與否有很大關(guān)系。潤滑劑分為：1)液體潤滑劑——潤滑油；2)半固體潤滑劑——潤滑脂；3)固體潤滑劑等。在潤滑性能上潤滑油一般比潤滑脂好，應(yīng)用最廣。但潤滑脂具有不易流失等優(yōu)點(diǎn)，也常用。固體潤滑劑除在特殊場(chǎng)合下使用外，目前正在逐步擴(kuò)大使用范圍?！?0-4潤滑劑和潤滑裝置一、潤滑劑§10-4潤滑劑和潤滑裝141．潤滑油潤滑油最重要的物理性能是粘度，它也是選擇潤滑油的主要依據(jù)。潤滑油的粘度是指潤滑油抵抗變形的能力，它標(biāo)志著液體內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦阻力的大小。如圖所示，有兩塊平板A及B，兩板之間充滿著液體。若板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，板A表層的液體隨板A以同樣的速度v一起運(yùn)動(dòng)，靜止板B表層的液體靜止不動(dòng)。若潤滑油作層流流動(dòng)，則沿y坐標(biāo)的油層將以不同速度u移動(dòng)，于是形成各油層間的相對(duì)滑移，在各層的界面上就存在相應(yīng)的切應(yīng)力τ。1．潤滑油如圖所示，有兩塊平板A及B，兩板之間充滿著液15牛頓在1687年提出粘性液體的摩擦定律(簡(jiǎn)稱粘性定律)，即在液體作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，油層間的切應(yīng)力τ與其速度梯度成正比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中：u是油層中任一點(diǎn)的速度，du/dy是該點(diǎn)的速度梯度；η是比例系數(shù)，即液體的動(dòng)力粘度，常簡(jiǎn)稱為粘度。摩擦學(xué)中把凡是服從這個(gè)粘性定律的液體稱為牛頓液體。動(dòng)力粘度η為：長(zhǎng)、寬、高各為1m的液體，如果使上下平面間以u(píng)=1m/s的相對(duì)速度運(yùn)動(dòng)，所需施加的力F為1N時(shí)，該液體的粘度為1個(gè)國際單位制的動(dòng)力粘度，以Pa·s(帕·秒)表示，1Pa·s=1N·s/m2。動(dòng)力粘度又稱絕對(duì)粘度。牛頓在1687年提出粘性液體的摩擦定律(簡(jiǎn)稱粘性定律)16動(dòng)力粘度的厘米克秒制單位是P(Poise，單位名稱為泊)，1P=1dyn·s/cm2。P的百分之一稱cP(厘泊)。Pa·s、P及cP間的換算關(guān)系為1Pa·s=10P=1000cP此外，還有運(yùn)動(dòng)粘度ν，它等于動(dòng)力粘度與液體密度ρ的比值，即在國際單位制中，ν的單位是m2/s。實(shí)用上這個(gè)單位嫌大，故常采用它的厘米克秒制單位St(Stokes，單位名稱為斯)，或cSt(厘斯)，1St=1cm2/s=100cSt。一般潤滑油的牌號(hào)就是該油在40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度(單位為cSt或mm2/s)的平均值，見表。動(dòng)力粘度的厘米克秒制單位是P(Poise，單位名稱為泊17用潤滑油同水作比較所測(cè)得的粘度，稱為相對(duì)粘度。我國常用恩氏粘度表示相對(duì)粘度，規(guī)定：在一定溫度t下，200cm3的油樣流過直徑2.8mm小孔所需要的時(shí)間，與同體積20℃的蒸餾水流過該孔所需時(shí)間的比值，即為該油樣的恩氏粘度，用符號(hào)Et表示。用潤滑油同水作比較所測(cè)得的粘度，稱為相對(duì)粘度。我國常用18潤滑油的粘度隨著溫度的升高而降低，這對(duì)于運(yùn)行著的軸承來說，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，見圖。潤滑油的粘度還隨著壓力的升高而增大，但壓力不太高時(shí)，變化極微，可略而不計(jì)。選用潤滑油時(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。潤滑油的粘度隨著溫度的升高而降低，這對(duì)于運(yùn)行著的軸承來說192.潤滑脂潤滑脂是由潤滑油和各種稠化劑(如鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂)混合稠化而成。潤滑脂密封簡(jiǎn)單，不需經(jīng)常加添，不易流失，所以在垂直的摩擦表面上也可以應(yīng)用。潤滑脂對(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。且潤滑脂易變質(zhì)，不如潤滑油穩(wěn)定?？偟膩碚f，一般參數(shù)的機(jī)器，特別是低速或帶有沖擊的機(jī)器，都可以使用潤滑脂潤滑。目前使用最多的是鈣基潤滑脂，它有耐水性，常用于60℃以下的各種機(jī)械設(shè)備中軸承的潤滑。2.潤滑脂203．固體潤滑劑固體潤滑劑有石墨、二硫化鉬(MoS2)、聚氯乙烯樹脂等多種品種。一般在超出潤滑油使用范圍之外才考慮使用。二、潤滑裝置滑動(dòng)軸承的給油方法多種多樣。如圖1所示，有針閥式油杯、A型彈簧蓋油杯、潤滑脂用油杯等。3．固體潤滑劑二、潤滑裝置21上述三種油杯均已列入國家標(biāo)準(zhǔn)，選用時(shí)可查閱有關(guān)手冊(cè)。下圖為油環(huán)潤滑，在軸頸上套一油環(huán)，油環(huán)下部浸入油地中，當(dāng)軸頸旋轉(zhuǎn)時(shí)，靠摩擦力帶動(dòng)油環(huán)旋轉(zhuǎn)，把油引入軸承。油環(huán)浸在油池內(nèi)的深度約為其直徑的四分之一時(shí)，給油量已足以維持液體潤滑狀態(tài)的需要。它常用于大型電機(jī)的滑動(dòng)軸承中。最完善的給油方法是利用油泵循環(huán)給油，給油量充足，給油壓力只需0.05MPa，在油的循環(huán)系統(tǒng)中常配置過濾器、冷卻器。上述三種油杯均已列入國家標(biāo)準(zhǔn)，選用時(shí)可查閱有關(guān)手冊(cè)。22磨損——非液體摩擦滑動(dòng)軸承工作表面,在工作時(shí)有局部金屬接觸,會(huì)產(chǎn)生不同程度的摩擦和磨損，導(dǎo)致軸承配間隙增大,影響軸的旋轉(zhuǎn)精度,從而使軸承不能正常工作?！?0-5非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)一、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一）失效形式膠合——當(dāng)載荷過大而導(dǎo)致油膜破裂時(shí)；或在潤滑油供應(yīng)不足條件下，軸承溫升過高，軸頸和軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面材料發(fā)生粘附和遷移，從而出現(xiàn)膠合。限制軸承平均壓力p——以免產(chǎn)生過度的磨損；限制pv值——以防止過熱產(chǎn)生膠合；限制滑動(dòng)速度V——以免加速磨損而使軸承報(bào)廢。二）計(jì)算準(zhǔn)則磨損——非液體摩擦滑動(dòng)軸承工作表面,在工作時(shí)有局部金屬§1023設(shè)計(jì)方法及步驟：1．根據(jù)工作要求選擇軸承結(jié)構(gòu)形式：整體式還是剖分式2．選擇軸瓦材料3．選擇軸承的長(zhǎng)徑比l/d二、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一）向心軸承設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的已知條件：軸頸直徑ｄ（由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定），軸的轉(zhuǎn)速ｎ（r/min),徑向載荷FR(N),使用條件.4．驗(yàn)算軸承的工作能力1）驗(yàn)算平均壓力p——目的是保證潤滑油不被過大的壓力擠出，從而避免軸瓦產(chǎn)生過度的磨損設(shè)計(jì)方法及步驟：二、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一）向心軸承24式中FR——軸承的徑向載荷，N；

B——軸瓦長(zhǎng)度，m