机械设计基础第15章滑动轴承(1)

1、第15章 滑动轴承 15-1 摩擦状态摩擦状态 15-2 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 15-3 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料 15-5 非液体摩擦滑动轴承的计算非液体摩擦滑动轴承的计算 15-4 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置 15-6 动压润滑的基本原理动压润滑的基本原理 15-8 静压轴承与空气轴承简介静压轴承与空气轴承简介 15-7 液体动压多油楔轴承简介液体动压多油楔轴承简介 轴承轴承 滑动轴承滑动轴承 滚动轴承滚动轴承 l 轴承的功用轴承的功用 1、支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度、支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度 2、减少转轴与支承之间的摩擦和磨损、减少转轴

2、与支承之间的摩擦和磨损 l轴承的分类轴承的分类 用于特殊用于特殊场合，如场合，如：高速、高精度、：高速、高精度、 重载、结构上要求剖分等场合。重载、结构上要求剖分等场合。 已标准化，优点多，应用广已标准化，优点多，应用广 1. 干摩擦干摩擦 固体表面直接接触，因而固体表面直接接触，因而 不用许出现干摩擦！不用许出现干摩擦！ 2. 边界摩擦边界摩擦 15-1 15-1 摩擦状态摩擦状态 功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m的薄油的薄油 膜，不足以将两金属表面分开，其表膜，不足以将两金属表面分开，其表 面微观高峰部分仍将相互搓削。面微观高峰

3、部分仍将相互搓削。 比干摩擦的磨损轻，比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3 v 有一层压力油膜将两金属表面隔开，有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。彼此不直接接触。 3. 液体摩擦液体摩擦 摩擦和磨损极轻，摩擦和磨损极轻，f 0.001 0.01 v v 1. 干摩擦干摩擦 固体表面直接接触，因而固体表面直接接触，因而 不用许出现干摩擦！不用许出现干摩擦！ 2. 边界摩擦边界摩擦 15-1 15-1 摩擦状态摩擦状态 功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m的薄油的薄油 膜，不足以将两金属表面分开，其表膜，不足以将两金属表面分

4、开，其表 面微观高峰部分仍将相互搓削。面微观高峰部分仍将相互搓削。 比干摩擦的磨损轻，比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3 v 有一层压力油膜将两金属表面隔开，有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。彼此不直接接触。 3. 液体摩擦液体摩擦 摩擦和磨损极轻，摩擦和磨损极轻，f 0.001 0.01 v v 在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。 15-1 15-1 摩擦状态摩擦状态 f n/p o 边界摩擦边界摩擦 混合摩擦混合摩擦 液体摩擦液体摩擦 摩擦特性曲线摩擦特性曲线 无量纲参数无量纲参数n/ /p称为轴承称为轴承特性数特性数。

5、动力粘度，p压强 ，n 每秒转数 15152 2 滑动轴承滑动轴承的结构形式的结构形式 一、向心滑动轴承一、向心滑动轴承 根据能承受载荷的方向 根据润滑状态 轴承座(座体、盖、螺栓或螺柱) 、轴套(或轴瓦) 液体动压滑动轴承 液体静压滑动轴承 不完全液体润滑滑动轴承 完全液体润滑滑动轴承 向心轴承 推力轴承 (止推轴承） (径向轴承) 组成：组成： (虚拟演示) 对开式轴承(整体轴套) 整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承 对开（剖分）式径向滑动轴承对开（剖分）式径向滑动轴承 zc调心滑动轴承调心滑动轴承。 薄壁轴瓦薄壁轴瓦 厚壁轴瓦厚壁轴瓦 整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套 15152 2

6、滑动轴承滑动轴承的结构形式的结构形式 轴瓦：轴瓦： 油孔及油槽（油沟）油孔及油槽（油沟） 目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。 形式：形式：按油槽数量分按油槽数量分单油槽、多油槽等。单油槽、多油槽等。 15152 2 滑动轴承滑动轴承的结构形式的结构形式 轴瓦非承载区内表面。轴瓦非承载区内表面。 位置：位置： 轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动

7、压油膜，又起冷却作用。压油膜，又起冷却作用。 45 宽径比宽径比B/ /d-轴瓦宽度与轴径直径之比。轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数重要参数 液体润滑摩擦的滑动轴承液体润滑摩擦的滑动轴承: B/ /d=0.51 非液体润滑摩擦的滑动轴承非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/ /d=0.81.5 15152 2 滑动轴承滑动轴承的结构形式的结构形式 径向滑动轴承的典型结构3二、止推滑动轴承的结构 Fa Fa FaFa 止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有： 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。 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

8、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。 由于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%。 空心式单环式多环式 15152 2 滑动轴承滑动轴承的结构形式的结构形式 轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀。 一、滑动轴承常见一、滑动轴承常见失效形式失效形式有：有： 滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失 效形式。 153 轴瓦及轴承衬材料 二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料 轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，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、耐蚀性、抗胶合

9、能力强 导热性好、热膨胀系数小 具有足够的机械强度和可塑性 粘附在轴瓦基体上的薄层材料轴承衬 (虚拟演示) 对开式轴承(整体轴套) 1、轴承合金（白合金、巴氏合金）、轴承合金（白合金、巴氏合金） 1）、锡锑轴承合金）、锡锑轴承合金 优点：优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、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。容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。 缺点：缺点：价格贵、机械强度较差；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。只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦

10、上。 工作温度：工作温度：th0时， , 0 x p x， p ； 当h 100000r/min)、低摩擦损失、无污染、承载能力低。 应用：高速磨头、高速离心分离机、原子反应堆等场合。 取微单元进行受力分析: Ax z y dydzdx x p p)( dxdz pdydz 0 x F0)()( dxdzdy y dydzdx x p pdxdzpdydz yx p 平衡条件 物理条件 y u 2 2 y u x p x p y u 1 2 2 积分两次，可得油层速度分布： yhy x p yh h v u)( 2 1 )( 21 uu 雷诺方程 v dxdzdy y )( B vv 单位时间内流经任意截面上单位宽度面积的流量为： h udyq 0 h0 b b F x phvh 122 3 x p pmax 设在p=pmax处的油膜厚度为