北工大机械设计基础教案15滑动轴承

PAGEPAGE7————第15章滑动轴承基本内容：摩擦状态、滑动轴承的结构形式、轴瓦结构、轴承材料、润滑剂和润滑装置；非液体摩擦滑动轴承的计算；动压润滑的基本原理；基本要求：了解滑动轴承的工作特点、结构、轴瓦的结构特点、润滑方式和润滑装置，熟悉轴承材料及其要求；掌握非液体润滑滑动轴承的计算方法。重点：非液体摩擦滑动轴承的计算。

计划学时：2学时第一讲轴承是机器中的重要零件之一。▲功用——支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；减少轴与支承之间的摩擦与磨损。▲滑动轴承的特点与应用：与滚动轴承相比▲滑动轴承的设计内容：l）决定轴承的结构型式；2）选择轴瓦和轴承衬的材料；3）决定轴承结构参数；4）选择润滑剂和润滑方法；5）计算轴承工作能力。§15-1摩擦状态摩擦——是指在外力作用下，一物体相对另一物体运动或有运动趋势时，在其接触表面间所产生切向阻力（摩擦力）的现象。根据两表面之间有油、无油，油多、油少的不同情况，可能产生以下几种摩擦状态：——干摩擦对滑动轴承是不允许出现干摩擦的。——边界摩擦边界油膜很薄，一般＜1m，不足以把粗糙的金属表面完全隔开。——液体摩擦是一种比较理想的工作状态——混合摩擦状态§15-2滑动轴承的结构型式一、滑动轴承的类型按照承受载荷的方向分：——径向轴承——推力轴承 按摩擦状态分：——液体润滑滑动轴承：液体动压润滑滑动轴承液体静压润滑滑动轴承——非液体润滑滑动轴承二、向心滑动轴承的结构型式1、整体式轴承如图所示是一种常见的整体式径向滑动轴承。整体式轴承构造简单，常用于低速、载荷不大的间歇工作的机器上。缺点：l）当滑动表面磨损而间隙过大时，无法调整轴承间隙；2）轴颈只能从端部装入，对于粗重的轴或具有中轴颈的轴安装不便。2、剖分式轴承如图所示的剖分式轴承，其结构组成为——轴承座——轴承盖顶部有油孔——剖分轴瓦瓦上有油孔、油沟——轴承盖与轴承座用螺柱联接。油沟型式——轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比，它是向心滑动轴承的重要参数之一。对于液体摩擦滑动轴承，常取B/d=0.5～1对于非液体摩擦滑动轴承，常取B/d=0.8～1.5二、推力轴承常见的推力轴承止推面的形状如图所示。§15-3轴瓦及轴承衬材料轴瓦是滑动轴承中的重要零件。轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。一、对轴承材料的要求根据滑动轴承的工作情况，其主要失效形式为：——磨损——疲劳损坏——轴承衬脱落——高温时，发生胶合或“抱轴”鉴于以上原因，轴瓦材料应考虑具有以下几方面性能：摩擦系数小导热性好，热膨胀性系数小耐磨性、耐腐蚀性、抗胶合能力强具有良好的塑性、嵌藏性具有足够的机械强度等▲由于一种材料很难同时满足上述各项要求，因此为了满足轴承的工作要求，改善轴瓦表面的摩擦性质，在结构上，常在轴瓦内表面上浇铸或压合一层或两层减摩材料——通常称为轴承衬。如图所示。 二、常用轴承材料1、轴承合金2、青铜3、粉末冶金材料4、铸铁5、非金属材料橡胶轴承塑料轴承常用金属轴瓦材料的许用值和性能见表15—1 第二讲§15-4润滑剂和润滑装置一、润滑剂▲滑动轴承润滑的目的：▲润滑剂的种类：液体润滑剂——润滑油半固体润滑剂——润滑脂固体润滑剂——如石墨、二硫化钼等1、润滑油目前使用的润滑油主要是矿物油。润滑油最重要的物理性能是粘度，也是选择润滑油的主要依据。粘度表征液体流动的内摩擦性能。如图所示为被润滑油分开的两平行平板，当力F拖动上平板且润滑油作层流流动时，油层间的切应力τ与其速度梯度成正比关系即（牛顿液体流动定律）式中A——移动板的面积η——比例常数，即液体的（动力）粘度。负号意即速度u随距离y的增加而减小。▲动力粘度的单位如图所示为长、宽、高各为lm的液体，当上、下平面发生1m／s相对速度需要的切向力为1N时，该液体的粘度为1Pa·s（即1N·s/m2）。工业上常用动力粘度与与同温度下该液体密度ρ的比值表示粘度，称之为运动粘度ν即——矿物油密度ρ=850kg／m3～900kg／m3。——Pa·s和rn2／S都是我国法定计量单位。——粘度单位换算过去常以cm2／s作为运动粘度单位，称为St（斯）；百分之一St称为cSt（厘斯），单位为mm2／s。m2／s、St和cSt的换算关系是1m2／s＝104St＝106cSt动力粘度的物理单位是P（泊）1P＝ldyn·s／cm2，百分之一P称为cP（厘泊），即1P＝100cP。Pa·s和P、cP的换算关系是1Pa·s＝10P＝1000cP常用润滑油的主要性质，见表15—2▲温度和压力对润滑油粘度的影响——粘度随着温度的升高而降低。几种工业用润滑油在不同温度下的动力粘度可查图15—11或手册。——粘度随着压力的增大而升高。实验表明：当压力小于5N/mm2（50at工业大气压）时，压力对粘度的影响很小，可忽略不计。5N/mm2～100N/mm2压力对粘度具有一定影响大于100N/mm2压力对粘度影响很大▲润滑油的选择：——载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的润滑油。——载荷小、速度高的轴承，宜选用粘度小的润滑油。2、润滑脂▲润滑脂是用矿物油与各种稠化剂（钙、钠、铝等金属皂）混合稠化制成。对一般参数的机器，特别是低速或带有冲击的机器，都可以使用润滑脂。▲润滑脂的种类：钙基润滑脂钠基润滑脂锂基润滑脂3、固体润滑剂石墨二硫化钼（MoS2）聚氟乙烯树脂。固体润滑剂一般在超出润滑油使用范围才考虑使用，如——在高温介质中——在低速重载下 二、润滑装置向轴承供给润滑油或润滑脂的方法很重要，尤其是油润滑，轴承的润滑状态与润滑油的供给方法有关。润滑油的供给方法：间歇供油连续供油润滑脂的供给方法：润滑脂只能间歇供应。——润滑杯（黄油杯），应用最广的脂润滑装置。——黄油枪。§15-5非液体摩擦滑动轴承的计算设计依据——维持边界油膜不发生破裂为基本要求。条件性计算一、向心轴承：1、轴承的平均压强（单位面积上的压力）p≤[p]目的：