ch15滑动轴承

1、第第1515章章 滑动轴承滑动轴承15-1 概述概述15-2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式 15-3 轴瓦结构和轴承材料轴瓦结构和轴承材料 15-4 非液体摩擦滑动轴承的设计计算非液体摩擦滑动轴承的设计计算15-5 液体润滑轴承的工作原理液体润滑轴承的工作原理15-6 其它形式滑动轴承简介其它形式滑动轴承简介主要内容主要内容基本要求基本要求l了解滑动轴承的工作原理、特点和应用场合；了解滑动轴承的工作原理、特点和应用场合；l对滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则对滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则有一较全面的认识；有一较全面的认识；l掌握不完全液体润滑滑动轴承的失效形式及设计掌

2、握不完全液体润滑滑动轴承的失效形式及设计计算；计算；l掌握液体动压润滑的形成机理、必备条件，了解掌握液体动压润滑的形成机理、必备条件，了解动压润滑的基本方程。动压润滑的基本方程。连杆连杆体体连杆连杆盖盖螺螺栓栓垫圈垫圈螺螺母母连杆连杆衬套衬套轴轴瓦瓦用于支承轴颈的装置通称为轴承。根据轴承中用于支承轴颈的装置通称为轴承。根据轴承中摩擦性质摩擦性质的不同，的不同，可把轴承分为：可把轴承分为：15-1 概概 述述由于滚动轴承的摩擦系数低，起动阻力小，而且它已标准化，对设计、使用、润滑、由于滚动轴承的摩擦系数低，起动阻力小，而且它已标准化，对设计、使用、润滑、维护都很方便，因此在一般机器中应用较广。但

3、由于滑动轴承本身具有一些独特的优维护都很方便，因此在一般机器中应用较广。但由于滑动轴承本身具有一些独特的优点，使得它在某些场合仍占有重要地位。目前滑动轴承主要应用于以下几种情况：点，使得它在某些场合仍占有重要地位。目前滑动轴承主要应用于以下几种情况： 滚动轴承滚动轴承 滑动轴承滑动轴承在安装轴承的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承。在安装轴承的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承。滑动轴承应用滑动轴承应用工作转速特高的轴承。工作转速特高的轴承。要求对轴的支承位置特别精确的轴承。要求对轴的支承位置特别精确的轴承。特重型的轴承。特重型的轴承。承受巨大的冲击和振动载荷的轴承。承受巨大的冲击

4、和振动载荷的轴承。根据装配要求必须做成剖分式的轴承（如曲轴的轴承）。根据装配要求必须做成剖分式的轴承（如曲轴的轴承）。在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性的介质中）在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性的介质中）工作的轴承。工作的轴承。因此因此, ,滑动轴承在航空发动机附件、仪表、金属切削机床、滑动轴承在航空发动机附件、仪表、金属切削机床、内燃机、铁路机车及车辆、轧钢机、雷达、卫星通信地面站内燃机、铁路机车及车辆、轧钢机、雷达、卫星通信地面站及天文望远镜等方面应用仍很广泛。及天文望远镜等方面应用仍很广泛。滑动轴承的类型滑动轴承的类型按其承受按其承受载荷方向载荷方向径向轴承径向轴承（承受径向载荷）

5、（承受径向载荷）止推轴承止推轴承（承受轴向载荷）（承受轴向载荷）根据其滑动表面根据其滑动表面间润滑状态间润滑状态液体润滑轴承液体润滑轴承不完全液体润滑轴承不完全液体润滑轴承指滑动表面间处于边界润滑或混合润指滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态滑状态无润滑轴承无润滑轴承指工作前和工作时不加润滑剂指工作前和工作时不加润滑剂根据液体润根据液体润滑承载机理滑承载机理液体动力润滑轴承液体动力润滑轴承（简称液体动压轴承）（简称液体动压轴承）液体静力润滑轴承液体静力润滑轴承（简称液体静压轴承）（简称液体静压轴承）一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴承组成：组成：轴承座、轴套或轴瓦等。轴承座、轴套或轴瓦等。15-

6、2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式油杯孔油杯孔整体整体轴瓦轴瓦 a.a. 结构简单，成本低廉。结构简单，成本低廉。应用：应用： 低速、轻载或间歇性工作的机器中。低速、轻载或间歇性工作的机器中。b.b. 因磨损而造成的间隙无法调整。因磨损而造成的间隙无法调整。c.c. 只能从沿轴向装入或拆只能从沿轴向装入或拆。1) 整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承 轴承座轴承座特点：特点：将轴承座或轴瓦分离制造，将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。两部分用联接螺栓。剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承螺纹孔螺纹孔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2) 剖分式向心滑动轴承剖分

7、式向心滑动轴承 特点：特点：结构复杂，可以调结构复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，整因磨损而造成的间隙，安装方便。还可以通过增安装方便。还可以通过增减剖分面上的调整垫片的减剖分面上的调整垫片的厚度来调整间隙。厚度来调整间隙。3535榫口榫口3) 调心式滑动轴承调心式滑动轴承 轴瓦与轴承座之间为球面配合，轴和轴瓦可相对于轴承座在一定轴瓦与轴承座之间为球面配合，轴和轴瓦可相对于轴承座在一定范围内摆动，轴瓦可自动调位以适应轴颈在肘弯曲时产生的偏斜。范围内摆动，轴瓦可自动调位以适应轴颈在肘弯曲时产生的偏斜。作用：作用：用来承受轴向载荷用来承受轴向载荷 二、二、 推力滑动轴承推力滑动轴承 结构形式：结构

8、形式：21F1F2F21F21空心式空心式单环式单环式多环式多环式结构特点：结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。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。其数量在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形块。其数量一般为一般为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用来承受停车后的载荷。-倾角随载荷、转速自行倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。调整，性能好。 FF巴氏合金巴氏合金绕此边线自绕此边线自行倾斜行倾斜F1 滑动轴承的失效形式及常用材料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一、

9、滑动轴承常见失效形式磨粒磨损磨粒磨损-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。表面起研磨作用。刮伤刮伤-进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰，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。在轴承表面划出线状伤痕。胶合胶合-当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油不足时，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。轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。疲劳剥落疲劳剥落-在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂在载荷得反复作用下，轴承表面

10、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。直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。腐蚀腐蚀-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。料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。15-3 轴瓦结构和轴承材料轴瓦结构和轴承材料轴瓦失效实例轴瓦失效实例:疲劳点蚀疲劳点蚀 表面划伤表面划伤 轴瓦磨损轴瓦磨损二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料( (一一) )轴承材料性能的要求轴承材料性能的要求1) 1) 减摩性减摩性-材料副具有较低的摩擦系数。材料副具有较低的摩擦系数。2) 2) 耐磨性耐磨性-材料的抗磨性能，通

11、常以磨损率表示。材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。3) 3) 抗胶合抗胶合-材料的耐热性与抗粘附性。材料的耐热性与抗粘附性。4) 4) 摩擦顺应性摩擦顺应性-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。面初始配合不良的能力。5) 5) 嵌入性嵌入性-材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面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。发生刮伤或磨粒磨损的性能。6) 6) 磨合性磨合性-轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻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。合的表面形状和粗

12、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。 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺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。性和经济性。 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，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。性能上取长补短。轴承衬轴承衬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。滑滑动动轴轴承承材材料料 金属材料金属材料 非金属材料非金属材料 轴承合金轴承合金铜合金铜合金铝基轴承合金铝基轴承合金铸铁铸铁多孔质金属材料多孔质金属材料 工程塑料工程

13、塑料碳碳石墨石墨橡胶橡胶木材木材( (二二) )常用轴承材料常用轴承材料1) 轴承合金（白合金、巴氏合金）轴承合金（白合金、巴氏合金）是锡、铅、锑、铜等金属的合金，是锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体。锡或铅为基体。 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、或青铜轴瓦上。工作温度

14、：工作温度：t120 由于巴氏合金熔点低2）铜合金）铜合金 优点：优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达都优于轴承合金。工作温度高达250 。缺点：缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。轴瓦上。铝青铜铝青铜铅青铜铅青铜锡青铜锡青铜中速重载中速重载中速中载中速中载低速重载低速重载3）铝基合金）铝基合金 铝锡合金：铝锡合金： 有相当好的耐腐蚀和较高的疲劳强度

15、，摩擦性能有相当好的耐腐蚀和较高的疲劳强度，摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。4) 铸铁：铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。用于不重要、低速轻载轴承。含油轴承：含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。储润滑油。可用于加油不方便的场合。运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大， 油自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油，可使用较长时间。5) 多孔质金属材料多孔质金属材料 橡胶轴承：橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用

16、具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。工程塑料：工程塑料：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。缺点：缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承衬粘附在金属轴瓦上使用。缺陷，可作为轴承衬粘附在金属轴瓦上使用。6) 非金属材料非金属材料 碳碳-石墨：石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不是

17、电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不良环境中。良环境中。2 2 滑动轴承轴瓦结构滑动轴承轴瓦结构 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类整体式整体式对开式对开式按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类需从轴端安装和拆需从轴端安装和拆卸，可修复性差。卸，可修复性差。 可以直接从轴的中可以直接从轴的中部安装和拆卸，可部安装和拆卸，可修复。修复。 轴轴瓦瓦的的类类型型整体轴套整体轴套对开式轴瓦对开式轴瓦 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类轴轴瓦瓦的的类类型型厚壁厚壁

18、薄壁薄壁 薄壁轴瓦薄壁轴瓦厚壁轴瓦厚壁轴瓦整体式整体式对开式对开式节省材料，但刚度不节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的足，故对轴承座孔的加工精度要求高加工精度要求高 。 具有足够的强度和刚具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。孔的加工精度要求。 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类轴轴瓦瓦的的类类型型单材料单材料多材料多材料单一材料单一材料 两种材料两种材料 强度足够的材料可强度足够的材料可以直接作成轴瓦，以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。如黄铜，灰铸铁。轴瓦衬强度不足，轴瓦

19、衬强度不足，故采用多材料制作故采用多材料制作轴瓦。轴瓦。厚壁厚壁 薄壁薄壁 整体式整体式对开式对开式一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类轴轴瓦瓦的的类类型型铸造轴瓦铸造轴瓦 卷制轴套卷制轴套 铸造铸造 轧制轧制 铸造工艺性好，铸造工艺性好，单件、大批生产单件、大批生产均可，适用于厚均可，适用于厚壁轴瓦。壁轴瓦。只适用于薄壁轴只适用于薄壁轴瓦，具有很高的瓦，具有很高的生产率。生产率。单材料单材料多材料多材料厚壁厚壁 薄壁薄壁 整体式整体式对开式对开式-将轴瓦一端或两端做凸缘。将轴瓦一端或两端做凸缘。凸缘定位凸缘

20、定位 二、轴瓦的定位方法二、轴瓦的定位方法 轴向轴向定位定位凸耳凸耳(定位唇定位唇)定位定位 凸耳凸缘目的：目的：防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。对移动。紧定螺钉紧定螺钉 周向定位周向定位销钉销钉 三、轴瓦的油孔和油槽三、轴瓦的油孔和油槽 作用：作用：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。进油孔进油孔油槽油槽F开孔原则：开孔原则：形式：形式：按油槽走向分按油槽走向分沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。F2)轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。轴向油槽不能开

21、通至轴承端部，应留有适当的油封面。1)尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区油膜的承尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载能力；载能力；双轴向油槽开在双轴向油槽开在轴承剖分面上轴承剖分面上单轴向油槽在最单轴向油槽在最大油膜厚度处大油膜厚度处a45 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 轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。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

22、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，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。压油膜，又起冷却作用。Bd3 滑动轴承润滑剂的选择滑动轴承润滑剂的选择 一、一、 概述概述 作用：作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。分类分类液体液体润滑剂润滑剂-润滑油润滑油半固体半固体润滑剂润滑剂-润滑脂润滑脂固体固体润滑剂润滑剂二、润滑脂及其选择二、润滑脂及其选择 特点：特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。适用场合适用场合 ：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作要求不高、难

23、以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。摆动运动的轴承中。当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。品种；反之，选择针入度大一些的品种。选择原则：选择原则：所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约约2030，以免工作时润滑脂过多地流失。，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。钙基润滑脂。但

24、但p 350 才开始氧化，才开始氧化， 可在水中工作。可在水中工作。-摩擦系数低，使用温度范围广摩擦系数低，使用温度范围广 (- -60300 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。-摩擦系数低，只有石墨的一半。摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：使用方式：1.1.调和在润滑油中；调和在润滑油中；2.2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3.3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。混入金属或塑料粉末中烧结成型。其应用日渐广泛三、固体润滑剂及其选择三、固体润滑剂及其选择特点特点：可在滑动表面形成固体膜。可在滑动表面形成固体膜。15-4 非液体摩擦滑动轴承的设计计算非液体

25、摩擦滑动轴承的设计计算一、一、失效形式与设计准则失效形式与设计准则 工作状态工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴承的不到因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴承的不到足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。润滑或混合摩擦润滑。失效形式失效形式：边界油膜破裂。边界油膜破裂。设计准则设计准则：保证边界膜不破裂。保证边界膜不破裂。因边界膜强度与温度、轴承材料、轴颈和轴承表面粗糙度、润滑油供给等有关，目前尚无精确的计算方法，但一般可作条件性计算。校核内容：校核内容：验算摩擦发热验算摩擦发热pvpv；验算滑动

26、速度验算滑动速度vv。，p，pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同心，受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素，局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v 。 fpv是摩擦力，限制pv 即间接限制摩擦发热。验算平均压力验算平均压力 p p，以保证强度要求；，以保证强度要求；二、二、径向滑动轴承的设计计算径向滑动轴承的设计计算 已知条件：已知条件：外加径向载荷外加径向载荷F (N)、轴颈转速、轴颈转速n(r/mm)及及 轴颈直径轴颈直径d (mm) 验算及设计验算及设计 ：.验算轴承的平均压力验算轴承的平均压力p .验算摩擦热验算摩擦热v轴颈圆周速度，轴颈圆周速度，m/s；B-轴瓦宽度，轴瓦宽度， p-许

27、用压强。许用压强。 p= pFBdFdn pv轴承材料的许用值。轴承材料的许用值。 pv = FBddn60 1000 pvn轴速度，轴速度，m/s；3选择配合选择配合一般可选一般可选: H9/d9或或H8/f7、H7/f6 二、二、止推滑动轴承的计算止推滑动轴承的计算 zddFp)(42122p对多环止推轴承，考虑承载的不均匀性，对多环止推轴承，考虑承载的不均匀性， p、pv比单环式比单环式应降低应降低50%。 Fd1d2Fd1d2已知条件：已知条件：外加径向载荷外加径向载荷F (N)、轴颈转速、轴颈转速n(r/mm) 1)根据轴向载荷和工作要求，根据轴向载荷和工作要求，选择轴承结构尺寸和材

28、料；选择轴承结构尺寸和材料；2)验算平均压力；验算平均压力；3)验算验算pv值值 2100060)(21ddnv)(3000012pvddznFpvaz-轴环数轴环数FFFF如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷， 当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各

29、截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，中间必有一个位置呈三角形分布。 v F v vvh1aah2ccvvh0bbF一、动压润滑的形成原理和条件一、动压润滑的形成原理和条件 两平形板之间不能形成压力油膜！两平形板之间不能形成压力油膜！ 动压油膜动压油膜-因运动而产生的压力油膜。15-5 液体润滑轴承的工作原理液体润滑轴承的工作原理形成动压油膜的必要条件：形成动压油膜的必要条件：1.相对滑动的两表面之间必须形成楔形间隙；相对滑动的两表面之间必须形成楔形间隙；2.相对滑动的两表面之间必须有一定的相对滑动速度。相对滑动的两表面之间必须有一定的相对滑动速度。其运动方向必须保证润滑油从大口流向小

30、口；其运动方向必须保证润滑油从大口流向小口；3. 润滑油必须有一定的粘度且供油充分。润滑油必须有一定的粘度且供油充分。二、二、流体动力润滑基本方程的建立流体动力润滑基本方程的建立 为了得到简化形式的流体动力平衡为了得到简化形式的流体动力平衡方程（方程（NavierStokes方程），作如方程），作如下假设：下假设：流体的流动是层流流体的流动是层流; ; 忽略压力对流体粘度的影响忽略压力对流体粘度的影响; ; 略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为 静平衡状态或匀速直线运动，且只有表面力作用静平衡状态或匀速直线运动，且只有表面力作用 于单元体上；于单

31、元体上； 流体是不可压缩的；流体是不可压缩的； 流体中的压力在各流体层之间保持为常数。流体中的压力在各流体层之间保持为常数。 流体满足牛顿定律，即流体满足牛顿定律，即 ；=dud yB实际上粘度随压力的增高而增加； 即层与层之间没有物质和能量的交换； VAxzy取微单元进行受力分析取微单元进行受力分析: +dp+dpppdydz+(+d)dxdz-(p+dp)dydz dxdz=0=dd ydxdpdydu=整理后得：整理后得：又有：又有：=dxdpd2ud y2得：得：任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率，与该点y向的速度梯度的导数有关。对对y积分得：积分得：u= y2+C1y+C2 21d

32、xdp边界条件：边界条件：当当y=0时，时，u=0C2 = - -v 当当y=h时，时，u=- -v C1= h +h +21dxdphv代入得：代入得： u= (y2- - hy) +21dxdpv vhy- -h BAxzyVvvFaaccxzy212130hvhdxdpudyqhx任意截面内的流量：任意截面内的流量：依据流体的连续性原理，通过不同截面的流量是相等的021vhqxb- -b截面内的流量：截面内的流量：该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0负号表示流速的方向与x方向相反，因流经两个截面的流量相等，故有：=6vdxdph0- -hh3得：得：- 一维雷诺方程一维雷诺方程由上式可得

33、压力分布曲线由上式可得压力分布曲线: p=f(x)在在b-b处：处：h=h0， p=pmax速度梯度速度梯度du/dy呈线性分布，其余呈线性分布，其余位置呈非线性分布。位置呈非线性分布。流量相等，阴影面积相等。液体动压润滑的基本方程，它描述了油膜压力p的变化与动力粘度、相对滑动速度及油膜厚度h之间的关系。pmaxxph0bb 轴承的孔径轴承的孔径D和轴颈的直径和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间名义尺寸相等；直径间 隙隙是公差形成的。是公差形成的。 轴颈上作用的液体压力与轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与相平衡，在与F垂直的方垂直的方 向，合力为零。向，合力为零。轴颈最终的平衡位置可用偏位角轴颈最终的平衡位置可用偏位角a和偏心距和偏心距e来表示。来表示。 轴承工作能力取决于轴承工作能力取决于hlim，它与，它与、和和F等有关，等有关， 应保证应保证 hlimh。F Fy =F Fx 0 Fy =F Fx = 0径向滑动轴承动压油膜的形成过程：径向滑动轴承动压油膜的形成过程：静止静止 爬升爬升 将轴起抬将轴起抬转速继续升高质心质心左移左移稳定运转稳定运转达到工作转速e -偏心距偏心距eahlim三、三、径向滑动轴承的几何关系径向滑动轴承的几何关系最小油膜厚度：最小油膜厚度： hmin= e r(1-) 定义