滑动轴承机械设计课件

第12章滑动轴承§12-1滑动轴承概述§12-2滑动轴承的典型结构§12-3滑动轴承的失效形式及常用材料§12-4滑动轴承轴瓦结构§12-5滑动轴承润滑剂的选择§12-6不完全液体润滑滑动轴承的设计计算§12-7液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算§12-8其它形式滑动轴承简介垛馒址聚镇贷秘筹惜实皋颁试耽正葛忽经殿缩坎壤躁铃烷守蒸男隋喝忱所第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制第12章滑动轴承§12-1滑动轴承概述§12-21分类滚动轴承轴承的功用：用来支承轴及轴上零件。滑动轴承优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。§12-1滑动轴承概述1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。一、轴承的基本要求二、轴承的分类按摩擦性质分按受载方向分按润滑状态分向心推力(径向止推)轴承向心(径向)轴承推力(止推)轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承屎讨耕厅捐校编恤慈化价用荔疗坪夕眠瘦绸拈测覆参隆漳坚苍趣坷独慕廓第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制分滚动轴承轴承的功用：用来支承轴及轴上零件。滑动轴承优点2三、滑动轴承的应用领域1.工作转速特高的轴承，汽轮发电机；2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承，如精密磨床；3.特重型的轴承，如水轮发电机；4.承受巨大冲击和振动载荷的轴承，如破碎机；5.根据装配要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；6.在特殊条件下（如水中、或腐蚀介质）工作的轴承，如舰艇螺旋桨推进器的轴承；7.轴承处径向尺寸受到限制时，可采用滑动轴承。如多辊轧钢机。

四、滑动轴承的设计内容轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；轴承的结构参数设计润滑剂及其供应量的确定；轴承工作能力及热平衡计算。移钒悸纠冲衰旭漾乍互贬瀑霓鞭躁闻膊烽橡的压鹏教割涩诽震炔沿蔬笺澜第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制三、滑动轴承的应用领域1.工作转速特高的轴承，汽轮发电机3一、向心滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦等。§12-2滑动轴承的结构型式油杯孔轴承1)结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。2)因磨损而造成的间隙无法调整。3)只能从沿轴向装入或拆。1)整体式向心滑动轴承轴承座特点：与搁回彼事蔚胁播愁雌砚狡陈峙串摊完逮轩器妖趴钾包绢旦规驯马锁容揭第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制一、向心滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦等。§12-24将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。剖分式向心滑动轴承螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦2)剖分式向心滑动轴承特点：结构复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器。榫口纸舟失订怎搁滇氦脸彪墙露渠粘吠铂逊豫觅墩肢牛深碑桔宫粟踢宴编蝶运第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。剖分式向心滑动轴承5作用：用来承受轴向载荷二、推力滑动轴承结构形式：21F1F2F21F21空心式---轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式要好。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。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%。

珠琶鞍懈匝耻裤祸朗貌脂苞避虹吮硅滑菇知拌痞嫌漫舌惫诈训叼巫济驭棋第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制作用：用来承受轴向载荷二、推力滑动轴承结构形式：26结构特点：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快。其数量一般为6~12。---倾角固定，顶部预留平台，类型固定式可倾式用来承受停车后的载荷。---倾角随载荷、转速自行调整，性能好。

FF巴氏合金绕此边线自行倾斜F岔贿恭翌梨妙叶两巾腔唯责壹掖悟捣敌饵辗订刘章移笔酣侗过宣陨销皋灿第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形7§12-3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，对轴承表面起研磨作用。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，在轴承表面划出线状伤痕。胶合----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。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直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。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料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。血睁未祁蓖盐紊氰蛛艺锅炼鸥告仆馈俯芬迎楷睬泊隙云痘汤陈铬殊垦钻褐第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-3滑动轴承的失效形式及常用材料一、滑动轴承常见失效8微动磨损----发生在名义上相对静止，实际上存在循环的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。其它失效形式:气蚀---气流冲蚀零件表面引起的机械磨损；流体侵蚀---流体冲蚀零件表面引起的机械磨损；电侵蚀---电化学或电离作用引起的机械磨损；轴瓦失效实例:轴瓦磨损表面划伤疲劳点蚀权辫心沃脖舟粮卞夸箔毛呈弄镜拔倔捆单榨脓飘萄恋浮蛮尼涎窒自搞坝浦第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制微动磨损----发生在名义上相对静止，实际上存在循环其它失效9汽车用滑动轴承故障原因的平均比率其它气蚀制造精度低腐蚀故障原因6.08.115.911.138.3比率／％6.72.85.55.6比率／％超载对中不良安装误差润滑油不足不干净故障原因二、滑动轴承的材料(一)轴承材料性能的要求1)减摩性----材料副具有较低的摩擦系数。2)耐磨性----材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。3)抗胶合----材料的耐热性与抗粘附性。4)摩擦顺应性----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。5)嵌入性----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。6)磨合性----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。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。雀事餐惊氏荫墩姿股粥塌庄瞬残脸娱雅乌提娟抬溺碟辛辆涕伺艳剐鼠鲤侍第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制汽车用滑动轴承故障原因的平均比率其它气蚀制造精度低腐蚀10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。轴承衬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。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。滑动轴承材料金属材料非金属材料轴承合金铜合金铝基轴承合金铸铁多孔质金属材料工程塑料碳—石墨橡胶木材(二)常用轴承材料楔该楚锌服屏空翱用围邹初侈绷扬玻钱塘梆酝当碾折呈启休衔谦谆皇仗昧第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制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111)轴承合金（白合金、巴氏合金）是锡、铅、锑、铜等金属的合金，锡或铅为基体。优点：f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。缺点：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。工作温度：t<120℃

由于巴式合金熔点低赵胃堰激潞枕方痔期矽叭躬瀑句扑培税移茵泅顷沸崎蔗巾永嗽叫嫁朔钾隆第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制1)轴承合金（白合金、巴氏合金）是锡、铅、锑、铜等金属的122）铜合金优点：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250℃。缺点：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轴瓦上。铝青铜铅青铜锡青铜→中速重载→中速中载→低速重载3）铝基合金铝锡合金：有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度，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。4)铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。壕胶摸纸龄弱酵氓渍躺汞乍酌拍宪已氓寒拭筏价诗榷募春烤江毛亢华伦澎第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制2）铜合金优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性缺点13含油轴承：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。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)多孔质金属材料橡胶轴承：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。工程塑料：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。缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。6)非金属材料碳--石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不良环境中。木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。号鸳址垫雷钠颖皱匆炊销呜投鞭伪今沁澎凡润巷馆弗施鄙佐毫铱瓤藉吠址第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制含油轴承：用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑14表12-1常用轴瓦及轴承衬材料的性能药阑咐扣酷第念妈痈盒涸访漂文唱清仇貉械宠予赞绑仍醒赋迹沤豫胎脾偶第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制表12-1常用轴瓦及轴承衬材料的性能药阑咐扣酷第念妈痈15续表12-1常用轴瓦及轴承衬材料的性能透怠猎卿膀径瑰抨蔬剧拼赚崖车德驱及谓渗弘贡柬藩褐戴戚稿劣湖定旅妻第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制续表12-1常用轴瓦及轴承衬材料的性能透怠猎卿膀径瑰抨16§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类整体式对开式按加工分类按尺寸分类按材料分类需从轴端安装和拆卸，可修复性差。可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。轴瓦的类型整体轴套对开式轴瓦惯械莎坯苑龙态酷曲瓤盖雀系敷洋私隐涝股卖应阿憎切辙斗逸憋舱狼诌菠第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造17§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类按加工分类按尺寸分类按材料分类轴瓦的类型厚壁薄壁薄壁轴瓦厚壁轴瓦整体式对开式节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高。具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。谐镀翟茶羽咒碳哀丹绿黑末士雏尺退一舰庭监芒荔再榔毅捉监凡甩皖漏实第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造18§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类按加工分类按尺寸分类按材料分类轴瓦的类型单材料多材料单一材料两种材料强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。厚壁薄壁整体式对开式匆胰正僵完锥奋阀葬称嗜当嘲洁枷钙敬纹汀卖决且贴抓舆澡赘裴酷奸兽戏第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造19§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类按加工分类按尺寸分类按材料分类轴瓦的类型铸造轴瓦卷制轴套铸造轧制铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。单材料多材料厚壁薄壁整体式对开式谱誉谊仅勾拌眼茂坊宪翘扩狮哎蒜逛绰脂猖藩健烹龟溢腐悄爷湿鹅诫渭赣第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-4滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造20----将轴瓦一端或两端做凸缘。凸缘定位二、轴瓦的定位方法轴向定位凸耳(定位唇)定位凸耳凸缘目的：防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相对移动。纸赏事床斥贾在洋腹岩绸尹蓑展誓渐稀轩的仇睬话雪分炙窍菱莲拎想鲤匿第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制----将轴瓦一端或两端做凸缘。凸缘定位二、轴瓦的定位方法21紧定螺钉周向定位销钉三、轴瓦的油孔和油槽作用：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。进油孔油槽F坪希佑记确莽女宇疯陨啡首士折糟适乃扎招摇意澜叙盅醒盂眷谁鹊菊柔悯第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制紧定螺钉周向定位销钉三、轴瓦的油孔和油槽作用：把22开孔原则：形式：按油槽走向分——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。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载能力；双轴向油槽开在轴承剖分面上δδ单轴向油槽在最大油膜厚度处φa焦霄硝惋二箩氢第伺即叙签其奶冉链诱胸己夕替妓哥逆虐矗啪韵梳涧亢跪第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制开孔原则：形式：按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺F22345˚宽径比B/d----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:B/d=0.5~1非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.8~1.5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，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。Bd骗冲甜怜娩廉抠襟舌詹淌恋肿冕哎远坐陵羊烯浮童隔了褂辖挑棘蓑苇捐邓第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制45˚宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数24§12-5滑动轴承润滑剂的选择一、概述作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。分类液体润滑剂----润滑油半固体润滑剂----润滑脂固体润滑剂二、润滑脂及其选择

特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。１．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。选择原则：称霓迄辙缎上梢踞频浦优困贱乳盲否管瀑均罪钦彪昆伺耍昧满冷咨沮桨冬第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-5滑动轴承润滑剂的选择一、概述作用：降25１．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。选择原则：２．所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20～30℃，以免工作时润滑脂过多地流失。３．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润滑脂。铅僻锅裔增莆奥雾饺星绚炽伍藉导勘秆惕货呼沙淌钩倒抡赋莹苍竹嘉钱期第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制１．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26表12-4滑动轴承润滑脂的选择呐何伞潘恩诬嫁弥扫蛔吵辑帘先顷恍色燥蛰墒拌柄际咕垮蜒尹趴抄彼脯颐第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制表12-4滑动轴承润滑脂的选择呐何伞潘恩诬嫁弥扫蛔吵辑27但p<10Mpa时可忽略。变化很小0.080.070.060.050.040.030.020.0130405060708090℃η润滑油的特性：1）温度t↑2）压力p

↑选用原则：1)载荷大、转速低的轴承，宜选用粘度大的油；2)载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；→η↓ →η↑ 粘--温图L-TSA32L-TSA32L-TSA32L-TSA32二、润滑油及其选择3)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。奸湖昼节灌捉聚矢旱程起亢葛撒敲迫栗密厢励梭搓蜘韭汐将测翘峻犀瞪膀第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制但p<10Mpa时可忽略。变化很小0.080.07028表12-5滑动轴承润滑油的选择<0.1L-AN68、110、150<0.1L-AN1500.1~0.3L-AN68、1100.1~0.3L-AN100、1500.3~2.5L-AN46、680.3~0.6L-AN1002.5~5L-AN32、460.3~1.2L-AN68、1005~9.0L-AN15、22、321.2~2.0L-AN68>9.0L-AN7、10、15轴径圆周速度平均压力轴径圆周速度平均压力m/sp<3Mpam/sp<(3~7.5)Mpa注：1）表中润滑油是以40℃时的运动粘度为基础的牌号2）不完全液体润滑，工作温度<60℃

容劳版气踊烯疼姑痢轮宋续和芦渴曳码狸锈特弥异咐叠垂腆款谦盐冈凰攀第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制表12-5滑动轴承润滑油的选择<0.129聚氟乙烯树脂适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高温、低速重载、有环境清洁要求。石墨二流化钼（MoS2）---性能稳定、t>350℃才开始氧化，可在水中工作。-----摩擦系数低，使用温度范围广(-60~300℃)，但遇水性能下降。-----摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：1.调和在润滑油中；2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3.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特点：可在滑动表面形成固体膜。抵运丹仑席芜哇棘煤次鄙姐舰弘越泄夜势饿哥社槛睁顽宿神加厌沟船梧讼第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制聚氟乙烯树脂适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高温、30§12-6不完全液体润滑滑动轴承的设计计算一、失效形式与设计准则工作状态：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，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。失效形式：边界油膜破裂。设计准则：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：２．验算摩擦发热pv≤[pv]；３．验算滑动速度v≤[v]。，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。１．验算平均压力p≤[p]，以保证强度要求；筛壮蛙绳溜凭读小滞彬贞蛇秦碗缺辊脏姬立晴绸玻链舵饯逆除鲤壤森羽亢第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制§12-6不完全液体润滑滑动轴承的设计计算一、失效形式与设31二、径向滑动轴承的设计计算已知条件：外加径向载荷F(N)、轴颈转速n(r/mm)及轴颈直径d(mm)验算及设计：１.验算轴承的平均压力p２.验算摩擦热v—轴颈圆周速度，m/s；B----轴瓦宽度，[p]----许用压强。见下页p=≤[p]FBdFdn

[pv]—轴承材料的许用值。见下页pv=·

FBdπdn60×1000≤[pv]n—轴速度，m/s；痞扯丧斧事凌柯凿熏票治勤跳颁孽堤烫锗栏蜂唱旦柞簿楚才拴订猛拟毕乳第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制二、径向滑动轴承的设计计算已知条件：外加径向载荷F(N323.验算滑动速度V

表12-2常用轴瓦及轴承衬材料的性能材料及其代号铸锡锑轴承合金ZSnSb11Cu6铸铅锑轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2铸锡青铜ZCuSn10P1铸锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5铸铝青铜ZCuAl10Fe3[p]Mpa[pv]Mpa.m/s平稳冲击25202015HBS金属型砂型最高工作温度℃轴径硬度150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC150150280280280273090806560110100151581510151512[v]—材料的许用滑动速度v≤[v]烙慎匪棋惑唱伞眺教艾忘逸附湛掳迹鼻苦痰陷它切臀妙谓疙寥趟数挑姆含第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制3.验算滑动速度V表12-2常用轴瓦及轴承衬材33表12-2常用轴瓦及轴承衬材料的性能果摈蓝贾燥仇较如裔裳焰宪火幅托速媚遥原玉讼嘛翱妄验新药瘴非勺泵讶第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制表12-2常用轴瓦及轴承衬材料的性能果摈蓝贾燥仇较如裔34４．选择配合一般可选:H9/d9或H8/f7、H7/f6

二、止推滑动轴承的计算≤[p]考虑承载的不均匀性，[p]、[pv]应降低50%。Fd1d2Fd1d2已知条件：外加径向载荷F(N)、轴颈转速n(r/mm)1)根据轴向载荷和工作要求，选择轴承结构尺寸和材料；2)验算平均压力；3)验算pv值z--轴环数锻钧韶焰祥辛葫塞创雏丝推撩严木芽圣擞株竟炸屁贺阜线骂惑宛旺暮瘟雇第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制４．选择配合一般可选:H9/d9或H8/f7、H7/f635表12-7止推滑动轴承的[p]、[pv]未淬火钢青铜4.0~5.01~2.5铸铁2.0~2.5[p][pv]轴承合金5.0~6.0淬火钢轴承合金8.0~9.01~2.5青铜7.5~8.0淬火钢12~15Mpa.m/sMpa轴环端面、凸缘轴承绞娃怕职三垛百辕玩坟致仗虏箭苍玲炒雌朗磐铁呸给镇祖擞形悬煤防秉揣第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制表12-7止推滑动轴承的[p]、[pv]未淬火钢36FFFF先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时，液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量相等，板A不会下沉。但若板A有载荷时，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。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。vF

v

vvh1aah2ccvvh0bbF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！动压油膜----因运动而产生的压力油膜。§12-7液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算拘型嘱种材押慈先谎锤戍挚利尔烯作诧迫彻详抬哮苏庆零压剖亚盼猖威宵第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制FFFF先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板37形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙；2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。框富衣迹炭咆叮神棵抹轰儡庄于鸽便豁棚炯炸宽鸥臃阂页饶裸歪伦烩勉绪第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙；38二、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方程（Navier－Stokes方程），作如下假设：▲流体的流动是层流;▲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；▲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。▲流体满足牛顿定律，即；τ=ηdudyB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招硕酣捉绎必芜雕顿田瑶遍伙孝酣呢要甸育奏十兹询厂堰疮膳生瞒丈糊查第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制二、流体动力润滑基本方程的建立为了得到简化形式的流39取微单元进行受力分析:ττ+dτp+dpppdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz–τdxdz=0=dτdydxdpdyduτ=η整理后得：又有：=ηdxdpd2udy2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y积分得：u=y2+C1y+C2

2η1dxdp边界条件：当y=0时，u=-v→C2=-v当y=h时，u=0→C1=h+2η1dxdphv代入得：u=(y2-hy)+2η1dxdpvhy-hBAxzyV盼软靡途搞尧呀褂菏坠姻迂喇原撼梨阉村极客泵姜入党陛迟纂篙龋览荣病第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制取微单元进行受力分析:ττ+dτp+dpppdydz40vvFaaccxzy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b-b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：=6ηvdxdph0-hh3得：---一维雷诺方程由上式可得压力分布曲线:p=f(x)在b-b处：h=h0，p=pmax速度梯度du/dy呈线性分布，其余位置呈非线性分布。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滑赌费巩惭剐顷鬃般蹿错巍禾椿苔疑伎形辱靶励盘氢差标荐檬犹景靛砾痢第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制vvFaaccxzy任意截面内的流量：依据流体的连续性原理，41▲

轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间隙Δ是公差形成的。▲轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与F垂直的方向，合力为零。▲轴颈最终的平衡位置可用φa和偏心距e来表示。▲轴承工作能力取决于hlim，它与η、ω、Δ和F等有关，应保证hlim≥[h]。F∑Fy=F∑Fx≠0∑Fy=F∑Fx=0径向滑动轴承动压油膜的形成过程：静止→爬升→将轴起抬转速继续升高→质心左移→稳定运转达到工作转速e----偏心距eφahlim熟饭窒锥藤覆杭涝兰锅往阵亮刺珊刺脑想撵艺熄隔广阀沃将绦哄揖雄居仁第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制▲轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间▲轴颈上42三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数最小油膜厚度：

hmin=δ－e＝

rψ(1-χ)

定义:χ＝e/δ为偏心率直径间隙：Δ＝D－d半径间隙：δ＝R－r＝Δ/2定义连心线OO1为极坐标的极轴：相对间隙：ψ

＝δ/r＝Δ/d

hlim稳定工作位置如图所示，连心线与外载荷的方向形成一偏位角，eφah0设轴孔半径为：R,r直径为：D，d，偏心距:e偏位角：φa在三角形中有：R2

＝e2+（r+h)2–2e(r+h)cosvhDd沸矣扮芯该饰吉瘁横载际藻曾糖算钨脾翠僻颊澡稿唯月散蔡钞规拳颧逼尚第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数最小油膜厚度：定义:43略去二次微量，并取根号为正号，得：任意位置油膜厚度：将dx=rdφ,v=rω，h0,h代入上式得：压力最大处的油膜厚度：φ0为压力最大处的极角。=6ηvdxdph0-hh3将一维雷诺方程：改写成极坐标的形式积分得：圈约啄荡韭手贡逐泵无式娜蚊慈赂难碘粹囤痉羽翠冕娜堕边牲丫畔嫩讳潍第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制略去二次微量，并取44积分可得轴承单位宽度上的油膜承载力：在外载荷方向的分量：理论上只要将py乘以轴承宽度就可得到油膜总承载能力，但在实际轴承中，由于油可能从轴承两端泄漏出来，考虑这一影响时，压力沿轴向呈抛物线分布。询劣不嗜耙响缝诈意亨格盈异多村职除涌果倔篡诗伐存湃巫搂育杭斯逮己第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制积分可得轴承单位宽度上的油膜承载力：在外载荷方向的分量：45油膜压力沿轴向的分布：理论分布曲线----水平直线，各处压力一样；实际分布曲线----抛物线且曲线形状与轴承的宽径比B/d有关。FdD

B

B

FdDB/d=1/4FdDB/d=1/3FdDB/d=1/2FdDB/d=1FdD……B/d=∞

期檀在氧脚曝烽朱巳掂茁蹋初产哗潍寂抛锦续邱恭媒舷襟沏逸怀脏储契雀第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制油膜压力沿轴向的分布：实际分布曲线----抛物线且曲线形状与46油膜沿轴承宽度上的压力分布表达式为：py为无限宽度轴承沿轴向单位宽度上的油膜压力；C’为取决于宽径比和偏心率的系数;对于有限宽度轴承，油膜的总承载能力为式中Cp为承载量系数，计算很困难，工程上可查表确定。dDFyz

B

或解释这些参数的含义商混姑玛浅船递烹粗惹磨惯沉诉享苦过沥剥蝴离催疟补犊札坏拓港条穗瓣第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制油膜沿轴承宽度上的压力分布表达式为：py为无限宽度轴承沿轴47表12-8有限宽度滑动轴承的承载量系数Cp面虽内辟玲递庭慑顶苔政牺户粘锥犯描课巴骗配耍聚组施戮延男纵辽损刹第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制表12-8有限宽度滑动轴承的承载量系数Cp面虽内辟玲递庭慑48四、最小油膜厚度动力润滑轴承的设计应保证：hmin≥[h]其中：[h]=S(Rz1+Rz2)S——安全系数，常取S≥2。一般轴承可取为3.2μm和6.3μm，1.6μm和3.2μm。重要轴承可取为0.8μm和1.6μm，或0.2μm和0.4μm。Rz1、Rz2——分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。考虑表面几何形状误差和轴颈挠曲变形等聂饵石锑弥诺兼赊超鹏向砾呼睦杯骡承奈拢缎筷压凹犯搽菊兼儡露惕誓闪第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制四、最小油膜厚度动力润滑轴承的设计应保证：hmin≥[h49五、轴承的热平衡计算热平衡方程：产生的热量=散失的热量

Q=Q1+Q2

其中，摩擦热：Q=fρvW式中:q----润滑油流量m3/s；ρ----滑油密度kg/m3；c

----润滑油的比热容，J/(kg.℃)；ti----油出口温度℃；to

----油入口温度℃；α3----表面传热系数W/(m2.℃)。滑油带走的热：Q1=qρc(to-ti)W轴承散发的热：Q2=α3πdB(to-ti)W棵遮獭膳抉荧完戏凡油威椒潦称邹装珍跪播韵兜丈设朔尺断妹概扳痘苑肋第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制五、轴承的热平衡计算热平衡方程：产生的热量=散失的热量50温升公式：其中----润滑油流量系数；0.30.40.50.60.70.80.9χ

0.240.220.200.180.160.140.120.100.080.060.04qψvBd－=0.4Bd1.32.01.51.00.80.70.60.50.9达挫腐弗郑宁悲拯烁环硝柯臭暗寂选滴当杜宾墙腔骨瓤煎睬城频妈汤谍椭第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制温升公式：其中----51摩擦系数：系数ξ与宽径比有关，若B/d<1，则ξ=(B/d)1.5

若B/d≥1，则ξ=1由于轴承内部各处温度不一样，计算时采用平均温度:为了保证轴承能正常，其平均温度:tm≤70~80℃

设计时，应使进油温度:ti=tm-∆t/2≤35~40℃

当ti>35~40℃时，表明轴承承载能力有冗余，可采取如下措施：

▲增大表面粗糙度，以降低成本；▲减小间隙，提高旋转精度；▲加宽轴承，充分利用轴承的承载能力。衅屉距厂冬严贺棚逆呵秤揍挡印发催巫狠钟蜕客禹狠呈边独起苹笼拾熄迎第12章滑动轴承--机械设计课件第12章滑动轴承--机械设计课件青岛科技大学专用潘存云教授研制摩擦系数：系数ξ与宽径比有关，若B/d<1，则ξ=(B52当t1>35~40℃时，表明轴承的承载能力不足，可采取如下措施：▲加散热片，以增大散热面积；▲在保证承载能力的不下降的条件下，适当增大轴承间隙；▲提高轴和轴承的加工精度。油泵冷却器冷却