第十五章---滑动轴承..ppt

轴承的功用是支承轴及轴上零件 保持轴的旋转精度 减少转轴与支承之间的摩擦和磨损 并承受载荷 根据支承处相对运动表面的摩擦性质 轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承 分别简称为滑动轴承和滚动轴承 如图所示 第十五章滑动轴承 15 1滑动轴承概述 一 滑动轴承的类型滑动轴承按其承受载荷的方向分为 1 径向滑动轴承 它主要承受径向载荷 2 止推滑动轴承 它只承受轴向载荷 滑动轴承按摩擦 润滑 状态可分为液体摩擦 润滑 轴承和非液体摩擦 润滑 轴承 1 完全流体润滑滑动轴承 流体润滑轴承 轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油 润滑油的厚度较大 将轴颈和轴瓦表面完全隔开 因而摩擦系数很小 一般摩擦系数f 0 001 0 008 由于始终能保持稳定的液体润滑状态 这种轴承适用于高速 高精度和重载等场合 2 不完全流体润滑滑动轴承 不完全润滑轴承 轴和轴承孔表面间有润滑流体存在 但不能完全将两摩擦表面隔开 有一部分表面直接接触 因而摩擦系数大 f 0 05 0 5 如果润滑油完全流失 将会出现干摩擦 剧烈摩擦 磨损 甚至发生胶合破坏 一 径向滑动轴承 特点 1 结构简单 成本低2 轴套磨损后 间隙无法调整3 装拆不便 只能从轴端装拆 应用 低速 轻载或间歇工作的机器 如图 由轴承座 整体轴套 油孔等组成 1 整体式径向滑动轴承 整体式 15 2滑动轴承的结构和材料 2 对开式径向滑动轴承 剖分式 正剖分 轴承座和轴瓦被分成两部分 由螺栓联接 便于调整间隙和装拆 有正剖分和斜剖分两种 剖分面制成阶梯状 便于对中防错动 发动机曲轴 斜剖分 载荷与垂直方向夹角大于35 则轴承中分面也斜着布置 通常为45 柴油机连杆大头 3 自动调心式 轴瓦与轴承座之间不是柱面配合 而是球面配合 轴瓦可随着轴的弯曲而转动 适应轴径的偏斜 通常的滑动轴承要限制轴径的长度 用宽径比来表示L d 一般L d 0 5 1 5 当L d 1 5时 常用调心式滑动轴承 二 止推滑动轴承 实心止推滑动轴承 轴颈端面的中部压强比边缘的大 润滑油不易进人 润滑条件差 空心止推滑动轴承 轴颈端面的中空部分能存油 压强也比较均匀 承载能力不大 多环止推滑动轴承 压强较均匀 能承受较大载荷 但各环承载不等 环数不能太多 二 轴瓦结构 1 轴瓦的形式与结构 轴瓦应具有一定的强度和刚度 要固定可靠 润滑良好 散热容易 便于装拆和调整 轴瓦固定在轴承座上 轴瓦表面常浇铸一层减摩性更好的材料 称为轴承衬 厚度从零点几个毫米到6毫米 为使轴承衬固定可靠 可在轴瓦上作出沟槽 油孔 油槽开设原则 1 油槽 沟 开在非承载区 否则会破坏油膜的连续性降低油膜的承载能力 2 油槽轴向不能开通 以免油从油槽端部大量流失 轴向油沟的长度应稍短于轴瓦宽 80 2 油孔 油槽和油室 剖分式整体式 三 滑动轴承的失效形式及材料 1 主要失效形式 磨损和胶合 疲劳破坏 对材料性能要求 2 轴承材料 1 具有足够的抗压强度 抗疲劳能力和抗冲击能力 2 具有良好的减摩性 材料要有较低的摩擦阻力 3 具有良好的耐磨性 抗粘着磨损和磨粒磨损性能较好 4 具有良好的跑合性 能较容易消除接触表面不平度而使轴颈与轴瓦表面间相互尽快吻合 5 良好的可塑性 具有适应因轴的弯曲和其他几何误差而使轴与轴承滑动表面初始配合不良的能力 6 具有嵌藏性 轴承材料具有容纳金属碎屑和灰尘的能力 7 良好的工艺性和导热性 并应具有抗腐蚀性能 金属材料多孔质金属材料非金属材料 常用轴承材料 轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料 如轴瓦和轴承衬的材料 轴承材料性能应满足以下要求 减摩性 材料副具有较低的摩擦系数 耐磨性 材料的抗磨性能 通常以磨损率表示 抗咬粘性 材料的耐热性与抗粘附性 摩擦顺应性 材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力 嵌入性 材料容纳硬质颗粒嵌入 从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力 良好的导热性 工艺性和经济性 磨合性 轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后 形成相互吻合的表面形状和粗糙度的能力 或性质 轴承合金 铜合金 铸铁 粉末冶金材料 粉末冶金材料主要是由铁 铜 石墨等粉末经压制 烧结而成的轴承材料 这种材料是多孔结构的 使用前在润滑油中浸数小时 使孔隙中充满润滑油 在工作时能自动润滑 常用于轻载 低速 润滑困难的场合 润滑目的 减少摩擦 降低磨损 散热冷却 缓冲吸振 密封防锈 一 润滑剂 1 润滑油 润滑油 粘度的种类有很多 如 动力粘度 运动粘度 条件粘度等 粘度是润滑油的主要质量指标 抵抗变形的能力 粘度值越高 油越稠 反之越稀 温度升高 粘度降低 润滑油的牌号于运动粘度有一定的对应关系 如 牌号为L AN10的油在40 时的运动粘度大约为10cSt 具体说明 工程中常用运动粘度 单位是 St 斯 或cSt 厘斯 量纲为 m2 s 动植物油 矿物油 合成油 润滑油牌号表 15 3滑动轴承的润滑 2 润滑脂 润滑脂 润滑脂的主要质量指标是 锥入度 反映其稠度大小 滴点 决定工作温度 润滑油 稠化剂 钙钠铝锂 稳定剂 1 压力大 温度高 载荷冲击变动大 粘度大的润滑油 2 滑动速度大 粘度较低的润滑油 4 粗糙或未经跑合的表面 粘度较高的润滑油 特点 无流动性 可在滑动表面形成一层薄膜 适用场合 要求不高 难以经常供油 或者低速重载以及作摆动运动的轴承中 选择原则 3 散热差 工作温度高 粘度较高的润滑油 选择原则 当压力高和滑动速度低时 选择锥入度小一些的品种 反之 选择针入度大一些的品种 所用润滑脂的滴点 一般应比轴承的工作温度高约20 30 以免工作时润滑脂过多地流失 在有水淋或潮湿的环境下 应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂 在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂 润滑脂牌号表 特点 可在滑动表面形成固体膜 适用场合 有特殊要求的场合 如环境清洁要求处 真空中或高温中 常用类型 二硫化钼 碳 石墨 聚四氟乙烯等 使用方法 涂敷 粘结或烧结在轴瓦表面 制成复合材料 依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜 3 固体润滑剂 1 油润滑 连续供油 间歇供油 油壶或油枪 1 滴油润滑 2 绳芯润滑 3 飞溅润滑 4 浸油润滑 5 压力循环润滑 2 脂润滑 旋盖式油脂杯 黄油枪 二 润滑方式 15 4非液体润滑滑动轴承的设计计算 一 向心滑动轴承的设计计算 1 验算轴承的平均压强 限制轴承平均压强 以保证润滑油不被过大的压力挤出 从而避免轴瓦产生过度的磨损 在设计时通常已知轴承所受的径向载荷 轴颈转速及轴颈直径 用下式验算 B 轴承宽度 mm 根据宽径比B d确定 推荐B d 0 5 1 5 p 轴瓦材料的许用压强 MPa 其值见表15 1和15 2 二 推力滑动轴承的设计计算 2 验算轴承的pv值pv值越高 轴承温升越高 越容易引起边界油膜的破裂 按下式验算 式中n 轴的转速 r min