微課件－軸承的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及選材課件講解

微課件－軸承設(shè)計(jì)特點(diǎn)及選材輪機(jī)工程學(xué)院陳培紅主講●滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)●滑動(dòng)軸承常用材料●滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與潤(rùn)滑方式216軸承設(shè)計(jì)特點(diǎn)及選材16軸承設(shè)計(jì)特點(diǎn)及材料選用材料力學(xué)的基本概念N01分類滑動(dòng)軸承流體靜壓潤(rùn)滑流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油向心滑動(dòng)軸承整體式剖分式推力滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承高速、高精度、重載和結(jié)構(gòu)上要求剖分結(jié)構(gòu)等場(chǎng)合，用滑動(dòng)軸承。對(duì)旋轉(zhuǎn)軸起支撐減摩作用。作用多采用滾動(dòng)軸承，俗稱彈子盤。優(yōu)點(diǎn)：①摩擦損失??；②起動(dòng)與加速性能好；③滑油消耗量很少；④潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：①振動(dòng)噪音大，不適用于高轉(zhuǎn)速；②使用壽命短；③構(gòu)造復(fù)雜；造價(jià)高。滑動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)①振動(dòng)噪音小，適用于高轉(zhuǎn)速；②使用壽命長(zhǎng)；③構(gòu)造簡(jiǎn)單；④造價(jià)便宜。缺點(diǎn)①損失較大；②加速性能差；③滑油消耗量大；④潤(rùn)滑系統(tǒng)較復(fù)雜。討論－滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的比較5實(shí)現(xiàn)流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的條件：（1）摩擦表面應(yīng)具有較高的加工精度和表面粗糙度等級(jí)；（2）摩擦表面間具有一定的合適配合間隙；（3）保證連續(xù)而又充分地供給一定溫度下黏度合適的潤(rùn)滑油；（4）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件必須具有足夠高的相對(duì)滑動(dòng)速度；（5）外負(fù)荷必須小于楔形油膜所能承受的負(fù)荷極限值16軸承設(shè)計(jì)特點(diǎn)及材料選用整體式（襯套、軸套）——安裝不便，不好調(diào)整間隙

—連桿襯套、搖臂襯套

厚壁軸瓦—中低速船機(jī)主軸承、連桿軸承、十字頭軸承兩半式薄壁軸瓦——中高速單層軸瓦雙層軸瓦＝鋼瓦殼+耐磨合金瓦襯三層軸瓦＝鋼瓦殼+耐磨合金瓦襯+表面鍍層（軟金屬）四層軸瓦＝鋼瓦殼+高疲勞強(qiáng)度軸瓦合金+

耐磨合金瓦襯+表面鍍層（軟金屬）滑動(dòng)軸承的分類薄壁軸瓦特點(diǎn)：疲勞強(qiáng)度高、重量輕；剛度小，加工要求高，但大批生產(chǎn)，成本低?；Q性好、不用修刮。

應(yīng)用：中高速柴油機(jī)和低速機(jī)十字頭軸承。厚壁軸瓦特點(diǎn)：剛性大；軸承間隙可調(diào)節(jié)；可修理。疲勞強(qiáng)度低，互換性差。應(yīng)用：中低速柴油機(jī)或輔機(jī)中。改用薄壁軸瓦?；瑒?dòng)軸承的分類一、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承1—軸承座；2—軸承蓋；3—雙頭螺柱；4—螺紋孔；5—油孔；6—油槽；7—剖分式軸瓦機(jī)械性能：足夠的強(qiáng)度、塑韌性和抗疲勞強(qiáng)度。一定硬度。表面性能：減摩性，較高的耐磨性，良好的嵌藏性、順應(yīng)性、抗咬合性和親油性。理化性能：良好的耐蝕性、耐熱性、導(dǎo)熱性和較小的線膨脹系數(shù)——防止軸與軸瓦之間咬合。工藝性能：鑄造性和切削加工性好。1.性能要求為滿足上述性能要求，軸承合金的組織：軟的基體+硬的質(zhì)點(diǎn)

表面性能較好，承載能力較差硬的基體+軟的質(zhì)點(diǎn)表面性能較差，承載能力較好潤(rùn)滑油空間硬質(zhì)點(diǎn)軟基體軸瓦軸潤(rùn)滑油空間軸軟質(zhì)點(diǎn)硬基體軸瓦２.組織結(jié)構(gòu)分為錫基和鉛基軸承合金,又稱巴氏合金。二、滑動(dòng)軸承常用材料1.巴氏合金牌號(hào)：

Z+基本元素符號(hào)+主加元素符號(hào)及其平均百分含量+輔加元素符號(hào)及其平均百分含量。典型牌號(hào)：ZSnSb11Cu6

ZChPbSb16Sn16Cu2牌號(hào)：ZChSnSb11-6Z—鑄造，Ch—軸承合金，Sn—基本元素Sb11—主加元素及含量，6—輔加元素Cu的含量組成：軟基體+硬質(zhì)點(diǎn)黑色的軟基體為銻溶于錫中形成的α固溶體(重),硬質(zhì)點(diǎn)是呈白色方塊的SnSb(輕)化合物和在高溫下先結(jié)晶出高熔點(diǎn)的η相Cu6Sn5或Cu3Sn的化合物,它形成了一個(gè)格架,有效減少了α和β的比重偏析.分為錫基和鉛基軸承合金,又稱巴氏合金。（1）錫基軸承合金二、滑動(dòng)軸承常用材料1.巴氏合金性能：表面性能好（減摩性f小、親油性、抗咬合性、嵌藏性和跑合性），疲勞強(qiáng)度低，耐熱性差（<110℃）。有偏析傾向。

由于Sn的熔點(diǎn)比較低，工作溫度升高時(shí)，錫基巴低合金的強(qiáng)硬度顯著降低，承載能力下降。應(yīng)用：大型低速柴油機(jī)的主軸承、曲柄銷軸承、中間軸承和閉式潤(rùn)滑的尾軸承。（1）錫基軸承合金二、滑動(dòng)軸承常用材料定義：以鉛為基本元素加入少量銻、錫、銅而形成的合金，也是軟基體硬質(zhì)點(diǎn)型軸承合金。牌號(hào)：ZChPbSb16-16-2Z—鑄造，Ch—軸承合金，Pb—基本元素Sb16—主加元素及含量，16-Sn，2—輔加元素Cu的含量16-Sn的作用是生成方塊狀SnSb硬質(zhì)點(diǎn)和溶入Pb中使其強(qiáng)化，2—輔加元素Cu的含量能生成Cu6Sb硬質(zhì)點(diǎn)增加耐摩性和減輕合金的比重偏析典型牌號(hào)：ZChPbSb16Sn16Cu2（2）鉛基軸承合金二、滑動(dòng)軸承常用材料ZPbSb16Sn16Cu2合金的顯微組織組織：軟基體硬質(zhì)點(diǎn)黑色[(+)共晶軟基體+方塊狀SnSb硬質(zhì)點(diǎn)+硬骨架針狀Cu6Sn5（2）鉛基軸承合金二、滑動(dòng)軸承常用材料α固溶體(軟)銻溶于鉛中形成，軟；β是鉛溶于SnSb(硬)的固溶體，硬脆，比重小，易上浮。硬結(jié)晶骨架阻礙比重偏析。性能：鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性，鑄造性都不如錫基軸承合金，有偏析傾向。但其成本低，工作溫度＜120℃。應(yīng)用：常用于中速、中等載荷條件下工作的設(shè)備，如船用起貨機(jī)、起錨機(jī)、船舶軸系的軸承等。艉軸承（2）鉛基軸承合金二、滑動(dòng)軸承常用材料2.銅基軸承合金成分組織與牌號(hào)：ZQPb30鉛和銅組成的二元合金，屬硬的銅基體上嵌藏著軟的鉛質(zhì)點(diǎn).性能——與巴氏合金相比：有較高的疲勞強(qiáng)度和承載能力，導(dǎo)熱性好，工作溫度＜250℃，摩擦系數(shù)較低耐磨性較高；耐蝕性、順應(yīng)性、嵌藏性和抗咬合性較差。工藝性較差。應(yīng)用于：用于制造承受高速、高載荷和沖擊負(fù)荷的重要軸承。如高速大功率主軸承。（1）鉛青銅鉛錫青銅ZQSn10-1－軟基本+硬質(zhì)點(diǎn)性能：優(yōu)良的耐磨性、耐蝕性、切削加工性，較高強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度和耐熱性應(yīng)用：高速、高載柴油機(jī)軸承及襯套。鋅鉛錫青銅ZCuSn6Pb6Zn3、ZCuSn5Pb5Zn5：性能：良好的耐磨性、耐蝕性、鑄造性、切削加工性，較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。

＞280℃應(yīng)用：中高載荷、中速柴油機(jī)的軸承。2.銅基軸承合金（2）錫青銅炮銅現(xiàn)代海軍炮銅－－制炮含銅88％、錫10％和鋅2％，用于制造重負(fù)荷、低速的齒輪和軸承。鋅：能夠縮小結(jié)晶溫度范圍，改善鑄造性；(1)主要用于制作彈性元件和耐磨零件。(2)特性：具有良好的彈性、耐磨性和抗磁性，可在冷態(tài)和熱態(tài)下壓力加工，易于焊接和釬焊，切削性較好，在大氣和淡水、海水中抗蝕性良好用于各種彈性元件以及管配件、化工器械、耐磨零件和抗磁零件等。３.鋁基軸承合金低錫鋁合金(Sn<10%)承載力強(qiáng)，疲勞強(qiáng)度高，耐磨性、耐蝕性好；表面性能不好。中高速重載軸承。＜170℃鋁銻鎂軸承合金：軟基本+硬質(zhì)點(diǎn)，疲勞強(qiáng)度高，良好的耐磨性、耐蝕性；承載力不強(qiáng)。高錫鋁基軸承合金＝銅鋁固溶硬基體+軟錫質(zhì)點(diǎn)20高錫鋁合金：承載力強(qiáng)，疲勞強(qiáng)度高，耐磨性、耐蝕性、耐熱性良好，切削加工性好、成本低。高負(fù)荷中高速柴油機(jī)的主軸承。40高錫鋁合金：綜合性能比20高錫鋁合金好；（表面性能）由于含錫量的增加疲勞強(qiáng)度下降。代替巴氏合金用于船用大型低速柴油機(jī)的主軸承。４.鋁石墨軸承合金鋁石墨軸承合金是一種新型的軸承合金，能在干摩擦和較高的溫度下保持良好的耐磨性，常作為柴油機(jī)等機(jī)械的滑動(dòng)軸承材料航空發(fā)動(dòng)機(jī)常用的銀基軸承合金，機(jī)床、壓力機(jī)、起重機(jī)和軋機(jī)等常用的鋅基軸承合金以及一般輕載低速的車床、刨床和銑床等設(shè)備上常用的鐵基軸承合金。22三、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與潤(rùn)滑方式向心軸承主要承受徑向載荷，承受較小的軸向載荷推力軸承主要承受軸向載荷向心推力不僅能承受徑向載荷，還可以承受較大的軸向載荷23三、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與潤(rùn)滑方式１.滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體－－低碳鋼、銅合金或工程塑料保持架－Q２３５外圈采用基軸制配合，內(nèi)圈采用基孔制配合。外圈配合處較緊，內(nèi)圈與軸為較松配合。拆裝的時(shí)候不能用錘子直接敲擊外圈或內(nèi)圈，一般直徑在100mm以內(nèi)的滾動(dòng)軸承，使用安裝工具（如拉馬、套管）冷裝；直徑大于100mm的，采用加熱法或注油