武汉理工机械设计第14章--滑动轴承设计ppt课件.ppt

14 -1 滑动轴承的类型滑动轴承的类型、 结构和材料结构和材料14-2 14-2 非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计轴承分类轴承分类滑动轴承滑动轴承 滑动摩擦滑动摩擦滚动轴承滚动轴承 滚动摩擦，摩擦损失小。滚动摩擦，摩擦损失小。滚动轴承滚动轴承滑动轴承滑动轴承本章的主要内容本章的主要内容 1 1滑动轴承的类型、结构形式、特点及应用场合。滑动轴承的类型、结构形式、特点及应用场合。 2 2轴瓦的结构、材料和润滑方式。轴瓦的结构、材料和润滑方式。 3 3非液体摩擦滑动轴承的设计。非液体摩擦滑动轴承的设计。本章重点：本章重点：非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计14 -1 滑动轴承的类型滑动轴承的类型、 结构和材料结构和材料一一. 滑动轴承的类型滑动轴承的类型滑动轴承按其承受载荷滑动轴承按其承受载荷方向的不同，可分为方向的不同，可分为向心滑动轴承，又称径向滑动轴承向心滑动轴承，又称径向滑动轴承（承受径向载荷承受径向载荷）推力滑动轴承（推力滑动轴承（承受轴向载荷承受轴向载荷）向心滑动轴承向心滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承FRFA完全液体摩擦完全液体摩擦边界摩擦边界摩擦干摩擦干摩擦润滑油膜将摩擦表面完全隔开，只存润滑油膜将摩擦表面完全隔开，只存 在液体分子间的摩擦在液体分子间的摩擦润滑油膜部分地将摩擦表面隔开，部润滑油膜部分地将摩擦表面隔开，部 分摩擦表面仍可直接接触分摩擦表面仍可直接接触摩擦表面间没有任何物质的摩擦摩擦表面间没有任何物质的摩擦008. 0001. 0f边界摩擦常与半液体摩擦、半干摩擦并边界摩擦常与半液体摩擦、半干摩擦并 存，通称非液体摩擦存，通称非液体摩擦1 . 001. 0f按工作表面的摩擦状态不同，可分为按工作表面的摩擦状态不同，可分为二二 向心向心滑动轴承滑动轴承的结构型式的结构型式 一）一）整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承 由轴承座由轴承座1和整体轴套和整体轴套2组成。组成。轴承座上面有安装润滑油杯的螺纹孔。在轴瓦上有油孔，为轴承座上面有安装润滑油杯的螺纹孔。在轴瓦上有油孔，为了便润滑油能均匀分布在整个轴颈上，在轴瓦的内表面上开了便润滑油能均匀分布在整个轴颈上，在轴瓦的内表面上开有油沟。有油沟。 整体整体轴套轴套2轴承轴承座座1 剖分式滑动轴承由轴承座剖分式滑动轴承由轴承座1、轴承盖、轴承盖2、剖分轴瓦、剖分轴瓦3、4和联接和联接螺栓螺栓5组成。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。剖分组成。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。剖分轴瓦由上、下轴瓦组成，通常下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受轴瓦由上、下轴瓦组成，通常下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受载荷；上轴瓦顶部开有油孔，以便进入润滑油。载荷；上轴瓦顶部开有油孔，以便进入润滑油。 二）二）剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承三）自动调心轴承三）自动调心轴承 由外表面制有凸球面的轴瓦，内表面上制有凹球面的轴承座由外表面制有凸球面的轴瓦，内表面上制有凹球面的轴承座及轴承盖组成。及轴承盖组成。轴承盖轴承盖轴承座轴承座轴瓦轴瓦 d 推力滑动轴承又称止推滑动轴承，推力滑动轴承由轴承座和推力滑动轴承又称止推滑动轴承，推力滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。推力滑动轴承常用的结构型式有空心式、单环止推轴颈组成。推力滑动轴承常用的结构型式有空心式、单环和多环式。单环式利用轴颈的环形端面止推，结构简单、广泛和多环式。单环式利用轴颈的环形端面止推，结构简单、广泛应用于低速、轻载的场合。多环式不仅能承受较大的向载荷，应用于低速、轻载的场合。多环式不仅能承受较大的向载荷，有时还可以承受双向轴向载荷。有时还可以承受双向轴向载荷。 三三 . . 推力滑动轴承推力滑动轴承单环式推力轴颈单环式推力轴颈止推轴瓦止推轴瓦止推轴颈止推轴颈多环式推力轴颈多环式推力轴颈四四 轴瓦结构及材料轴瓦结构及材料轴瓦结构轴瓦结构整体式轴瓦整体式轴瓦剖分式轴瓦剖分式轴瓦轴瓦轴瓦轴承衬轴承衬油沟油沟轴瓦材料轴瓦材料 又称巴氏合金或白合金，其金相组织是在锡或铅的软基体中夹着锑、铜和硷土金属等硬合金颗粒。它的减摩性能最好，很容易和轴颈饱合。具有良好的抗胶合性和耐腐蚀性，但它的弹性模量和弹性极限都很低，机械强度比青铜、铸铁等低很多，一般只用作轴承衬的材料，锡基合金的热膨胀性质比铝基合金好，更适用于高速轴承。轴承合金轴承合金双金属轴承双金属轴承铜合金 有锡青铜、铝青铜和铅青铜三种。青铜有很好的疲劳强度，耐容性和减摩性均很好，工作温度高。但可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。适用于中速重载，低速重载的轴承。青铜基轴承青铜基轴承粉末冶金 将不同的金属粉末经压制烧结而成的多孔结构材料，称为粉末冶金材料，其孔隙约占体积的，可贮存润滑油，故又称为含油轴承。运转时，轴瓦温度升高，因油的膨胀系数比金属大，从而自动进入摩擦表面润滑轴承。停车时，因毛细管作用润滑油又被吸回孔隙中。含油轴承加一次油便可工作较长时间，若能定期加油，则效果更好。但由于它韧性差，宜用于载荷平稳、低速和加油不方便的场合。铸铁铸铁 用作中低速不重要的轴承。用作中低速不重要的轴承。铸铁镶嵌轴承铸铁镶嵌轴承 钢铜镶嵌轴承钢铜镶嵌轴承 工程塑料轴承工程塑料轴承油孔、油槽和油室油孔、油槽和油室 磨损磨损非液体摩擦滑动轴承工作表面非液体摩擦滑动轴承工作表面, ,在工作时有局部金属在工作时有局部金属接触接触, ,会产生不同程度的摩擦和磨损，导致轴承配合间隙增大会产生不同程度的摩擦和磨损，导致轴承配合间隙增大, ,影响轴的旋转精度影响轴的旋转精度, ,从而使轴承不能正常工作。从而使轴承不能正常工作。 14-2 14-2 非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计一、非液体摩擦滑动轴承的失效形式及计算准则一、非液体摩擦滑动轴承的失效形式及计算准则一）失一）失效形式效形式胶合胶合当载荷过大而导致油膜破裂时；或在润滑油供应不足当载荷过大而导致油膜破裂时；或在润滑油供应不足条件下，轴承温升过高，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘条件下，轴承温升过高，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而出现胶合。附和迁移，从而出现胶合。限制轴承平均压力限制轴承平均压力p p 以免产生过度的磨损；以免产生过度的磨损；限制限制pvpv值值以防止过热产生胶合；以防止过热产生胶合；限制滑动速度限制滑动速度V V 以免加速磨损而使轴承报废。以免加速磨损而使轴承报废。二）计算准则二）计算准则设计方法及步骤：设计方法及步骤：1 1根据工作要求选择轴承结构形式：整体式还是剖分式根据工作要求选择轴承结构形式：整体式还是剖分式2 2选择轴瓦材料选择轴瓦材料3 3选择轴承的长径比选择轴承的长径比l/dl/d二、非液体摩擦滑动轴承的设计计算二、非液体摩擦滑动轴承的设计计算一）向心轴承设计一）向心轴承设计设计的已知条件：设计的已知条件：轴颈直径轴颈直径（由轴的结构设计确定）（由轴的结构设计确定），轴的转，轴的转速（速（r/min),r/min),径向载荷径向载荷F FR R(N),(N),使用条件使用条件. .4 4验算轴承的工作能力验算轴承的工作能力)(pBdFp2N/mm1 1）验算平均压力）验算平均压力p p目的是保证润滑油不被过大的压力挤目的是保证润滑油不被过大的压力挤出，从而避免轴瓦产生过度的磨损出，从而避免轴瓦产生过度的磨损式中式中 F F轴承的径向载荷，轴承的径向载荷，N N； B B轴瓦长度，轴瓦长度，mmmm； d d轴颈直径，轴颈直径，mmmm； p p 轴瓦材料的许用压力轴瓦材料的许用压力 MPaMPa , ,其值见表其值见表14-214-2)(pBdFp2N/mm 2 2）验算轴承的）验算轴承的pvpv值值目的是限制轴承的摩擦功耗与温升，目的是限制轴承的摩擦功耗与温升， 避免引起边界油膜破裂，产生胶合避免引起边界油膜破裂，产生胶合 pvdnBdFpv100060式中式中 n n轴的转速，轴的转速，r/minr/min； pvpv 轴瓦材料的许用值，轴瓦材料的许用值，N/mmN/mm2 2m/s,m/s,其值见其值见P320P320表表14-214-2B Bd d3 3）验算滑动速度）验算滑动速度v v对于对于p p和和pvpv的验算均合格的轴承，由于滑动速度过高，也会加的验算均合格的轴承，由于滑动速度过高，也会加速磨损而使轴承报废。这是因为速磨损而使轴承报废。这是因为p p只是平均压力，实际上，在只是平均压力，实际上，在轴发生弯曲或不同心等引起的一系列误差及振动的影响下，轴轴发生弯曲或不同心等引起的一系列误差及振动的影响下，轴承边缘可能产生相当高的压力，因而局部区域的承边缘可能产生相当高的压力，因而局部区域的pvpv值还会超过值还会超过许用值。因此必须验算滑动速度许用值。因此必须验算滑动速度V V满足满足m/svv 式中式中 v v 许用滑动速度，其值见许用滑动速度，其值见P320P320表表14-214-2。5. 5. 选择轴颈与轴瓦之间的配合选择轴颈与轴瓦之间的配合dd 根据根据轴的转速轴的转速n n1 1径向载荷径向载荷F FR R选选择择n n1 1, , n n1 1一定时一定时, , F FR R 轴承间隙轴承间隙 按工作表面的摩擦按工作表面的摩擦状态不同，可分为状态不同，可分为液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承润滑油膜润滑油膜边界油膜边界油膜轴颈轴颈轴瓦轴瓦轴颈轴颈轴瓦轴瓦