机械设计第十二章优秀PPT.ppt
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1、机械设计第十二章你现在浏览的是第一页,共67页滑动轴承概述1 根据摩擦性质分滑动轴承、滚动轴承 滚动轴承摩擦系数小、启动阻力小、已标准化应用较广 使用滑动轴承场合:1.工作转速很高,如汽轮发电机。2.要求对轴的支承位置特别精确,如精密磨床。3.承受巨大的冲击与振动载荷,如轧钢机。4.特重型的载荷,如水轮发电机。5.根据装配要求必须制成剖分式的轴承,如曲轴轴承。6.在特殊条件下工作的轴承,如军舰推进器的轴承。7.径向尺寸受限制时,如多辊轧钢机。12-1滑动轴承概述滑动轴承概述你现在浏览的是第二页,共67页滑动轴承分类:按承受载荷方向分:径向轴承、止推轴承 按润滑状态分:流体润滑、不完全流体润滑、
2、自润滑 按承载机理分:流体动力润滑、流体静力润滑滑动轴承设计内容 1.轴承的形式和结构选择 2.轴瓦的结构和材料选择 3.轴承的结构参数确定 4.轴承工作能力及热平衡计算你现在浏览的是第三页,共67页(一)整体式径向滑动轴承特点:结构简单,成本低廉。应用:低速、轻载或间歇性工作的机器中。轴承座轴承座整体轴套整体轴套螺纹孔螺纹孔油杯孔油杯孔 因磨损而造成的间隙无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。12-2滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构你现在浏览的是第四页,共67页(二)对开式径向滑动轴承对开式轴承(整体轴套)对开式轴承(剖分轴套)特点:轴瓦磨损后可以用减少剖分面处的垫片厚度来调整 轴承间隙,调
3、整后应修刮轴瓦内孔你现在浏览的是第五页,共67页(三)止推滑动轴承的结构空心式:接触面上压力分布较实心式均匀单环式:结构简单,润滑方便,广泛用于低速、轻载场合 多环式:能承受较大轴向载荷,还可承受双向轴向载荷。各环间载荷分布不均,单位面积的承载能力比单 环式低50%。空心式单环式多环式你现在浏览的是第六页,共67页滑动轴承的失效形式及常用材料1(一)滑动轴承失效形式 1.磨粒磨损 进入轴承间隙的硬颗粒(如灰尘、砂粒等)有的嵌入轴承表面,有的游离于间隙中并随轴一起转动,它们都将对轴颈和轴承表面起研磨作用。2.刮伤 进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶,在轴瓦上划出线状伤痕,导致轴承因刮
4、伤而失效。3.咬粘(胶合)当轴承温升过高,载荷过大,油膜破裂时,或在润滑油供应不足情况下,轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘附和迁移,从而造成轴承损坏。咬粘有时甚至可能导致相对运动中止。12-3滑动轴承的失效形式及常用材料滑动轴承的失效形式及常用材料你现在浏览的是第七页,共67页 4.疲劳剥落 在载荷反复作用下,轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹,裂纹扩展后,造成轴承衬材料的剥落。5.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性,特别是对铸造铜铅合金中的铅,易受腐蚀而形成点状的脱落。磨损划伤胶合疲劳裂纹与剥落你现在浏览的是第八页,共67页滑动轴承的失效形式及常用材料2二、
5、滑动轴承的材料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。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。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。轴承衬轴承衬你现在浏览的是第九页,共67页 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。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。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
6、孔质金属材料 工程塑料碳-石墨橡胶木材你现在浏览的是第十页,共67页(1)轴承合金(白合金、巴氏合金)材料: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 使用方法:作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜 轴瓦上。工作温度120不能单独使用你现在浏览的是第十一页,共67页(2)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、相配轴径必须淬硬。使用方法:可以单独制成轴瓦,也可以作为轴承衬浇注在钢或铸
7、铁轴瓦上。铅青铜高速重载锡青铜中速重载铝青铜低速重载你现在浏览的是第十二页,共67页(3)铝基合金 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。(5)多孔质金属材料 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。你现在浏览的是第十三页,共67页你现在浏览的是第十四页,共67页你现在浏览的是第十五页,共67页你现在浏览的是第十六页,共67页(6)非金属材料 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。导热性差、膨胀系数大、容易变形。可作为
8、轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。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。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。木材:具有多孔结构,可在灰尘极多的环境中使用。你现在浏览的是第十七页,共67页12-4轴瓦结构轴瓦结构(一)轴瓦的形式和构造 整体轴套(需从轴端安装和拆卸,可修复性差)单层、双层或多层材料的卷制轴套,只适用于薄壁轴瓦,具有很高的生产率。你现在浏览的是第十八页,共67页 对开式轴瓦(可直接从轴中部安装和拆卸,可修复)厚壁轴瓦: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。你现在浏览的是第十九
9、页,共67页 薄壁轴瓦:节省材料,但刚度不足,故对轴承座孔的加工精度要求高。铸造轴瓦:铸造工艺性好,单件、大批生产均可,适用于厚壁轴瓦。你现在浏览的是第二十页,共67页滑动轴承的轴瓦结构3(二)轴瓦的定位目的:防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。轴向定位:周向定位:凸缘轴瓦一端或两端做凸缘紧定螺钉紧定螺钉(也可做轴向定位)轴 瓦圆柱销轴承座销钉(也可做轴向定位)你现在浏览的是第二十一页,共67页滑动轴承的轴瓦结构4(三)轴瓦的油孔及油槽目的:把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。原则: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;轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有
10、适当的油封面。单轴向油槽开在非承载区(在最大油膜厚度处)双轴向油槽开在非承载区(在轴承剖分面上)双斜向油槽(用于不完全液体润滑轴承)你现在浏览的是第二十二页,共67页滑动轴承润滑剂的选择112-5滑动轴承润滑剂的选用滑动轴承润滑剂的选用一、润滑脂及其选择特点:无流动性,无冷却效果。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,以免工作时润滑脂过多地流失。3.水淋或潮湿环境下,应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高
11、处应选用钠基或复合钙基润滑脂。你现在浏览的是第二十三页,共67页二、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:1.主要考虑润滑油的粘度。2.转速高、压力小时,油的粘度应低一些;反之,粘度应高一些。3.高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。你现在浏览的是第二十四页,共67页三、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
12、性能形成润滑膜。你现在浏览的是第二十五页,共67页不完全液体润滑滑动轴承的设计计算112-6不完全流体润滑滑动轴承的设计计算不完全流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:采用润滑脂、油绳或滴油润滑,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。计算类型: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。你现在浏览的是第二十六页,共67页不完全液体润滑滑动轴承的设计计算2二、径向滑动轴承的设计计算已知:径向载荷F(N)、轴颈转速n(r/m
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