机械设计 第11章

1、机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章第十一章第十一章 滑动轴承滑动轴承11.1 11.1 概述概述滑滑动动轴轴承承的的基基本本结结构构机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章一、滑动轴承一、滑动轴承的分类的分类l 按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现 的摩擦状态，滑动轴承可分为的摩擦状态，滑动轴承可分为: : 液体摩擦轴承液体摩擦轴承非液体摩擦非液体摩擦轴承轴承液体动压润滑液体动压润滑轴承轴承液体静压润滑液体静压润滑轴承轴承机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章 按滑动轴承承

2、受载荷的方向可分为按滑动轴承承受载荷的方向可分为: :径向滑动轴承径向滑动轴承推力推力滑动轴承滑动轴承机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章二、滑动轴承的特点和应用二、滑动轴承的特点和应用非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承：结构简单，使用方便。损耗较大。：结构简单，使用方便。损耗较大。液体摩擦轴承液体摩擦轴承的特点有：的特点有：（1 1）在高速重载下能正常工作，寿命长。）在高速重载下能正常工作，寿命长。（2 2）精度高）精度高，液体摩擦轴承磨损小（如葛洲坝电站液体摩擦轴承磨损小（如葛洲坝电站 推力轴承最近拆卸后发现表面加工刀花还在）；推力轴承最近拆卸后发现表面加工

3、刀花还在）；（3 3）滑动轴承可做成剖分式的，能满足特殊结构的需要。）滑动轴承可做成剖分式的，能满足特殊结构的需要。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章（4 4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用， 可以吸收震动，缓和冲击。可以吸收震动，缓和冲击。（5 5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小（摩擦发生）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小（摩擦发生在轴瓦和轴颈表面之间，而滚动轴承的摩擦发生在套圈在轴瓦和轴颈表面之间，而滚动轴承的摩擦发生在套圈和滚动体之间）和滚动体之间） 。（6 6）起动摩擦阻力较大。）起动摩擦阻力较大。l 主要应

4、用在要求剖分结构（如发动机连杆与曲轴之主要应用在要求剖分结构（如发动机连杆与曲轴之 间）、特高速、特低速、特重载、无法润滑等场所间）、特高速、特低速、特重载、无法润滑等场所机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章主推力轴承，直径主推力轴承，直径2m，24块瓦，块瓦，阿尔斯通、阿尔斯通、ABB公司、哈电公司、哈电三峡水轮发电机组为三峡水轮发电机组为 700MW X 26700MW X 26每台机组总重约每台机组总重约70007000吨，吨，发电机的推力轴承负荷即达发电机的推力轴承负荷即达55005500吨，吨，水轮机转轮名义直径约水轮机转轮名义直径约9.89.8米米机电

5、工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章11.2 11.2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承1.1.整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承 轴颈轴颈+ +轴瓦轴瓦+ +轴承座轴承座 结构简单；但磨损后间隙结构简单；但磨损后间隙过大时无法调整过大时无法调整; ;轴颈只轴颈只能从轴承端部安装和拆卸能从轴承端部安装和拆卸机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章2.2.剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承装拆方便剖分式径向滑动轴承装拆方便, ,还可以通过增减剖分面还可以通过增减剖分面上的调整垫片的厚度来

6、调整间隙。上的调整垫片的厚度来调整间隙。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章剖分式轴瓦实物图剖分式轴瓦实物图机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承推力轴承由轴承座和推力轴颈组成推力轴承由轴承座和推力轴颈组成推力轴环一般为推力轴环一般为2-5个个机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章带轴瓦的小型推力轴承带轴瓦的小型推力轴承（径向与推力组合轴承）（径向与推力组合轴承）可倾瓦推力轴承可倾瓦推力轴承机电工程学院机电工程学

7、院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章11.3 11.3 轴瓦的材料和结构轴瓦的材料和结构l 轴承材料指的是轴瓦材轴承材料指的是轴瓦材料料l 滑动轴承的失效形式主要是滑动轴承的失效形式主要是轴瓦的胶合和磨损轴瓦的胶合和磨损一、对轴瓦材料的要求一、对轴瓦材料的要求（1 1）有足够的）有足够的疲劳强度；疲劳强度；（2 2）有足够的抗压强度）有足够的抗压强度（3 3）有良好的减磨性和耐磨性）有良好的减磨性和耐磨性（4 4）具有较好的抗胶合性）具有较好的抗胶合性（5 5）对润滑油要有较好的吸附能力）对润滑油要有较好的吸附能力（6 6）有较好的适应性和嵌藏性）有较好的适应性和嵌藏性（7 7）良好的

8、导热性）良好的导热性（8 8）经济性、加工工艺性好）经济性、加工工艺性好机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章二、常用的轴瓦材料及其性质二、常用的轴瓦材料及其性质l 轴瓦材料可分为三类：轴瓦材料可分为三类：金属材料金属材料、粉末冶金材料粉末冶金材料和和非金属材料非金属材料金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁（1）轴承合金）轴承合金轴承合金又称白金或巴氏合金轴承合金又称白金或巴氏合金锡基轴承合金，如锡基轴承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4铅基轴承合金，如铅基轴承合金，如ZChPbSb16-16

9、-2，ZChPbSb15-15-3这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性但轴承合金强度不高，价格很贵但轴承合金强度不高，价格很贵。在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层轴承合金，这层轴承在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层轴承合金，这层轴承合金称合金称轴承衬轴承衬，钢或铜制成的轴瓦机体称，钢或铜制成的轴瓦机体称瓦背瓦背。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章（2 2）青铜）青铜抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高铸锡磷青铜铸锡磷青铜铅青铜铅青铜铝青铜铝青铜（3 3）黄铜黄铜: :滑动

10、速度不高，综合性能不如轴承合金、青铜。滑动速度不高，综合性能不如轴承合金、青铜。（4 4）铝合金铝合金: :强度高、导热好、价格便宜，抗胶合差、耐强度高、导热好、价格便宜，抗胶合差、耐磨差。磨差。（5 5）铸铁铸铁: :价格便宜，低速、轻载。价格便宜，低速、轻载。（6 6）粉末冶金）粉末冶金材料材料: :含油轴承，铁含油轴承，铁-石墨、青铜石墨、青铜-石墨石墨（7 7）轴承）轴承塑料塑料: :摩擦系数小，耐冲击，导热摩擦系数小，耐冲击，导热性差。性差。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章三、轴瓦结构三、轴瓦结构轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表轴瓦的瓦背和轴承衬的

11、联接形式见下表瓦背材料 轴承衬材料 应用场合 轴承衬厚度 沟槽形状 轴承合金或铅青铜 用于高速重载有冲击的轴承 0.01sd 钢 铸铁 轴承合金 用于振动及冲击载荷下的轴承 0.01sd 铸铁 轴承合金 用于平稳载荷下工作的轴承 0.01sd 青铜 轴承合金 用于高速重载的重要轴承 0.01sd 机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章整体式轴瓦整体式轴瓦轴瓦和轴瓦和轴承座一般轴承座一般采用过盈配合采用过盈配合机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章剖分式轴瓦剖分式轴瓦为了向摩

12、擦表面间加注润滑剂为了向摩擦表面间加注润滑剂, ,在轴承上方开设注油孔在轴承上方开设注油孔机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章为了向摩擦表面输送为了向摩擦表面输送和分布润滑剂和分布润滑剂, ,在轴在轴瓦内表面开有油沟瓦内表面开有油沟整整体体式式剖剖分分式式机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章液体摩擦轴承的油沟应开在非承载区液体摩擦轴承的油沟应开在非承载区, ,周向油周向油沟应靠近轴承的两端。沟应靠近轴承的两端。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章对某些载荷较大的轴承对某些载荷较大的轴承, ,在轴瓦内开有油

13、室在轴瓦内开有油室机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章11.4 11.4 非液体摩擦轴承的计算非液体摩擦轴承的计算一、非液体摩擦径向滑动轴承的计算一、非液体摩擦径向滑动轴承的计算1.1.验算压强验算压强压强压强P P过大过大可能使轴瓦可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜产生塑性变形破坏边界膜, ,而而且一旦出现干摩擦状态则加速磨损。应保证压强不且一旦出现干摩擦状态则加速磨损。应保证压强不超过允许值超过允许值pp （查表（查表11.111.1）, ,即即 rFppL dMPaMPa 主要失效形式：主要失效形式：胶合和磨损，限制胶合和磨损，限制fPV（摩擦功）（摩擦功）机

14、电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章2.2.验算验算 值值pvpv值大表明摩擦功大值大表明摩擦功大, ,温升大温升大, ,边界膜易破坏边界膜易破坏, ,其限制条件为其限制条件为: :60 100060 1000rrFd nn FpvpvL dL MPaMPam m/s/s3.3.验算速度验算速度对于跨度较大的轴对于跨度较大的轴 60 1000d nm/sm/s机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算1.1.验算压强验算压强220 4aFppZddkMPaMPa2.2.验算验算

15、值值mppmmpp/MPa m sP252机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章三、非液体摩擦径向滑动轴承的配合三、非液体摩擦径向滑动轴承的配合精度等级配合种类应 用 实 例IT6H7/g6 机床用分度头主轴轴承IT6H7/f6 汽车连杆轴承，齿轮及蜗杆减速器轴承，铣床、钻床主轴轴承IT6H7/e6 汽轮发电机、内燃机凸轮轴轴承，安装不准的轴承，多支点轴承IT9H9/f9 蒸汽机内燃机主轴轴承，连杆轴承，电机、风扇、离心泵主轴轴承IT11H11/d11 农业机械IT11H11/b11 农业机械P252 例例 11.1 机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设

16、计第十一第十一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章11-5 液体动压形成原理及基本方程液体动压形成原理及基本方程液体摩擦轴承分为液体摩擦轴承分为:流体动压轴承流体动压轴承流体静压轴承流体静压轴承径向轴承径向轴承推力轴承推力轴承轴颈和轴承两相轴颈和轴承两相对运动表面间完对运动表面间完全被一层油膜所全被一层油膜所分开分开靠靠自身的自身的条件产生条件产生动压动压油膜油膜靠靠外部的外部的条件产生条件产生压力压力油膜油膜机电工程学院机电工程

17、学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章液体动压滑动轴承计算模型液体动压滑动轴承计算模型轴瓦轴瓦轴颈轴颈机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章一、流体动压润滑形成原理一、流体动压润滑形成原理1.1.基本假设基本假设(1)(1)两板间流体作两板间流体作层流运动层流运动; ;(2)(2)两板间流体是两板间流体是牛顿流体牛顿流体, ,其粘度只随温度的变化而其粘度只随温度的变化而改变改变, ,忽略压力对粘度的影响忽略压力对粘度的影响, ,而且而且流体是不可压缩的流体是不可压缩的; ;(3)(3)与两板与两板M M、N N相接触的流体层与板间无滑动出现相接触的流体层与板

18、间无滑动出现; ;（4 4）流体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去）流体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去; ;（5 5）由于间隙很小，）由于间隙很小，压力沿压力沿y y方向大小不变方向大小不变; ;（6 6）平板沿）平板沿Z Z方向无限长，所以流体沿方向无限长，所以流体沿Z Z方向无流动方向无流动。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章左面压强：左面压强：右面压强：右面压强：上面剪力：上面剪力：下面剪力下面剪力：dydzdxxpp)(pdydzdxdzdxdzdyy)( 从层流运动的油从层流运动的油膜中取一膜中取一微单元体微单元体进行分析其边长为进行分析其

19、边长为dxdx，dydy，dzdz。2.2.流体动压力的形成及承载原理流体动压力的形成及承载原理机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章沿沿x x方向力平衡条件：方向力平衡条件：22dpddxdy此式说明此式说明压力压力沿沿x x方向方向的变化率与的变化率与速度梯度速度梯度沿沿y y方向方向的变化率成正比。的变化率成正比。0)()(dxdzdydyddydzdxdxdppdxdzpdydzdyddxdpdyd机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章dxdpdyd122212)(21CyCydxdp0, , ,0hyVyhyhVyhydxdp)

20、(21边界条件边界条件：变形变形式式1 1）求速度）求速度机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章2 2）求流量）求流量301212hdxdphVQdyQh0021VhQ 当压力取得极大值时，当压力取得极大值时，dpdp/ /dxdx=0,=0,设此处间隙为设此处间隙为h h0 0：利用流量连续条件：利用流量连续条件：机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章各截面流量必须相等各截面流量必须相等：301212121hdxdpVhVh036dphhVdxh式式 11.7此式称为此式称为一维流体动压基本方程一维流体动压基本方程，也叫，也叫一维雷诺方

21、程一维雷诺方程它描述了流体压力的变化率与流体的粘度、流动速度和间隙之它描述了流体压力的变化率与流体的粘度、流动速度和间隙之间的关系，是流体动压滑动轴承设计的理论依据间的关系，是流体动压滑动轴承设计的理论依据机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章流体动压力的形成和压力油膜承载原理流体动压力的形成和压力油膜承载原理1 1）流体动压力：）流体动压力：靠运动表面带动粘性流体以足够的速靠运动表面带动粘性流体以足够的速度流经收敛形间隙时度流经收敛形间隙时, ,流体内所产生压力叫流体内所产生压力叫流体动压力。流体动压力。2）流体动压油膜：）流体动压油膜：间隙内具有动压力的油层称为

22、间隙内具有动压力的油层称为流流体动压油膜体动压油膜机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章3.3.形成流体动压的条件形成流体动压的条件形成流体动压的必要条件是形成流体动压的必要条件是: :(1)(1)流体必须流经收敛间隙流体必须流经收敛间隙, ,而且间隙倾角越大则产生而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。的油膜压力越大。(2)(2)流体必须有足够的速度流体必须有足够的速度(3)(3)流体必须是粘性流体流体必须是粘性流体二、流体动压基本方程二、流体动压基本方程036dphhVdxh机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章（1 1）MM平行于平行

23、于N N板板，则沿，则沿X X方向处处方向处处dpdp/ /dxdx=0,=0,压力压力无变化，两端为无变化，两端为0 0，间隙，间隙内个点也为内个点也为0 0，不能承载；，不能承载；（2 2）如如MM与与N N板形成发散板形成发散间隙间隙，流体流动不连续，流体流动不连续，间隙内形成负压，没有动间隙内形成负压，没有动压力，不能承载。压力，不能承载。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章11.6 11.6 液体动压径向滑动轴承的计算液体动压径向滑动轴承的计算一、径向滑动轴承的工作过程一、径向滑动轴承的工作过程机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十

24、一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章二、径向滑动轴承的几何参数及其基本方程的形式二、径向滑动轴承的几何参数及其基本方程的形式;Ddmm、 -分别为轴承孔和轴颈的直径,径向滑动轴承的几何参数如下径向滑动轴承的几何参数如下,Ddmm 直径间隙,CRrmm 半径间隙Lmm轴承长度，/L d轴承长径比/C r相对间隙eOOmm偏心距，/e C相对偏心距（偏心率）hmm沿圆周方向任一位置的间隙（油膜厚度），0hmm对应最大压力处的油膜厚度,minhmm最小油膜厚度，机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章0036dphhhhdxVdxh将 、

25、 、代入，整理得032coscos161cosdpVdr此式即为动压径向滑动轴承的基本方程此式即为动压径向滑动轴承的基本方程（11-811-8）dxrd)cos1 (),cos1 (00ChCh机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章a1min(1)(1)hCr)cos1 ()cos1 (00ChCh极轴的初始位置极轴的初始位置极轴与外载荷的夹角极轴与外载荷的夹角dPy机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章几个几个定义定义起始角：起始角：压力油膜起始的角度压力油膜起始的角度 1 1终止角：终止角：压力油膜终止的角度压力油膜终止的角度 2 2

26、油膜角：压力油膜范围对应的角度油膜角：压力油膜范围对应的角度（ 1 1 2 2）承载区：承载区：从压力油膜的起始角到终止角的范围。从压力油膜的起始角到终止角的范围。 承载区的压力大于零，其他为非承载区，压力承载区的压力大于零，其他为非承载区，压力为零。为零。 承载区的大小承载区的大小与与油的粘度油的粘度、轴颈速度轴颈速度、外载荷外载荷大小大小等因素有关等因素有关包角：包角：轴颈被连续的轴瓦圆弧包围的部分所对应的圆轴颈被连续的轴瓦圆弧包围的部分所对应的圆心角。心角。 包角用包角用 表示。对油膜力有一定影响。表示。对油膜力有一定影响。 油膜角（油膜角（ 1 1 2 2 ）只为包角）只为包角 的一部

27、分的一部分。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章三、径向滑动轴承的承载系数和最小油膜厚度计算三、径向滑动轴承的承载系数和最小油膜厚度计算影响最小油膜厚度的因素很多，可以用一个表示影响最小油膜厚度的因素很多，可以用一个表示这些因素综合影响的无量纲数这些因素综合影响的无量纲数承载量系数承载量系数对（对（11-811-8）积分整理得）积分整理得: :沿垂直方向的总油膜力沿垂直方向的总油膜力211032coscos6cos1cosaLVLPddkLk 端泄系数，考虑端泄使油膜压力降低的系数11.10C机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章Lk

28、端泄系数，考虑端泄使油膜压力降低的系数机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章2rFV LFC21103coscos6cos1cosFLCkdd 22rrFFFCL VV轴承稳定工作时轴承稳定工作时, ,外外载荷载荷 和总油膜力的垂直和总油膜力的垂直分量分量P P相平衡相平衡, ,即即 rF211032coscos6cos1cosraLVLPFddkrF-轴承单位长度的载荷轴承单位长度的载荷机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章C CF F 称为轴承的承载量系数，它是轴承相对偏心距称为轴承的承载量系数，它是轴承相对偏心距 、包、包角角 和长

29、径比和长径比L/dL/d的函数。的函数。包角一定时，只与包角一定时，只与 和和L/dL/d有关。有关。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章51液体动压径向滑动轴承设计思路液体动压径向滑动轴承设计思路22rrFFFCL VV先根据选定的几何参先根据选定的几何参数、外载荷等条件数、外载荷等条件用用下下式计算式计算C CF F, , 再由下式计算得再由下式计算得 h hminmin。然后由滑动轴承然后由滑动轴承C CF F 图查得图查得 min(1)(1)hCr机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章最小油膜厚度必须最小油膜厚度必须满足满足:m

30、inmin12(),hhKmm1m轴瓦表面的不平度，2m轴颈表面的不平度，minhm保证液体摩擦的最小油膜厚度许用值，K考虑表面几何形状误差、轴的弯曲变形2K 和安装误差的可靠性系数，通常取实现液体摩擦的充分条件实现液体摩擦的充分条件 实现液体摩擦的实现液体摩擦的充分条件充分条件是保证最小油膜厚度处是保证最小油膜厚度处的表面不平度高峰不直接接触，因此的表面不平度高峰不直接接触，因此例例11.2 P260查表查表11.4 P260机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章四、滑动轴承的热平衡计算在热平衡状态，对于非压力供油的径向滑动轴承有在热平衡状态，对于非压力供油的径向

31、滑动轴承有00risifF Vc Q ttKA tt润滑油的密度c润滑油的比热sK 轴承体的散热系数A轴承体散热面积0t 润滑油的出口温度it 润滑油的入口温度外界空气散热外界空气散热油流动散热油流动散热Q润滑油的流量润滑油的流量摩擦发热量摩擦发热量 液体摩擦仍然有液体摩擦仍然有摩擦功耗，可使轴摩擦功耗，可使轴承润滑油温度升高，承润滑油温度升高，发热，粘度下降，发热，粘度下降，可能导致轴承不能可能导致轴承不能正常工作，严重时正常工作，严重时出现抱轴烧瓦事故，出现抱轴烧瓦事故，要进行热平衡计算，要进行热平衡计算，限制温升不超过许限制温升不超过许用值。用值。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设

32、计机械设计第十一第十一章章0,ittt 令由上式可得fssQfpCpQKKcc CVdLVVt=ffC式中轴承的摩擦系数QVdLQC轴承的流量系数非摩擦系数，但表征摩擦系数大小非摩擦系数，但表征摩擦系数大小式（式（11-14）机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章m由温升 t和平均温度t 可得式式11-14只计算出只计算出平均温差平均温差，求承载能力时需要平均温度下的粘，求承载能力时需要平均温度下的粘度，要计算度，要计算平均温度平均温度tm tm =ti+t/2（选油时粘度对应温度（选油时粘度对应温度

33、,50oC）入口入口ti和出口和出口to温度温度2imttt 30-40oC2mttt0 60-70oC机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章五、耗油量和摩擦功率五、耗油量和摩擦功率（1 1）耗油量）耗油量3,/QQCL d V ms（2 2）摩擦功率）摩擦功率frPf F VW W六、滑动轴承主要参数和选择六、滑动轴承主要参数和选择在液体摩擦滑动轴承设计中已知条件通常是：在液体摩擦滑动轴承设计中已知条件通常是：作用在轴颈上的径向载荷作用在轴颈上的径向载荷 ，轴颈直径，轴颈直径 和和轴的转数轴的转数 ，以及轴承的工作条件等。，以及轴承的工作条件等。轴承的设计计算就是

34、选择合适的参数，使轴承的最轴承的设计计算就是选择合适的参数，使轴承的最小油膜厚度（小油膜厚度（ ）满足式（）满足式（11-1211-12），使温升），使温升（ ）在规定的范围）在规定的范围rFdnminht机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章1.1.轴承长颈比轴承长颈比L/dL/d的选择的选择d一定一定:L小，小，P大大 L/dL/d大时：轴瓦压强变小、最小油膜厚度增加、承载能力变大大时：轴瓦压强变小、最小油膜厚度增加、承载能力变大 油流量变小、温升高，边缘易接触。油流量变小、温升高，边缘易接触。轴瓦容易磨损轴瓦容易磨损机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机

35、械设计第十一第十一章章2.2.相对间隙相对间隙和轴承配合的选择和轴承配合的选择选择选择的经验公式为的经验公式为30.25= 0.6 1.010 V按照间隙选择配合：按照间隙选择配合：按照最大间隙计算按照最大间隙计算hmin按照最小间隙进行热按照最小间隙进行热平衡计算平衡计算间隙太大最小油膜厚度下降。间隙太大最小油膜厚度下降。使温升在允许范围使温升在允许范围机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章载荷大：选高粘度油载荷大：选高粘度油 速度高：选低粘度油速度高：选低粘度油3.3.润滑油的选择及粘度的确定润滑油的选择及粘度的确定粘度大粘度大最小油膜厚度大承载能力大最小油膜厚

36、度大承载能力大粘度大粘度大油摩擦发热大轴承温升大承载能力下降油摩擦发热大轴承温升大承载能力下降机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章主要根据轴瓦和轴颈的表面粗糙度选择主要根据轴瓦和轴颈的表面粗糙度选择。4 4 最小油膜厚度最小油膜厚度许用值的确定许用值的确定minmin12(),hhKmm粗糙度选择时要考虑粗糙度选择时要考虑需要和经济性需要和经济性机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章七、滑动轴承摩擦特性曲线七、滑动轴承摩擦特性曲线 滑动轴承工作时润滑油的内摩擦力与轴承的滑动轴承工作时润滑油的内摩擦力与轴承的特性系特性系数数VV/p/p有

37、关，这个系数称为有关，这个系数称为索莫非尔数（索氏数）索莫非尔数（索氏数）SommerfeldSommerfeld，其值不同，轴承所处的摩擦状态不同，其值不同，轴承所处的摩擦状态不同，摩擦系数也变化。摩擦系数也变化。揭示揭示了滑动轴承的摩擦状了滑动轴承的摩擦状态转化规律。态转化规律。索氏数索氏数机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章 从索氏数可以看出，在从索氏数可以看出，在液液体摩擦状态体摩擦状态下，下，V V 增大或增大或p p 减减小可使索氏数增加，可导致小可使索氏数增加，可导致f f 增大，温升增加，使增大，温升增加，使 下降，下降，又使索氏数减小，又使索氏数

38、减小，f f 又下降，又下降，反复变化，维持某一平衡状态。反复变化，维持某一平衡状态。 但当但当p p增加较大时增加较大时，将使，将使h hminmin下降，导致下降，导致f f上升，以至上升，以至于非液体摩擦；此外，若温度于非液体摩擦；此外，若温度急增，粘度急增，粘度急剧急剧下降，也偏下降，也偏离液体摩擦状态，导致烧瓦！离液体摩擦状态，导致烧瓦！ 索氏数索氏数机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章所以，液体摩擦轴承不仅要验算所以，液体摩擦轴承不仅要验算h hminmin，而且还要进行，而且还要进行热平衡计算，以保持稳定的液体摩擦状态。热平衡计算，以保持稳定的液体摩

39、擦状态。许用最小油膜厚度和热平衡是维持液体润滑的关键条件许用最小油膜厚度和热平衡是维持液体润滑的关键条件例例11.3机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章11-7 多油楔动压轴承简介多油楔动压轴承简介一、多油楔一、多油楔径向径向滑动轴承滑动轴承当轴承具有一个压力区时称单油楔轴承。当轴承具有一个压力区时称单油楔轴承。补尝载荷变化能力低！补尝载荷变化能力低！轻载高速下，轻载高速下，多楔轴承可以提高轴承的稳定性和油膜刚度。多楔轴承可以提高轴承的稳定性和油膜刚度。但但是，承载力有所降低，功耗有所增大。是，承载力有所降低，功耗有所增大。 2 2个以上为多油楔。个以上为多油楔。

40、载荷增量一定时，最小油膜厚度变化量的大小表示载荷增量一定时，最小油膜厚度变化量的大小表示油膜的刚度油膜的刚度。机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章椭圆轴承（双油楔轴承）椭圆轴承（双油楔轴承）三油楔轴承三油楔轴承双向双向单向单向楔角固定，固定瓦多油楔轴承楔角固定，固定瓦多油楔轴承机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章摆动瓦多油楔径向滑动轴承摆动瓦多油楔径向滑动轴承可用于磨床主轴支承。实际中还有可用于磨床主轴支承。实际中还有5块瓦轴承。块瓦轴承。 有时工况条件变化，使载荷不固定，采用固定瓦轴承很有时工况条件变化，使载荷不固定，采用固定瓦轴承

41、很难保证油膜压力稳定，油膜支承刚度低，人们提出摆动瓦多难保证油膜压力稳定，油膜支承刚度低，人们提出摆动瓦多油楔支承方案，利用轴瓦的倾角随载荷变化而变化，可以提油楔支承方案，利用轴瓦的倾角随载荷变化而变化，可以提高轴承的支承刚度。高轴承的支承刚度。注意：注意：这种轴这种轴承的球承的球形支承形支承面要与面要与瓦背的瓦背的球形窝球形窝面对研面对研机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章二多二多油楔油楔推力推力轴承轴承尺寸较大的推力轴承常设计成摆动瓦多油楔尺寸较大的推力轴承常设计成摆动瓦多油楔形状形状，水轮发电机水轮发电机转子的主轴推力轴承，使转子的主轴推力轴承，使用多楔轴承

42、。用多楔轴承。摆动瓦摆动瓦固定瓦固定瓦机电工程学院机电工程学院 张锋张锋机械设计机械设计第十一第十一章章 ，索氏数，在转速极高（，索氏数，在转速极高（n n1010万万r/minr/min）时，会很大）时，会很大摩擦系数也很大，摩擦损失急剧增加，温升过高，粘度下降，将摩擦系数也很大，摩擦损失急剧增加，温升过高，粘度下降，将引起轴承失效。对于载荷一定的情况下，可采用气体润滑剂来降引起轴承失效。对于载荷一定的情况下，可采用气体润滑剂来降低粘度值。气体润滑剂也可以分为：动压轴承、静压轴承及混合低粘度值。气体润滑剂也可以分为：动压轴承、静压轴承及混合轴承，其工作原理与液体滑动轴承相同。常用的气体润滑剂：轴承，其工作原理与液体滑动轴承相同。常用的气体润滑剂：。 气体润滑