第15章 滑动轴承

第15章滑动轴承p.253,前言摩擦状态滑动轴承的结构滑动轴承的材料非液体摩擦滑动轴承的计算润滑剂和润滑装置动压润滑基本原理,轴承功用,滑动轴承滚动轴承,:支承轴及轴上零件,并保证旋转精度,减少轴与支承间的摩擦与磨损。,向心轴承推力轴承,轴承的功用之一减少摩擦与磨损合理选择材料,良好的润滑,二.轴承的分类：,按摩擦性质,按载荷的方向,主要承受径向载荷F（与轴心线垂直）,主要承受轴向载荷FA(与轴心线一致),前言,15-1摩擦状态p.236,1.干摩擦,2.边界摩擦,3.液体摩擦,4.混合摩擦,两摩擦面间无任何润滑剂固体表面直接接触摩擦、磨损大强烈温升不允许0.300.35,两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔开的摩擦0.10.3,两摩擦面完全由液体隔开的摩擦理想0.0010.01,干、边界、液体摩擦并存实际,非液体摩擦,5.滑动轴承的分类:（按润滑方式）,液体润滑滑动轴承(静压、动压),图15-17,非液体润滑滑动轴承,图15-20,15-2滑动轴承的结构p.238,(一)向心滑动轴承主要承受径向载荷FR,1.整体式轴承座、轴瓦(轴套),(二)推力轴承(三)对轴瓦结构的要求：,2.剖分式轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦(两边)、螺栓连接件。,3.自动调心式(b/d=1.51.75时用),实心、空心、单环、多环式。,在止推轴承上开出若干楔形扇形面,(二)推力轴承主要承受轴向载荷FA(Fa),轴的端面或凸肩(推力圆盘),可形成动压润滑,图15-8,3.轴瓦定位配合4.必要时开油室5.轴瓦,(三)对轴瓦结构的要求：,1.剖分式轴瓦,2.轴承应开油孔、油沟(供应输送,分布),油孔油沟开在,润滑油应由非承载区引入保证良好润滑不降低油膜承载力,轴瓦载荷方向相对轴瓦方向不变轴颈载荷方向相对轴颈方向不变,3.轴瓦定位配合,单金属双、多金属(与轴颈接触)轴承衬(贴合牢固)燕尾槽、螺旋槽图15-9p.241,油沟形式图15-4p.239,4.必要时开油室,5.轴瓦,定轴向:两端凸台,销钉(铜)位周向:紧定螺钉,销钉(铜)配合:小过盈量配合,贮油和稳定供油,15-3滑动轴承的材料p.240,2.青铜,以锡或锑为软基体，均夹着锑锡、铜锡硬晶粒最好，但价高、强度低,3.灰铸铁、耐磨铸铁,4.粉未治金（含油轴承、陶质金属）,二.非金属材料：,1.轴承合金(白合金、巴氏合金),锡、铝、铅青铜,轻载、低速,塑料、尼龙、橡胶、硬木,铁（铜）粉石墨压型烧结,轴承衬。,一.金属材料:表15-1,液体润滑滑动轴承非液体润滑滑动轴承,(一)失效形式及设计准则:,磨损间隙运动精度耗功温度粘度润滑恶化烧瓦、胶合,维持边界油膜不遭破裂p.245第10,1.主要失效形式:,2.设计准则:,在润滑剂中加少量石墨或MOS2边界油膜较坚韧,(二)设计计算：,15-5非液体摩擦滑动轴承的计算,(二)设计计算：,一.向心轴承：P.245,Mpam/S(15-4),2.验算p值,Mpa(15-3),1.轴承压强(p)验算,油不被过大压力挤出不产生过大磨损,限制温升防止油膜破裂防止胶合,维持边界油膜不遭破裂,二.推力轴承,FR径向载荷N；B轴承寛度mm；d轴颈直径mm；n轴颈转速r/min；p，pV许用应力Mpa,Mpam/S查表(15-1)p.241,d2,二.推力轴承：P.245,1.轴承压强验算:,d2、d1环状支承面的外、内径mmZ轴环数,2.验算值:,Mpa(15-5),Mpam/S(15-6),Vm支承面平均半径的圆周速度m/s,p,pV许用应力Mpa,Mpam/S(表15-1,P.241)表中值减小20%40%,15-4润滑剂和润滑装置p.242,润润滑油液体滑润滑脂润滑油稠化剂(硬脂酸氢氧化物)剂固体润滑剂石墨、oS2、聚四氟乙稀,一.润滑目的：,摩擦功耗磨损,冷却、吸振、防锈,三.润滑脂：,粘度液体抵抗变形的能力,它标志着液体的内摩擦阻力的大小内部剪应力(牛顿粘性定律)。,二.润滑油：,润滑效果好，具冷却、清洗作用。供油、密封麻烦。,温度粘度润滑效果。,1.主要性能指标:,2.特点:,3.润滑方法4.牛顿粘性定律,3.润滑方法:间歇润滑:油孔、油杯,连续润滑:油杯、油环、飞溅、压力,动力粘度PaS(Ns/m2)(国际),(15-1),运动粘度(m2/s),润滑油作层流流动时,各油层间的剪应力与速度梯度成正比。,4.牛顿粘性定律,液体密度(kg/m3),沿y坐标各油层速度呈线性分布剪切流。,三.润滑脂:,1.性能指标:2.特点:3.润滑方法:,润滑油+稠化剂(金属皂氢氧化物+硬脂酸),针入度、滴点、耐水性,油膜承载力大，不易流失，易密封、维护,启动阻力大，散热性差。,间歇润滑：黄油杯、注油杯,二.形成动压润滑的必要条件三.向心滑动轴承形成动压润滑的过程四.液体动压润滑的基本方程,15-6动压润滑基本原理p.246,一.动压润滑形成原理,液体润滑是轴瓦与轴颈间存在一定厚度的润滑油膜两摩擦面不直接接触形成液体润滑(静、动压)。,p.246图15-16a.b.,(两板间液体)层流流量相等油膜无承载能力,1.两平行板间不能形成动压润滑,楔形间隙,相对运动(由大小),连续流体,当两板间,各流层流动,带入油量带出油量间隙内油压油膜具承载力流体由中向两端流动压力流。,2.两板相互倾斜:图15-16c.,压力油膜起始于入口处，终止于最小油膜厚度处。,二.形成动压润滑的必要条件:p.247第8,1.有楔形间隙,2.连续充满粘性流体,3.有相对运动(由大截面小截面),两工作平面间必须,e,n=0,形成弯曲的楔形空间,轴瓦对轴颈摩擦力轴颈向右滚动而偏移,开始形成动压润滑，轴颈受力向左移动,形成动压润滑，并稳定运转,三.向心滑动轴承形成动压润滑的过程：,2.公式的建立:,四.液体动压润滑的基本方程,1.基本方程建立的假设:(图15-18)p.247,1)Z向无限长,润滑油在Z向没有流动2)压力p不随y值的大小而变化,即同一油膜截面上压力为常数3)润滑油的粘度不随压力而变化,并且忽略油层的重力和惯性4)润滑油处于层流状态。,1)油层的速度分布2)润滑油流量3)液体动压润滑的基本方程,2.公式的建立:,AB板间形成动压润滑,取一微单元体(dx,dy,dz)它承受油压p、内摩擦切应力,根据平衡条件,沿x方向:,由牛顿粘性定律,(15-7),沿x方向单位压力变化率=沿y方向切应力变化率。,油膜压力变化率与速度梯度的导数有关。,1)油层的速度分布:(式15-7对y积分),当y=0,u=V当y=h,u=0,(15-7),油层速度由两部分组成,(后)呈线性分布剪切流(前)呈抛物线分布压力流(油压沿x方向变化),由边界条件:,(15-8),2)润滑油流量:,流体连续原理流过不同截面的流量相等。,油压最大处,速度呈线性分布,3)液体动压润滑的基本方程(一维雷诺方程):,(15-9),hh0dp/dx0油压,hh0dp/dx0油压,h=h0dp/dx=0油压最大,小结:1.轴承功用及分类2.滑动轴承的材料3.摩擦状态分类；滑动轴承(按润滑方式)的分类4.失效形式、设计准则、设计计算方法5.润滑目的,润滑剂,粘度6.动压润滑形成的必要条件;向心滑动轴承形成动压润滑的