河南理工大学机械设计基础第12章-滑动轴承

1、,2,第1节 概述 第2节 滑动轴承的结构形式及轴瓦结构 第3节 滑动轴承的失效形式和常用材料 第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法 第5节 不完全液体滑动轴承的设计计算 第6节 液体动压润滑径向滑动轴承简介 第7节 其他形式滑动轴承简介,第12章 滑动轴承,3,滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：,工作转速很高，如汽轮发电机。,要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。,承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。,特重型的载荷，如水轮发电机。,根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。,在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。,径向尺寸受限制时，如

2、多辊轧钢机。,工作时轴承和轴颈的支撑面间形成直接或间接活动摩擦的轴承，称为滑动轴承。,第1节 概述,4,根据所承受载荷的方向、滑动轴承可分为径向轴承、推力轴承两大类。,根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和剖分式两类。,根据颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承,根据工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同，液体摩擦滑动轴承又分为液体动压润滑轴承和液体静压润滑轴承，简称动压轴承和静压轴承。,第1节 概述,5,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,1.径向滑动轴承,(1)整体式滑动轴承,特点：结构简单，成本低廉。,应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,因磨

3、损而造成的间隙无法调整。,只能从沿轴向装入或拆出。,6,(2)部分式滑动轴承,特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。,应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,部分式轴承(整体轴套),对开式轴承(剖分轴套),第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,调心式滑动轴承,间隙可调式滑动轴承,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,8,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,9,2.止推滑动轴承,推力滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：,空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。,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

4、。,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。 由于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%。,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,10,整体式,整体式轴承采用整体式轴瓦，整体式轴瓦又称轴套，分为光滑轴套和带纵向油槽轴套两种。,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,11,部分式,部分式轴承采用部分式轴瓦。为了使轴承与轴瓦结合牢固，可在轴瓦基体内壁制出沟槽，使其与合金轴承衬结合更牢。,为了使润滑油能均匀流到整个工作表面上，轴瓦上要开出油沟，油沟和油孔应开在非承载区，以保证承载区油膜的连续性。,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,12,第2节 滑动轴承的结构型

5、式及轴瓦结构,13,对开式轴瓦：厚壁轴瓦和薄壁轴瓦,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,14,2、轴瓦的定位,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,15,油孔,油槽,油槽,3、油孔及油槽,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,16,目的及原则： 对液体动压径向轴承 轴向油槽（适用于轴颈单向旋转、载荷变化不大的场合，通常油槽宽度比轴承稍短，防止润滑油从端部大量流失）： 整体式径向轴承：单轴向油槽，开在最大油膜厚度位置， 剖分式径向轴承：双轴向油槽，开在轴承剖分面上。,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,17,油孔和油沟的位置要放在非承载区,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,18,油沟的形

6、状要便于导油,第2节 滑动轴承的结构型式及轴瓦结构,19,第3节 滑动轴承的失效形式和常用材料,20,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。轴承材料性能应满足以下要求：,减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。,耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。,抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。,摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。,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。,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。,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

7、粗糙度的能力（或性质）。,第3节 滑动轴承的失效形式和常用材料,21,常用轴承材料有：,金属材料,粉末冶金材料,非金属材料,轴承合金（巴氏合金、白合金）是由锡、铅、锑、铜等组成的合金,铜合金 分为青铜和黄铜两类。,铸铁 有普通灰铸铁、球墨铸铁等。,由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成的多孔隙轴瓦材料。,有塑料、硬木、橡胶和石磨等，其中塑料用的最多,第3节 滑动轴承的失效形式和常用材料,22,一.润滑油及其选择,特点： 有良好的流动性，可形成动压、静压或边膜界润滑膜。,适用场合：不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。,选择原则：主要考虑润滑油的粘度。,转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之

8、，粘度应高一些。,高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。,第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法,23,一.润滑油及其选择,润滑方法的选择,根据公式算出K值，通过查表确定滑动轴承的润滑方法和润滑剂类型。,式中： p为轴颈上的平均压强，单位MPa， v为轴颈的圆周速度，单位m/s,第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法,24,二.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。,选择原则： (1)当压力高和滑动速度低时，选择锥入度小一些的品种；反之，选择锥度大一些的品种。,(2)所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作

9、温度高约2030，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。,第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法,25,三.固体润滑剂及其选择,特点：可在滑动表面形成固体膜。,适用场合：有特殊要求的场合，如环境清洁要求处、真空中或高温中。,常用类型：二硫化钼，碳石墨，聚四氟乙烯等。,使用方法：涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面；制成复合材料，依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。,第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法,26,四.润滑装置及润滑方法,常用的润滑方法有：,油润滑,1）间歇式供油,旋套式注油油杯,压配式压注油杯,第4节

10、滑动轴承的润滑剂和润滑方法,27,2）连续式供油,3）飞溅润滑,4）压力循环润滑,第4节 滑动轴承的润滑剂和润滑方法,28,不完全液体润滑滑动轴承的设计计算1,第5节 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，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。,29, 校核内容： 验算平均压力 p p，以保证强度要求。,验算摩擦发热pvpv，fpv是摩

11、擦力，限制pv即间接限制摩擦发热。,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，校核滑动速度v 。,第5节 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,30,二、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 ：,验算轴承的平均压力p (MPa),B轴承宽度，mm（根据宽径比B/d确定）p轴瓦材料的许用压力，MPa。,验算摩擦热,v轴颈圆周速度，m/s； pv轴承材料的pv许用值，MPam/s,第5节 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,31,不完全液体润滑

12、滑动轴承的设计计算2,验算滑动速度v (m/s),v材料的许用滑动速度,选择配合,一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6,第5节 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,32,液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算1,第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算,一、流体动力润滑基本方程的建立,对流体平衡方程（NavierStokes方程）作如下假设，以便得到简化形式的流体动力平衡方程。这些假设条件是 ：, 流体为牛顿流体，即 。, 流体的流动是层流，即层与层之间没有物质和能量的交换；, 忽略压力对流体粘度的影响，实际上粘度随压力的增高而增加；, 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

13、匀速直线运动，且只有表面力作用于单元体上；, 流体不可压缩，故流体中没有“洞”可以“吸收”流质；, 流体中的压力在各流体层之间保持为常数。,33,油压 p 的分布,动压润滑基本原理,第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算,34,形成动压油膜的必要条件：,1.两表面必须构成楔形；,2.两表面必须有一定的相对速度， 油从大口进，小口出；,3.两表面间必须连续充满一定粘度的润滑油。,第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算,35,雷诺方程,第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算,36,第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算,37,-一维雷诺方程,第6节 液体动压润滑径向滑动轴承的设计计算,38,液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算3,2、