第十二章滑动轴承优秀课件.ppt
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1、第十二章滑动轴承第1页,本讲稿共29页1111概述概述概述概述按照承受按照承受载荷方向载荷方向分类分类按照摩擦按照摩擦(润滑)状(润滑)状态分类态分类径向(向心)轴承径向(向心)轴承止推轴承止推轴承混合摩擦混合摩擦(润滑润滑)轴承轴承液体液体摩擦摩擦(润滑润滑)轴承轴承液体静压滑液体静压滑动轴承动轴承主要承受径向载荷的轴承主要承受轴向载荷的轴承依靠轴承自身的几何、运动及润滑油的动力学特性等条件形成承载油膜的液体润滑的滑动轴承依靠一套完整的供油系统供给的压力油而形成承载油膜的液体润滑的滑动轴承第十二章 滑动轴承滑滑动动轴轴承承的的类类型型液体动压液体动压滑动轴承滑动轴承第2页,本讲稿共29页滑动
2、轴承的特点(与滚动轴承比较)滑动轴承的特点(与滚动轴承比较):液体摩擦滑动轴承摩擦阻力、起动力矩小,承载能力大、运转精度高,同时承载油液体摩擦滑动轴承摩擦阻力、起动力矩小,承载能力大、运转精度高,同时承载油膜还可缓和冲击振动。但结构复杂、尤其是静压滑动轴承还须一套要求较高的供油系统,膜还可缓和冲击振动。但结构复杂、尤其是静压滑动轴承还须一套要求较高的供油系统,价格较高。适用于高速、重载、运转精度要求较高的场合;价格较高。适用于高速、重载、运转精度要求较高的场合;自润滑轴承结构简单、成本低廉、可长期运转而无须加注润滑剂,适用于低速轻载及不自润滑轴承结构简单、成本低廉、可长期运转而无须加注润滑剂,
3、适用于低速轻载及不允许油污染的场合;允许油污染的场合;滑动轴承可制成剖分式结构,装拆、调整方便,还是某些类型的轴(如曲轴等)及大型滑动轴承可制成剖分式结构,装拆、调整方便,还是某些类型的轴(如曲轴等)及大型设备选择支承的唯一可行途径;设备选择支承的唯一可行途径;混合摩擦滑动轴承结构简单、加工制造简便,价格低廉,但摩擦阻力与起动力矩较混合摩擦滑动轴承结构简单、加工制造简便,价格低廉,但摩擦阻力与起动力矩较大、磨损大,只是用于轻载、速度较低、不太重要的场合;大、磨损大,只是用于轻载、速度较低、不太重要的场合;第3页,本讲稿共29页2222滑动轴承的结构滑动轴承的结构滑动轴承的结构滑动轴承的结构滑动
4、轴承的滑动轴承的滑动轴承的滑动轴承的结构形式结构形式结构形式结构形式一、径向轴承一、径向轴承 二、止推轴承二、止推轴承整体式整体式剖分式剖分式调心式调心式端面轴颈端面轴颈单止推环式单止推环式多止推环式多止推环式环形轴端环形轴端圆形轴端圆形轴端第4页,本讲稿共29页三、轴瓦三、轴瓦三、轴瓦三、轴瓦轴瓦的结构有整体式和剖分式两种。某些大型设备的轴承为提高其耐磨性和减摩性,采用双金属材料,即用钢、铸铁或青铜制作以提高轴瓦强度,并在轴瓦内表面浇铸一薄层轴承合金,称为轴承衬。为使轴承衬贴附牢固,常在瓦背上制出各种形式的沟槽(参见右下图)。轴瓦与轴承衬的结合第5页,本讲稿共29页油孔、油槽和油室的开设油孔
5、、油槽和油室的开设油孔、油槽和油室的开设油孔、油槽和油室的开设油孔、油沟和油室开设位置油孔、油沟和油室开设位置应注意:应注意:应注意:应注意:不能与端面开通,以防止加大端泻;不能与端面开通,以防止加大端泻;油孔与油沟应油孔与油沟应开在非承载区,以便润滑油顺利进入和避免降低油膜承载能力。开在非承载区,以便润滑油顺利进入和避免降低油膜承载能力。第6页,本讲稿共29页3333滑动轴承的材料滑动轴承的材料滑动轴承的材料滑动轴承的材料一、对轴承材料性能的要求一、对轴承材料性能的要求足够的强度,包括疲劳和抗压强度、冲击韧度以及足够的硬度和塑性。;足够的强度,包括疲劳和抗压强度、冲击韧度以及足够的硬度和塑性
6、。;良好的减摩性、耐磨性、耐蚀性和抗胶合性。良好的减摩性、耐磨性、耐蚀性和抗胶合性。良好的适应性,包括顺应性(顺应轴的变形及几何误差的能力)、嵌入性(嵌藏外来微粒、污良好的适应性,包括顺应性(顺应轴的变形及几何误差的能力)、嵌入性(嵌藏外来微粒、污物以减轻刮伤和磨损的能力)和磨合性(经短期轻载运转后减小表面粗糙度而使轴瓦与轴颈表面良好物以减轻刮伤和磨损的能力)和磨合性(经短期轻载运转后减小表面粗糙度而使轴瓦与轴颈表面良好贴合的能力)。贴合的能力)。良好的导热性、热膨胀系数小。良好的导热性、热膨胀系数小。良好的加工工艺性。良好的加工工艺性。材料容易获得、价格比较低廉。材料容易获得、价格比较低廉。
7、第7页,本讲稿共29页3333滑动轴承的材料滑动轴承的材料滑动轴承的材料滑动轴承的材料常用材料常用材料常用材料常用材料轴承合金轴承合金青铜青铜粉末冶金粉末冶金塑塑料料铝铝基基合合金金二、常用的轴承材料二、常用的轴承材料二、常用的轴承材料二、常用的轴承材料 轴承合金是以锡或铅作基体,内中悬浮锑锡及铜锡的合金硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用,软基体则增加材料的塑性。硬晶粒受载时会陷到软基体里而使承载面积增大。轴承合金的嵌藏性和顺应性最好,易跑和,且不易与轴颈胶合。但其机械强度低、价格也贵,不能单独制作轴瓦,只能用作轴承衬材料。轴承合金分为两类:锡基轴承合金(ZSnSb11Cu6)和铅基轴承合金(ZPbSb
8、16Sn16Cu2)。青铜分为锡青铜、铅青铜和铝铁青铜三种。锡青铜(ZCuSn10P1)强度高、减摩性和耐磨性好;铝铁青铜(ZCuAl10Fe3)适用于受冲击载荷的轴承,但跑和性较差,与之配合的轴颈须淬硬。铝基合金具有强度高、耐腐蚀、导热性良好等优点,是近年来应用日渐广泛的一种轴承材料塑料具有耐磨、抗腐蚀、良好的吸振和自润滑性能,但导热性差,容易变形。常用的品种有酚醛塑料、聚酰胺(尼龙)和聚四氟乙烯等。粉末冶金是用铁或青铜与石墨的粉末经混合、压型、烧结、整形和浸油而制成的多孔隙结构材料。因孔隙中可储存大量润滑油,故又称为含油轴承含油轴承。多用于载荷平稳、转速不高、加油困难或不允许加注矿物油的轻
9、纺、食品等机械中。第8页,本讲稿共29页4444润滑剂和润滑方法润滑剂和润滑方法润滑剂和润滑方法润滑剂和润滑方法一、润滑剂的选择一、润滑剂的选择一、润滑剂的选择一、润滑剂的选择润滑油的选择润滑油的选择润滑油的选择润滑油的选择 润滑油选择时主要考虑轴承的压强、滑动速度、摩擦表面状况、润滑方式等因素。润滑油选择时主要考虑轴承的压强、滑动速度、摩擦表面状况、润滑方式等因素。一般地一般地:压强较大或有冲击载荷时选择粘度较大的润滑油;压强较大或有冲击载荷时选择粘度较大的润滑油;滑动速度较高时选择滑动速度较高时选择粘度较小润滑油;粘度较小润滑油;表面粗糙或未经跑合的表面选择粘度较大的润滑油;表面粗糙或未经
10、跑合的表面选择粘度较大的润滑油;低温条件下低温条件下工作时选择凝点低的润滑油等。工作时选择凝点低的润滑油等。润滑脂的选择润滑脂的选择润滑脂的选择润滑脂的选择(当轴颈速度小于(当轴颈速度小于12 m/s时)时)通常压强高、滑动速度低时选锥入度小一些的品种,反之则选锥入度大一些的品通常压强高、滑动速度低时选锥入度小一些的品种,反之则选锥入度大一些的品种;种;应根据工作温度高低,选择不同滴点的润滑脂,一般应较轴承工作温度高应根据工作温度高低,选择不同滴点的润滑脂,一般应较轴承工作温度高2030;有水或潮湿环境下工作的轴承还应考虑润滑脂的耐水性等。有水或潮湿环境下工作的轴承还应考虑润滑脂的耐水性等。二
11、、润滑方法的选择二、润滑方法的选择二、润滑方法的选择二、润滑方法的选择(选择时可根据系数(选择时可根据系数K确定)确定)其中:其中:p p为轴承的平均压强,为轴承的平均压强,N/mmN/mm2 2;v v为轴径的滑动速度,为轴径的滑动速度,m/sm/sK22 K1616 K32K32第9页,本讲稿共29页4444润滑剂和润滑方法润滑剂和润滑方法润滑剂和润滑方法润滑剂和润滑方法三、润滑装置三、润滑装置三、润滑装置三、润滑装置注油杯注油杯注油杯注油杯针阀式油杯针阀式油杯针阀式油杯针阀式油杯旋盖式油杯旋盖式油杯旋盖式油杯旋盖式油杯油绳式油杯油绳式油杯油绳式油杯油绳式油杯压力循环式压力循环式压力循环式
12、压力循环式第10页,本讲稿共29页5555滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算适用于混合润滑滑动轴承适用于混合润滑滑动轴承设计准则是:设计准则是:保证轴颈与轴瓦间的边界润滑油膜不破裂。保证轴颈与轴瓦间的边界润滑油膜不破裂。主要失效形式主要失效形式:磨损、胶合:磨损、胶合条件性计算条件性计算 限制限制 p p、pvpv、v v混合摩擦滑动轴承验算的项目及验算目的混合摩擦滑动轴承验算的项目及验算目的 轴承压强轴承压强p p 的验算的验算 限制轴承压强限制轴承压强P P 防止润滑油被挤出而导致轴承的过度磨损。防止润滑油被挤出而导致轴承的过度磨损。轴承压强和
13、速度的乘积轴承压强和速度的乘积 pv pv 值的验算值的验算 限制限制 pv pv 值值限制轴承的摩擦功耗以限制轴承的温升,防止胶合破坏。限制轴承的摩擦功耗以限制轴承的温升,防止胶合破坏。滑动速度滑动速度v v 的验算的验算 限制限制 v v 值值防止由于防止由于制造、安装误差,轴颈偏转变形等因素使轴承边缘可能制造、安装误差,轴颈偏转变形等因素使轴承边缘可能产生产生的过大的过大的的局部磨损。局部磨损。第11页,本讲稿共29页一、径向轴承一、径向轴承一、径向轴承一、径向轴承轴承平均压强轴承平均压强 p p 的计算的计算滑动速度滑动速度 v 的计算的计算轴承轴承 pv 值的计算值的计算计算压强,M
14、Pa轴颈直径,mm轴承有效宽度,mm轴承的径向载荷,N轴承许用压强,MPa混合摩擦滑动轴承的设计,通常是根据工作条件和使用要求确定轴承的结构形式,轴瓦混合摩擦滑动轴承的设计,通常是根据工作条件和使用要求确定轴承的结构形式,轴瓦材料和主要尺寸之后,进行工作能力的条件性验算。材料和主要尺寸之后,进行工作能力的条件性验算。第12页,本讲稿共29页二、止推轴承二、止推轴承二、止推轴承二、止推轴承推力轴承的计算与径向轴承相似,只是由于推力轴承本身的速度沿径向分布就极不均匀,推力轴承的计算与径向轴承相似,只是由于推力轴承本身的速度沿径向分布就极不均匀,导致其磨损也非常不均匀,再验算滑动速度已无实际意义。导
15、致其磨损也非常不均匀,再验算滑动速度已无实际意义。止推环数轴承的轴向载荷,N考虑油沟使轴承承载面积减小的系数,一般取为0.800.95分别为轴颈直径及轴承端面内孔直径,mm推力轴颈平均直径处的圆周速度,v=(d+d0)n/(2601000)m/sdFad0第13页,本讲稿共29页4 4 4 4 液体动力润滑的基本原理液体动力润滑的基本原理液体动力润滑的基本原理液体动力润滑的基本原理一、动压油膜承载机理一、动压油膜承载机理一、动压油膜承载机理一、动压油膜承载机理V两平行表面作相对平移运动两平行表面作相对平移运动 这种流动是由于油层受到剪切作用而产生的这种流动是由于油层受到剪切作用而产生的剪切流剪
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