第12章滑动轴承课件

湘潭大学专用,第12章滑动轴承,12-1滑动轴承概述,12-2滑动轴承的典型结构,12-3滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4滑动轴承轴瓦结构,12-5滑动轴承润滑剂的选择,12-6不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8其它形式滑动轴承简介,湘潭大学专用,分类,滚动轴承,轴承的功用：用来支承轴及轴上零件。,滑动轴承,12-1滑动轴承概述,1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。,2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。,3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。,一、轴承的基本要求,二、轴承的分类,按摩擦性质分,按受载方向分,按润滑状态分,向心推力(径向止推)轴承,向心(径向)轴承,推力(止推)轴承,不完全液体润滑滑动轴承,不完全液体润滑滑动轴承,湘潭大学专用,三、滑动轴承的应用领域,1.工作转速特高的轴承，汽轮发电机；,2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承，如精密磨床；,3.特重型的轴承，如水轮发电机；,4.承受巨大冲击和振动载荷的轴承，如破碎机；,5.根据装配要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；,6.在特殊条件下（如水中、或腐蚀介质）工作的轴承，如舰艇螺旋桨推进器的轴承；,7.轴承处径向尺寸受到限制时，可采用滑动轴承。如多辊轧钢机。,四、滑动轴承的设计内容,轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；轴承的结构参数设计润滑剂及其供应量的确定；轴承工作能力及热平衡计算。,湘潭大学专用,一、向心滑动轴承,组成：轴承座、轴套或轴瓦等。,12-2滑动轴承的结构型式,油杯孔,轴承,1)结构简单，成本低廉。,应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,2)因磨损而造成的间隙无法调整。,3)只能从沿轴向装入或拆。,1)整体式向心滑动轴承,轴承座,特点：,湘潭大学专用,将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,2)剖分式向心滑动轴承,特点：结构复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，安装方便。,应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器。,湘潭大学专用,作用：用来承受轴向载荷,二、推力滑动轴承,结构形式：,空心式-轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式要好。,单环式-利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。,多环式-不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。,各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低50%。,湘潭大学专用,结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为612。,-倾角固定，顶部预留平台，,类型,固定式,可倾式,用来承受停车后的载荷。,-倾角随载荷、转速自行调整，性能好。,巴氏合金,湘潭大学专用,12-3滑动轴承的失效形式及常用材料,一、滑动轴承常见失效形式,磨粒磨损-进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动，对轴承表面起研磨作用。,刮伤-进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。,胶合-当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。,疲劳剥落-在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。,腐蚀-润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。,湘潭大学专用,微动磨损-发生在名义上相对静止，实际上存在循环的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。,其它失效形式:,气蚀-气流冲蚀零件表面引起的机械磨损；,流体侵蚀-流体冲蚀零件表面引起的机械磨损；,电侵蚀-电化学或电离作用引起的机械磨损；,轴瓦失效实例:,轴瓦磨损,表面划伤,疲劳点蚀,湘潭大学专用,二、滑动轴承的材料,(一)轴承材料性能的要求,1)减摩性-材料副具有较低的摩擦系数。,2)耐磨性-材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。,3)抗胶合-材料的耐热性与抗粘附性。,4)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。,5)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。,6)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。,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。,湘潭大学专用,工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。,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。,能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。,滑动轴承材料,金属材料,非金属材料,轴承合金,铜合金,铝基轴承合金,铸铁,多孔质金属材料,工程塑料,碳石墨,橡胶,木材,(二)常用轴承材料,湘潭大学专用,1)轴承合金（白合金、巴氏合金）,是锡、铅、锑、铜等金属的合金，锡或铅为基体。,优点：f小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。,缺点：价格贵、机械强度较差；,只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。,工作温度：t3540时，表明轴承的承载能力不足，可采取如下措施：,加散热片，以增大散热面积；,在保证承载能力的不下降的条件下，适当增大轴承间隙；,提高轴和轴承的加工精度。,风冷,增加冷却装置：加风扇、冷却水管、循环油冷却；,湘潭大学专用,六、轴承参数的选择,取值范围：B/d=0.31.5,影响效果：B/d小，有利于提高稳定性，增大端排泄量以降低温度；,B/d大，增大轴承的承载能力。,0.61.5-电动机、发电机、离心机、齿轮变速器;,1、宽径比B/d,应用:B/d=,0.31.0-汽轮机、鼓风机;,0.81.2-机车、拖拉机;,0.60.9-轧钢机。,2、相对间隙,影响因素：载荷和速度，轴径尺寸，宽度/直径，调心能力，加工精度。,湘潭大学专用,选取原则：1）速度高，取大值；载荷小，取小值；,2）直径大，宽径比小，调心性能好，加工精度高，取小值；反之，取大值。,应用:=,0.0010.0002-汽轮机、电动机、发电机、齿轮变速器;,0.00020.0015-轧钢机铁路机车辆；,0.00020.00125-机床、内燃机。,0.00020.00125-鼓风机、离心机。,一般轴承，按如下经验公式计算：,湘潭大学专用,3、润滑油粘度,对承载能力，功耗、温升都有影响；,根据平均温度：tm=(ti+to)/2决定润滑油粘度；,设计时假设，tm=5075，计算所得应在：ti=3540；,初始计算时，可取：,湘潭大学专用,七、液体动力润滑径向滑动轴承的设计过程,已知条件：外加径向载荷F(N)，轴颈转速n(r/min)及轴颈直径d(mm)。,设计及验算,保证在平均油温tm下hminh,a)选择轴承材料，验算p、v、pv。,b)选择轴承参数，如轴承宽度(B)、相对间隙()和润滑油()。,c)计算承载量系数(Cp)并查表确定偏心率()。,d)计算最小油膜厚度(hmin)和许用油膜厚度(h)。,湘潭大学专用,极限工作能力校核,a)根据直径间隙()，选择配合。,b)根据最大间隙(max)和最小间隙(min)，校核轴承的最小油膜厚度和润滑油入口油温。,绘制轴承零件图,验算温升,a)计算轴承与轴颈的摩擦系数(f)。,c)计算轴承温升(t)和润滑油入口平均温度(ti)。,b)根据宽径比(B/d)和偏心率()查取润滑油流量系数。,湘潭大学专用,12-8其它形式滑动轴承简介,一、无润滑轴承又称干摩擦轴承,无润滑轴承-工作时外界不提供润滑剂。,自润滑轴承-轴承材料本身就是固体润滑剂，或轴瓦内含有润滑剂。,1）轴承材料及轴径材料,轴承材料-为降低磨损，常用工程塑料和碳石墨；,轴径材料-为防止锈蚀或降低摩擦系数，常用不锈钢、碳钢镀硬铬，使轴承和轴径两者表面硬度差加大。,湘潭大学专用,b)轴瓦厚度-对于完全塑料的轴瓦，=d/(1220),以金属轴瓦作瓦背时，可适当减薄。,d)表面粗糙度-Ra=0.20.4m,3）轴承承载能力,失效形式主要是磨损，设计条件是：,pp以及pvpv,c)直径间隙-0.05d，且不小于0.1mm,2）主要设计参数,a）宽径比：B/d=0.351.5,湘潭大学专用,将轴瓦内孔做成特殊形状，以产生多个动压油膜，提高轴承的工作稳定性和旋转精度。,1、椭圆轴承,特点：形成两个动压油膜，提高了稳定性。摩擦损耗加大、供油量增大、承载能力降低。矢量之合,2、三油楔轴承,特点：形成三个动压油膜，提高了旋转精度和稳定性。摩擦损耗加大、承载能力降低，制造困难。,固定式,可倾式,制造时两半之间加垫片，镗出圆孔，使用时拆去垫片即可。,二、多油楔轴承,湘潭大学专用,三、液体静压轴承,工作原理：依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。,特点：静压轴承载任何工况下都能胜任工作。,常用节流器,关键器件：节流器,节流器作用：根据外载荷的变化自动调节各油腔内的