机械设计 第11章 滑动轴承.ppt

1、第11章 滑动轴承,教学提示: 滑动轴承与滚动轴承不同之处在于滑动轴承的轴颈和轴承表面工作时形成滑动摩擦，而滚动轴承中滚动元件工作时主要形成滚动摩擦。 教学要求： 本章重点介绍动压式液体摩擦滑动轴承的承载机理、雷诺方程及设计中的参数选择等问题。同时对常用的轴承结构和材料、非液体摩擦滑动轴承的条件性计算、静压式液体摩擦滑动轴承及空气润滑轴承作了简单的介绍。,11.1机械设计中的摩擦、磨损和润滑问题,11.1.1机械中的摩擦问题 按摩擦状态分:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦等.,11.1.2 机械中的磨损问题,磨损-摩擦表面的物质不断损失的现象. 耐磨性-指磨损过程中材料抵抗脱落的能力，常用

2、磨损率的倒数来表示。,11.1.3机械中的润滑问题,流体摩擦润滑的性质取决于粘性流体的内摩擦力。粘度是衡量内摩擦大小的指标，粘度越大，摩擦力也大。 按建立压力油膜的原理不同，流体润滑主要有：流体动力润滑和弹性流体动力润滑、流体静力润滑。,11.2滑动轴承概述,11.2.1滑动轴承的特点与分类 1.滑动轴承的特点： (1)滑动轴承寿命长、适用于高速. (2)能承受冲击和振动载荷。 (3)运转精度高、工作平稳无噪音。 (4)结构简单、装拆方便。 (5)承载能力大，可用于重载场合。 (6)非液体摩擦滑动轴承，摩擦损失大；,2.轴承的分类：,(1)按照承受载荷的方向，轴承可分为向心轴承和推力轴承两类。

3、 (2)根据轴承工作的摩擦性质，又可分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两类 。,11.2.2滑动轴承的设计内容,（1）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。,11.2.3滑动轴承的摩擦润滑状态,1.干摩擦 2.液体摩擦润滑 3.边界摩擦润滑 4混合摩擦润滑,11.3滑动轴承的结构型式,11.3.1向心滑动轴承 1.整体式向心滑动轴承 2.剖分式向心滑动轴承 3. 调心式向心滑动轴承,1.整体式向心滑动轴承 2.剖分式向心滑动轴承,3. 调心式向心滑动轴承,图11.9 自动

4、调心轴承,11.3.2推力滑动轴承,a）实心端面轴颈 b）空心端面轴颈 c）环状轴颈 d）多环轴颈 图11.10 普通推力轴颈,11.4滑动轴承的材料,11.4.1对材料的性能要求 （1）强度、塑性、顺应性和嵌藏性； （2）磨合性、减摩性和耐磨性； （3）耐腐蚀性； （4）润滑性能和热学性质(传热性及热膨胀性)； （5）工艺性； （6）经济性。,11.4.2滑动轴承的材料,1轴承合金(又称白合金、巴氏合金) 2轴承青铜 3多孔质金属材料 4轴承塑料,11.4.轴瓦的结构,1.轴瓦和轴承衬,图11.11 剖分轴瓦,2.油孔、油沟和油室,图11.13 不正确的油沟布置降低油膜承载能力,11.5滑动

5、轴承的润滑剂和润滑装置,11.5.1润滑剂及其性能指标 一般原则如下： 在压力大或冲击、变载等工作条件下，应选用粘度较高的油。 滑动速度高时，容易形成油膜，为了减小摩擦功耗，应采用粘度较低的油。 加工粗糙或未经跑合的表面，应选用粘度较高的油。 循环润滑、芯捻润滑或油垫润滑时，应选用粘度较低的油。飞溅润滑应选用高品质、能防止与空气接触而氧化变质或因激烈搅拌而乳化的油。 低温工作的轴承应选用凝点低的油。,11.5.2润滑方法,1、油润滑 (1) 滴油润滑 （2）芯捻或线纱润滑 （3）油环润滑 （4）飞溅润滑 （5）浸油润滑 （6）压力循环润滑 2、脂润滑,11.6不完全液体摩擦滑动轴承的计算,11

6、.6.1向心滑动轴承 1限制轴承平均压强p,2限制轴承pv值,3限制滑动速度v,11.6.2推力滑动轴承,11.7液体动力润滑向心滑动轴承设计计算,11.7.1流体动力润滑的基本方程 1雷诺动力润滑方程式,图 11.18 动力分析,一维雷诺动力润滑方程式,11.7.2向心滑动轴承形成液体动力润滑的过程,1.几何条件,2. 动力润滑状态建立,1)轴的起动阶段(a图)； 2)不稳定润滑阶段，这时轴颈沿轴承内壁上爬，不时发生表面接触的摩擦(b图)； 3)液体动力润滑运行阶段，这时由于转速足够高，带入到摩擦面间的油量能充满油楔，并建立承载油膜使轴颈拾起(c图)。,液体动力润滑的过程,图11.21 建立

7、液体动力润滑的过程,承载能力和承载量系数,(3) 最小油膜厚度的验算,(4)热平衡计算,(5) 保证液体动力润滑的条件,(6) 参数选择, 宽径比, 相对间隙,平均压强p,粘度,11.7.3液体动力润滑向心滑动轴承设计步骤,1、液体动压润滑向心滑动轴承设计的基本原则是： 1)保证有足够的最小油膜厚度hmin，把两摩擦表面完全隔开； 2)限制轴承温升，使润滑油在工作中保持足够的粘度； 3)维持足够的润滑油流层，使它能源源不断地补充进油楔。 2、液体动力润滑向心滑动轴承设计步骤： 轴承材料的选择； 润滑剂和润滑方法的选择； 承载力计算； 热平衡计算； 安全度计算； 选择配合。,11.8滑动轴承润滑

8、剂的选择,11.8.1润滑脂及其选择 选择润滑脂的一般原则为； 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。 2)所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约2030，以免造成工作时润滑脂过多地流失。 3)在有潮湿的环境下，应选择防水性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。,11.8.2润滑油及其选择,一般来说，当转速高、压力小时，应选粘度较低的油；反之，当转速低、压力大时，应选粘度较高的油。,11.8.3固体润滑剂,固体润滑剂可以在摩擦表面上形成固体膜以减小摩擦阻力，通常只用于一些有特殊要求的场合。 二硫化钼用粘结剂调配涂在轴承摩

9、擦表面上可以大大提高摩擦副的磨损寿命。 在金属表面上涂镀一层钼然后放在含硫的气氛中加热，可生成膜。这种膜粘附最为牢固，承载能力极高。,11.9其它轴承简介,11.9.1多油楔轴承,图11.24 多油楔滑动轴承,11.9.2静压轴承与空气轴承,1、液体静压轴承 液体静压轴承的主要特点是： 1)润滑状态和油膜压力与轴颈转速的关系很小，即使轴颈不旋转也可以形成油膜，因此可以在转速极低的条件下(如巨型天文望远镜的轴承)获得液体摩擦润滑： 2)提高油压Ps就可提高承载能力，在重载的条件下(如球磨机和轧钢机的轴承)也可获得液体摩擦润滑； 3)转速不高时轴承摩擦系数极小，故适宜用于像测力天平这类仪器中。 2、气体轴承,小 结