滑动轴承 (3)ppt课件

1、第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承1;.12-1 12-1 概概 述述2;.3一、轴承的功用和分类l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；l减少转轴与支承之间的摩擦和磨损减少转轴与支承之间的摩擦和磨损1、轴承功用、轴承功用2、轴承分类、轴承分类 按摩擦性质按摩擦性质滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承 4二、滑动轴承的特点及应用场合滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：则主要使用滑动轴承：l工作转速很高，如汽轮发电机。工作转速很高，如汽轮发电机。l要求对轴

2、的支承位置特别精确，如精密磨床。要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。l承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。l特重型的载荷，如水轮发电机。特重型的载荷，如水轮发电机。l根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。l在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。l径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。比较滑动轴承与滚动轴承的特点和应用场合比较滑动轴承与滚

3、动轴承的特点和应用场合滑动轴承多用于两种极端情况：滑动轴承多用于两种极端情况：1、不常运转或低速、轻载、不重要情况，如手动机械和简单的农业机械等，可用非液体、不常运转或低速、轻载、不重要情况，如手动机械和简单的农业机械等，可用非液体滑动轴承，因为它们结构简单，成本低，摩擦大，效率低；滑动轴承，因为它们结构简单，成本低，摩擦大，效率低；2、用于高速、重载、高精度的重要机械，如水轮机、汽轮机、内燃机、轧钢机、电机等，、用于高速、重载、高精度的重要机械，如水轮机、汽轮机、内燃机、轧钢机、电机等，常采用液体摩擦滑动轴承，因为它们摩擦小，效率高，承载能力大，工作平稳，能减振缓常采用液体摩擦滑动轴承，因为

4、它们摩擦小，效率高，承载能力大，工作平稳，能减振缓冲，但设计、制造、调整、维护要求高、成本高。冲，但设计、制造、调整、维护要求高、成本高。滚动轴承多用于一般机械滚动轴承多用于一般机械5三、滑动轴承的分类 1、按受载类型按受载类型 径向轴承径向轴承径向力径向力 止推轴承止推轴承轴向力轴向力 2、按润滑状态、按润滑状态 不完全液体滑动轴承不完全液体滑动轴承 液体滑动轴承液体滑动轴承动压轴承动压轴承静压轴承静压轴承3、滑动轴承设计内容、滑动轴承设计内容l轴承的型式和结构选择；轴承的型式和结构选择；l轴瓦的结构和材料选择；轴瓦的结构和材料选择；l轴承的结构参数设计；轴承的结构参数设计；l润滑剂及其供应

5、量的确定；润滑剂及其供应量的确定；l轴承工作能力及热平衡计算。轴承工作能力及热平衡计算。12-2 12-2 滑动轴承的主要结构形式滑动轴承的主要结构形式6;.7一、整体式径向滑动轴承2、组成：、组成：整体轴套整体轴套1、作用：主要承受径向载荷。、作用：主要承受径向载荷。轴承座轴承座整体轴套整体轴套减摩材料制成减摩材料制成轴承座轴承座3、优点：、优点：l结构简单结构简单l成本低廉成本低廉4、缺点：、缺点：l轴套磨损后，轴承间隙过大无轴套磨损后，轴承间隙过大无法调整法调整l装拆不方便装拆不方便5、使用场合：、使用场合：l低速轻载低速轻载l间歇性工作场合间歇性工作场合82、组成：、组成：3、优点：、

6、优点：l装拆方便装拆方便l磨损后间隙可调整磨损后间隙可调整二、对开式径向滑动轴承榫口，榫口，安装对安装对心容易心容易螺纹孔，安装螺纹孔，安装油杯油杯轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦轴承盖轴承盖:剖分式轴瓦剖分式轴瓦:双头螺栓双头螺栓:1、作用：主要承受径向载荷。、作用：主要承受径向载荷。轴承座轴承座:压紧轴瓦，起支撑保压紧轴瓦，起支撑保护作用护作用支撑轴颈，不能转动支撑轴颈，不能转动连接轴承座和轴承盖连接轴承座和轴承盖45 9二、对开式径向滑动轴承4、调心轴承、调心轴承l轴瓦的背面为凸球面轴瓦的背面为凸球面l支撑面为凹球面支撑面为凹球面l轴瓦能摆动，以自动调心，适应轴的

7、变形轴瓦能摆动，以自动调心，适应轴的变形l用于支承跨距较大或多支点的长轴用于支承跨距较大或多支点的长轴10三、止推滑动轴承1、作用：用来承受轴向载荷、作用：用来承受轴向载荷 2、轴承结构：、轴承结构： l在传递功率一定的情况下在传递功率一定的情况下lP=Fvl越靠近中心，线速度越小越靠近中心，线速度越小l则承受的压力越大则承受的压力越大空心式空心式单环式单环式多环式多环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。轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。？11三、止推滑动轴承1、作用：用来承受轴向载荷、作用：用来承受轴向载荷 2、轴承结构：、轴承结构： 空心式空心式单环式单

8、环式多环式多环式利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，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。广泛用于低速、轻载的场合。12三、止推滑动轴承1、作用：用来承受轴向载荷、作用：用来承受轴向载荷 2、轴承结构：、轴承结构： 空心式空心式单环式单环式多环式多环式l不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。向载荷。l由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力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比单环式低50%50%。 13三、止推滑动轴承1、作用：用来承受轴向载荷、作用：用来承受轴向载荷 2、

9、轴承结构：、轴承结构： 3、止推盘结构：、止推盘结构： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推在轴的端面、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块。其数量一环形面上，分布有若干有楔角的扇形块。其数量一般为般为612。-倾角固定，顶部预留平台倾角固定，顶部预留平台， 类型类型固定式固定式可倾式可倾式-倾角随载荷、转速自行调整，性能好。倾角随载荷、转速自行调整，性能好。 FF巴氏合金巴氏合金绕此边线自行绕此边线自行倾斜倾斜设计：潘存云FF12-3 12-3 滑动轴承的失效形式滑动轴承的失效形式及常用材料及常用材料14;.15一、滑动轴承的失效形式2、刮伤、刮伤3、咬

10、粘（胶合）、咬粘（胶合）4、疲劳剥落、疲劳剥落1、磨粒磨损、磨粒磨损轴表面硬轮廓峰顶刮削轴承轴表面硬轮廓峰顶刮削轴承温升温升+压力压力+油膜破裂油膜破裂焊接焊接润滑剂氧化润滑剂氧化酸性物质酸性物质腐蚀腐蚀载荷反复作用载荷反复作用疲劳裂纹疲劳裂纹扩展扩展剥落剥落5、腐蚀、腐蚀硬质颗粒硬质颗粒磨料磨料研磨轴和轴承表面研磨轴和轴承表面16二、轴承材料1、材料要求：、材料要求：（1）摩擦系数小；）摩擦系数小；（2）导热性好，热膨胀系数小；）导热性好，热膨胀系数小；（3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；（4）有足够的机械强度和塑性。）有足够的机械强度和塑性。 2 2、实际操作：

11、、实际操作： （1）能同时满足这些要求的材料难找到，能同时满足这些要求的材料难找到， 但应根据具体情况主要的使用要求。但应根据具体情况主要的使用要求。 （2）常见的方法是用两层不同金属做成的常见的方法是用两层不同金属做成的 轴瓦，两种金属在性能上取长补短。轴瓦，两种金属在性能上取长补短。（3）在工艺上常用浇铸或压合的方法将薄层材料粘）在工艺上常用浇铸或压合的方法将薄层材料粘 附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层称为轴承衬。附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层称为轴承衬。轴承衬轴承衬17二、轴承材料3、常用材料：、常用材料：(1)锡锑轴承合金、铅锡锑轴承合金锡锑轴承合金、铅锡锑轴承合金l优点：优点： f 小

12、，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。承材料，常用于高速、重载的轴承。l缺点：价格贵、机械强度较差；缺点：价格贵、机械强度较差；l使用方法：使用方法： 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、或青铜轴瓦上。l工作温度：工作温度： thmin时，使（时，使（ ）可满足此条件。）可满足此条件。A 表面光洁度提高表面光洁度提高B 增大宽径比增大宽径比C 增大相对间隙增大相对间隙A其中：其中： h=S(Rz1+Rz2)S 安全系数，考虑表

13、面几何形状误差和轴颈挠曲变形等，常取安全系数，考虑表面几何形状误差和轴颈挠曲变形等，常取S2。对于一般轴承可取为对于一般轴承可取为3.2m和和6.3m，1.6 m和和3.2m。对于重要轴承可取为对于重要轴承可取为0.8m和和1.6m，或，或0.2m和和0.4m。Rz1、Rz2 分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。2、最小油膜厚度、最小油膜厚度hmin44四、径向滑动轴承工作能力计算简介原因：原因：l轴承工作时轴承工作时l摩擦功耗转变为热量摩擦功耗转变为热量l润滑油温度升高润滑油温度升高l导致轴承承载能力降低导致轴承承载能力降低l因此要计算油的温升因此要计

14、算油的温升计算液体动压滑动轴承的两个主要性能指标是（计算液体动压滑动轴承的两个主要性能指标是（ ）和）和（ ） 。hminh3、轴承热平衡计算、轴承热平衡计算热平衡条件：热平衡条件：l单位时间内轴承摩擦所产生的热量单位时间内轴承摩擦所产生的热量Q等等于同时间内流动的油所带走的热量于同时间内流动的油所带走的热量Q1+Q2之和之和l转化计算准则转化计算准则 t tt t45 宽径比小宽径比小l优点：优点：u有利于提高运转稳定性有利于提高运转稳定性u增大端泄漏量以降低温升。增大端泄漏量以降低温升。l缺点：缺点：u轴承宽度减小，轴承承载能力也随之降低；轴承宽度减小，轴承承载能力也随之降低；u轴承刚度降

15、低轴承刚度降低五、参数选择1、宽径比、宽径比B/d通常：通常：B/d=0.31.5取小值取小值对刚性无要求对刚性无要求高速轻载轴承高速轻载轴承取大值取大值需提高轴承刚性需提高轴承刚性低速重载轴承低速重载轴承取小值取小值温升高温升高高速重载轴承高速重载轴承B/d取值建议取值建议特点特点类型类型46l定义为轴承孔和轴颈直径之差与轴颈公称直径之比。定义为轴承孔和轴颈直径之差与轴颈公称直径之比。五、参数选择2、相对间隙、相对间隙 l滑动轴承一定要留出间隙。滑动轴承一定要留出间隙。u径向间隙是实现轴与轴承活动连接的起码条件。径向间隙是实现轴与轴承活动连接的起码条件。u径向间隙是控制轴的运转精度的保证。径

16、向间隙是控制轴的运转精度的保证。u径向间隙是形成液体润滑的重要条件，特别是动压轴承，润滑油膜的形成径向间隙是形成液体润滑的重要条件，特别是动压轴承，润滑油膜的形成主要靠轴与轴承间的楔状间隙。主要靠轴与轴承间的楔状间隙。l间隙的大小与机器在运转中的精确度有关，间隙的大小与机器在运转中的精确度有关，u径向间隙愈小，轴的运转精度就愈高。径向间隙愈小，轴的运转精度就愈高。u但间隙缩小至一定程度，但间隙缩小至一定程度， 不仅难于形成润滑油膜，而且可能导致烧瓦抱不仅难于形成润滑油膜，而且可能导致烧瓦抱轴事故轴事故 。u间隙过大，在转动中会产生跳动，也不能形成稳定的油膜润滑。间隙过大，在转动中会产生跳动，也

17、不能形成稳定的油膜润滑。速度愈高，速度愈高， 值应愈大；载荷愈大，值应愈大；载荷愈大， 值应愈小。值应愈小。为什么？为什么？47五、参数选择3、粘度、粘度 l粘度对轴承的承载能力、功耗和温升影响很大，通常按平均温度计算润滑粘度对轴承的承载能力、功耗和温升影响很大，通常按平均温度计算润滑油粘度。油粘度。 l平均温度过低，则油的粘度较大，算出的承载能力偏高；反之，则承平均温度过低，则油的粘度较大，算出的承载能力偏高；反之，则承载能力偏低。载能力偏低。48六、液体动力润滑径向滑动轴承设计举例液体动力润滑径向滑动轴承的设计过程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、已知条件：外加径

18、向载荷F，轴颈转速，轴颈转速n及轴颈直径及轴颈直径d。设计及验算：设计及验算： 保证在平均油温保证在平均油温tm下下 hmin h 验算温升验算温升 选择轴承材料，验算选择轴承材料，验算 p、v、pv。 选择轴承参数，如轴承宽度、相对间隙和润滑油选择轴承参数，如轴承宽度、相对间隙和润滑油 。 计算承载量系数并查表确定偏心率。计算承载量系数并查表确定偏心率。 计算最小油膜厚度和许用油膜厚度。计算最小油膜厚度和许用油膜厚度。 计算轴承与轴颈的摩擦系数。计算轴承与轴颈的摩擦系数。 计算轴承温升和润滑油入口平均温度。计算轴承温升和润滑油入口平均温度。 根据宽径比和偏心率查取润滑油流量系数根据宽径比和偏

19、心率查取润滑油流量系数 。)(vBdq 49六、液体动力润滑径向滑动轴承设计举例 极限工作能力校核极限工作能力校核 根据直径间隙，选择配合及轴承和轴颈的尺寸公差。根据直径间隙，选择配合及轴承和轴颈的尺寸公差。 根据最大间隙和最小间隙，校核轴承的最小油膜根据最大间隙和最小间隙，校核轴承的最小油膜 厚度和润滑油入口油温。厚度和润滑油入口油温。12-8 12-8 其他形式滑动轴承简介其他形式滑动轴承简介50;.51一、自润滑轴承当无润滑轴承材料本身就是固体润滑材料时，当无润滑轴承材料本身就是固体润滑材料时，或轴瓦中含有润滑介质，这种无润滑轴承常称自润滑轴承。或轴瓦中含有润滑介质，这种无润滑轴承常称自

20、润滑轴承。52二、多油楔轴承l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。定性和旋转精度。l分为固定式和可倾式分为固定式和可倾式l特点特点u形成多个动压油膜，提高了稳定性。形成多个动压油膜，提高了稳定性。u摩擦损耗大、供油量增大、承载能力降低。摩擦损耗大、供油量增大、承载能力降低。固定式固定式可倾式可倾式F FO O1 1O O3 3O O2 2F FO O1 1O O2 2设计：潘存云53三、液体静压轴承节节流流器器节流器节流器D1、工作原理：、工作原理：依靠供油装置，将高压油压依靠供油装置，将高压油

21、压入轴承间隙中，强制形成油入轴承间隙中，强制形成油膜。膜。油台油台 起密封作用 2、结构组成：、结构组成：l轴瓦内表面开有几个对称油腔轴瓦内表面开有几个对称油腔l每个油腔四周都有适当的封油面每个油腔四周都有适当的封油面l油腔之间用回油槽隔开油腔之间用回油槽隔开l外油路为每个油腔配置一个节流器，使油腔有压力补偿作用。外油路为每个油腔配置一个节流器，使油腔有压力补偿作用。54三、液体静压轴承节节流流器器节流器节流器D3、工作过程：、工作过程：l无外载荷时，无外载荷时， 轴颈浮在轴承轴颈浮在轴承 中间位置，各油中间位置，各油 腔内压力相等；腔内压力相等；l轴颈受载轴颈受载F后，后， 轴颈向下位移；轴

22、颈向下位移；l下油腔四周油台与轴颈之间间隙减小，留出油量减少；下油腔四周油台与轴颈之间间隙减小，留出油量减少；l据流量连续原理，流经节流器的流量也减少，节流器中压降减小；据流量连续原理，流经节流器的流量也减少，节流器中压降减小；l但供油压力不变，则油腔压力但供油压力不变，则油腔压力P下腔下腔=P供油供油-P节流器节流器增大增大l同理推导同理推导P上腔上腔=P供油供油-P节流器节流器减小减小油台油台 起密封作用 1、工作原理：、工作原理：依靠供油装置，将高压油压依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油入轴承间隙中，强制形成油膜。膜。综合起来，产生的向上综合起来，产生的向上的压力差就与外载荷平的压力差就与外载荷平衡。衡。55三、液体静压轴承节节流流器器节流器节流器D4、特点：静压轴承载任、特点：静压轴承载任何工况下都能胜任工作。何工况下都能胜任工作。d0d0常用节流器常用节流器5、关键器件：、关键器件：节流器节流器油台油台 起密封作用 1、工作原理：、工作原理：依靠供油装置，将高压油压依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油入轴承间隙中，强制形成油膜。膜。56四、气体润滑轴承l原理：原理：以气体作为润滑介质，可以空气、氢气、氮气作为润滑介质。以气体作为润滑