滑动轴承1013学习.pptx

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1、12-2 滑动轴承的主要结构形式滑动轴承的主要结构形式图图12-1整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承1.整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承轴瓦轴瓦dO轴承座轴承座dO轴承座轴承座轴承盖轴承盖轴瓦轴瓦F2.剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承图图12-2剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承第1页/共36页12-2 滑动轴承的主要结构形式滑动轴承的主要结构形式表表12-1止推滑动轴承止推滑动轴承3.止推滑动轴承止推滑动轴承dFad2d1Fad2d1Fa第2页/共36页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滑动轴承的主要失效形式是工作表面的滑动轴承的主要失效形式是工作表面的磨

2、粒磨损磨粒磨损、刮伤刮伤、胶合胶合、疲劳脱疲劳脱落落与与腐蚀腐蚀。1.滑动轴承的失效形式滑动轴承的失效形式2.滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料轴瓦的材料应具有足够的抗压强度和疲劳强度，良好的减摩性、耐磨性、轴瓦的材料应具有足够的抗压强度和疲劳强度，良好的减摩性、耐磨性、抗胶合性、跑合性和嵌入性，良好的导热性和润滑性以及耐腐蚀性，良好的抗胶合性、跑合性和嵌入性，良好的导热性和润滑性以及耐腐蚀性，良好的制造工艺性。制造工艺性。常用的轴瓦材料有金属材料常用的轴瓦材料有金属材料(如轴承合金、铜合金、铝合金和减摩铸铁等如轴承合金、铜合金、铝合金和减摩铸铁等)、粉末冶金材料、粉末冶金材料(如含油轴承如

3、含油轴承)和非金属材料和非金属材料(如塑料、橡胶、硬木和石墨等如塑料、橡胶、硬木和石墨等)三大类，如三大类，如表表12-2所示。所示。第3页/共36页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材料材料牌号牌号p(N/mm2)V(m/s)pVHBS应用举例应用举例(N/mm2m/s)金属金属模模砂砂模模耐耐磨磨铸铸铁铁耐磨铸耐磨铸铁铁1(HT)0.05920.20.21.8180229 铬镍合金灰口铁。用于与经热处铬镍合金灰口铁。用于与经热处理理(淬火或正火淬火或正火)的轴相配合的轴承的轴相配合的轴承耐磨铸铁耐磨铸铁1(QT)051251.02.512210260球墨铸铁

4、，用于与经热处理的轴球墨铸铁，用于与经热处理的轴相配合的轴承相配合的轴承167197球墨铸铁，用于与不经淬火的轴球墨铸铁，用于与不经淬火的轴相配合的轴承相配合的轴承铸铸造造青青铜铜ZCuSn10P1151015(20)9080磷锡青铜，用于重载，中速、高磷锡青铜，用于重载，中速、高温及冲击条件下工作的轴承温及冲击条件下工作的轴承ZQSn6638310(12)6560锡锌铅青铜，用于中载、中速工锡锌铅青铜，用于中载、中速工作的轴承，起重机轴承及机床的作的轴承，起重机轴承及机床的一般主轴轴承一般主轴轴承ZCuAl10Fe330812(60)110100铝铁青铜，用于受冲击载荷处，铝铁青铜，用于受冲

5、击载荷处，轴承温度可达轴承温度可达300。轴颈需淬火。轴颈需淬火表表12-2 常用轴承材料的性能及用途常用轴承材料的性能及用途 第4页/共36页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ZCuPb3025(平稳平稳)1230(90)25铅青铜，浇注在钢轴瓦上作轴衬，可受很大的冲铅青铜，浇注在钢轴瓦上作轴衬，可受很大的冲击载荷，也适用于精密机床的主轴轴承击载荷，也适用于精密机床的主轴轴承15(冲击冲击)8(60)ZZnAl10-52091610080用于用于750kW以下的减速恭，各种轧钢机辊轴承，以下的减速恭，各种轧钢机辊轴承，工作温度低于工作温度低于80ZZnSnSb

6、11-625(平稳平稳)8020(100)27用作轴承衬，用于重载、高速、温度低于用作轴承衬，用于重载、高速、温度低于100的的重要轴承，如汽轮机，大于重要轴承，如汽轮机，大于750kW的电动机、内的电动机、内燃机，高转速的机床主轴的轴承等燃机，高转速的机床主轴的轴承等20(冲击冲击)6015(10)ZChPbSb16-16-2151210(50)30用于不剧变的重载、高速的轴承，如车床、发电用于不剧变的重载、高速的轴承，如车床、发电机、压缩机、轧钢机等的轴承，温度低于机、压缩机、轧钢机等的轴承，温度低于120ZChPbSb15-5201501520用于冲击载荷用于冲击载荷pv10 N/mm2

7、m/s或稳定载荷或稳定载荷pv20 N/mm2m/s下工作的轴承。如汽轮机、中等功率下工作的轴承。如汽轮机、中等功率的电动机、拖拉机、空压机的轴承的电动机、拖拉机、空压机的轴承铁质陶瓷铁质陶瓷(含油轴承含油轴承)210.125定期给油定期给油0.5；较；较少而足够的润滑少而足够的润滑1.8；润滑充足；润滑充足45085常用于载荷平稳、低速及加油不方便处，轴颈最常用于载荷平稳、低速及加油不方便处，轴颈最好淬火，径向间隙为轴径的好淬火，径向间隙为轴径的0.15%0.02%4.94.80.250.75尼龙尼龙6尼龙尼龙66尼龙尼龙101050.09无润滑无润滑用于速度不高或散热条件好的地方用于速度不

8、高或散热条件好的地方1.6(滴油连滴油连续工作续工作)2.5(滴油间滴油间歇工作歇工作)表表12-2 常用轴承材料的性能及用途常用轴承材料的性能及用途 第5页/共36页图图12-312-11径向轴瓦的结构径向轴瓦的结构12-4 轴瓦结构轴瓦结构轴瓦分为整体式轴瓦、分开式轴瓦轴瓦分为整体式轴瓦、分开式轴瓦、带轴向沟槽轴瓦与带分布凹、带轴向沟槽轴瓦与带分布凹坑轴瓦。坑轴瓦。不同的结构是为了解决装配问题与有利于形成润滑油膜。不同的结构是为了解决装配问题与有利于形成润滑油膜。BDBDBDDBBDBD第6页/共36页轴瓦结构整体式轴瓦与轴瓦在轴承座上的固定。轴瓦结构整体式轴瓦与轴瓦在轴承座上的固定。12

9、-4 轴瓦结构轴瓦结构第7页/共36页轴瓦与轴承座的联接结构形式。轴瓦与轴承座的联接结构形式。12-4 轴瓦结构轴瓦结构轴瓦的结构油沟与油槽的形式。轴瓦的结构油沟与油槽的形式。第8页/共36页容许相对位错、径向间隙调整的滑动轴承轴瓦结构。容许相对位错、径向间隙调整的滑动轴承轴瓦结构。12-4 轴瓦结构轴瓦结构第9页/共36页径向滑动轴承结构多油楔轴承的结构，具有调心作用。径向滑动轴承结构多油楔轴承的结构，具有调心作用。12-4 轴瓦结构轴瓦结构第10页/共36页油沟与油槽的位置不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低油沟与油槽的位置不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载能力。轴承的承载

10、能力。12-4 轴瓦结构轴瓦结构第11页/共36页12-5滑动轴承润滑剂的选用滑动轴承润滑剂的选用1.润滑脂及其选择润滑脂及其选择 表表12-3 滑动轴承润滑脂选择滑动轴承润滑脂选择 轴承承载压力轴承承载压力p/Nmm-26.5相对滑动速度相对滑动速度V/ms-1010.5500.50.5500.50100.5最高工作温度最高工作温度t/75557512011010060适用脂的牌号适用脂的牌号钙基脂钙基脂2号钠基脂号钠基脂 1号钙钠基脂号钙钠基脂2号锂基脂号锂基脂2号压延机脂号压延机脂3号号2号号3号号第12页/共36页12-5滑动轴承润滑剂的选用滑动轴承润滑剂的选用2.润滑油及其选择润滑油

11、及其选择表表12-4 滑动轴承润滑油选择滑动轴承润滑油选择 轴颈圆周轴颈圆周速度速度V（m/s）p 7.5 30 N/mm2工作温度工作温度t=2080运动粘度运动粘度(mm2/s),40适用油牌号适用油牌号运动粘度运动粘度(mm2/s),40适用油牌号适用油牌号运动粘度运动粘度(mm2/s),100适用油牌号适用油牌号9.05227，10，15注：注：7150为全损耗系统用油或液压油为全损耗系统用油或液压油LAN后面的数字；后面的数字；1 mm2/s1 cSt106 m2/s。第13页/共36页12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算不完全液体润滑滑动轴承设计计算非液体摩擦滑动轴承工作时，因其

12、摩擦表面不能被润滑油完全隔开，非液体摩擦滑动轴承工作时，因其摩擦表面不能被润滑油完全隔开，只能形成边界膜，存在局部金属表面的直接接触。因此，其主要失效形式只能形成边界膜，存在局部金属表面的直接接触。因此，其主要失效形式是工作表面的是工作表面的磨损和胶合磨损和胶合。设计准则是限制轴承的平均压强设计准则是限制轴承的平均压强 p 和限制轴承的滑动速度和限制轴承的滑动速度V，以保证润，以保证润滑油不被过大的压力挤出，避免工作表面的过度磨损；限制轴承的滑油不被过大的压力挤出，避免工作表面的过度磨损；限制轴承的 pV 值，值，以防止轴承温升过高，出现胶合破坏。以防止轴承温升过高，出现胶合破坏。1.径向滑动

13、轴承的计算径向滑动轴承的计算径向滑动轴承径向滑动轴承止推滑动轴承止推滑动轴承第14页/共36页12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算不完全液体润滑滑动轴承设计计算1.径向滑动轴承的计算径向滑动轴承的计算Fr径向载荷，径向载荷，N；d 轴颈直径，轴颈直径，mm；B轴承宽度，轴承宽度，mm；V轴承表面的线速度，轴承表面的线速度，m/s；V轴承表面的许用线速度，轴承表面的许用线速度，m/s；p轴瓦材料的许用压力，见表轴瓦材料的许用压力，见表12-2；pV轴瓦材料的轴瓦材料的pV许用值，见表许用值，见表12-2。Bd轴套轴套O轴瓦轴瓦轴承座轴承座轴轴第15页/共36页12-6不完全液体润滑滑动轴承设计

14、计算不完全液体润滑滑动轴承设计计算2.止推滑动轴承的计算止推滑动轴承的计算d2d1Fa第16页/共36页12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算不完全液体润滑滑动轴承设计计算2.止推滑动轴承的计算止推滑动轴承的计算d2d1Fa轴轴轴承轴承p/Nmm-2pV/(Nmm-2)(m s-1)未淬火钢未淬火钢铸铁铸铁青铜青铜轴承合金轴承合金2.02.54.05.05.06.01.25淬火钢淬火钢青铜青铜轴承合金轴承合金淬火钢淬火钢7.58.08.09.012.015.012.5 表表12-5 止推滑动轴承的止推滑动轴承的p、pV值值第17页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径

15、向滑动轴承设计计算V0=0VbVxyh剪切应力剪切应力(N/m2)油的动力粘度油的动力粘度=(Ns/m2)速度梯度速度梯度dV/dy(ms-1/m)1.液体动力润滑的基本方程液体动力润滑的基本方程液体中剪切应力、动力粘度与速度梯度的关系为液体中剪切应力、动力粘度与速度梯度的关系为图图12-12F1 平板间油的相对运动牛顿流体粘性定律平板间油的相对运动牛顿流体粘性定律第18页/共36页图图12-12 非平行板间的非平行板间的雷诺方程推导的模型雷诺方程推导的模型(+d)dxdzdxdz(p+dp)dydzp dydzxyzxhVb12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计

16、计算1.液体动力润滑的基本方程液体动力润滑的基本方程第19页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算图图12-12 非平行板间的雷诺方程推导的模型非平行板间的雷诺方程推导的模型(+d)dxdzdxdz(p+dp)dydzp dydzxyzxhVb单元体沿单元体沿x方向的力平衡条件为方向的力平衡条件为1.液体动力润滑的基本方程液体动力润滑的基本方程将牛顿粘滞定律代入得将牛顿粘滞定律代入得 第20页/共36页(+d)dxdzdxdz(p+dp)dydzp dydzxyzxhVb12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算对式对式

17、(127)积分得（积分得（dp/dx沿着沿着y方向为常数方向为常数）第21页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算由由此此可可见见，流流速速由由两两部部分分组组成成：一一部部分分由由板板的的运运动动引引起起，即即第第一一项项（线线性规律）；性规律）；另一部分由油压沿另一部分由油压沿 x 方向的变化引起，即第二项（抛物线规律）方向的变化引起，即第二项（抛物线规律）。将边界条件代入得将边界条件代入得 VbyxpmaxFaabbccV1012油油h0yxzh油压油压p的分布的分布OB第22页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向

18、滑动轴承设计计算润滑油在单位时间内流经任意润滑油在单位时间内流经任意 x 处膜厚为处膜厚为 h 的的单位宽度单位宽度面积的流量面积的流量为为 令流量的变化率为零得令流量的变化率为零得 该式为一维雷诺方程的一般表达式。该式为一维雷诺方程的一般表达式。第23页/共36页设设dp/dx=0(ppmax)处膜厚为处膜厚为h，此时，此时Q为为 由此得一维雷诺方程为由此得一维雷诺方程为 12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算VbyxpmaxFaabbccV1012油油h0yxzh油压油压p的分布的分布OB第24页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润

19、滑径向滑动轴承设计计算2.径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 图图1214 径向轴承的几何参数与油压分布径向轴承的几何参数与油压分布VbyxpmaxFaabbccV1012油油h0yxzh油压油压p的分布的分布OBOO1eRr201h0pmaxhmaxaABCDEhminh第25页/共36页3.径向滑动轴承形成流体动力润滑的几何参数关系径向滑动轴承形成流体动力润滑的几何参数关系OO1eRr201h0pmaxhmaxaABCDEhminh12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算半径间隙半径间隙、相对间隙、相对间隙、偏心率、偏心率(

20、kai)分别为分别为第26页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算4.径向滑动轴承工作能力计算简介径向滑动轴承工作能力计算简介1)轴承的承载能力和承载量计算轴承的承载能力和承载量计算第27页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算积分后得压力的分布规律为积分后得压力的分布规律为4.径向滑动轴承工作能力计算简介径向滑动轴承工作能力计算简介1)轴承的承载能力和承载量计算轴承的承载能力和承载量计算单位宽度上的承载能力为单位宽度上的承载能力为p在垂直方向的分量之和在垂直方向的分量之和第28页/共36页沿宽度方向再积分

21、后得承载能力为沿宽度方向再积分后得承载能力为OO1eRr201h0pmaxhmaxaABCDEhminhF图图1215 端面泄漏对承载能力的影响端面泄漏对承载能力的影响12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算有限宽度轴承的承载能力系数有限宽度轴承的承载能力系数Cp见表见表12-6所示。所示。第29页/共36页表表12-6 有限宽度轴承的承载能力系数有限宽度轴承的承载能力系数Cp12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 B/d0.30.40.50.60.650.70.750.80.850.90.9250.950.9750.990.3

22、0.0522 0.0826 0.1280.203 0.259 0.347 0.475 0.699 1.122 2.074 3.3525.7315.1550.520.40.0893 0.141 0.2160.339 0.431 0.573 0.776 1.079 1.775 3.195 5.055 8.393 21.0065.260.50.133 0.209 0.3170.493 0.622 0.819 1.098 1.572 2.428 4.261 6.615 10.706 25.6275.860.60.182 0.283 0.4270.655 0.819 1.070 1.418 2.001

23、3.036 5.214 7.956 12.64 29.1783.210.70.234 0.361 0.5380.816 1.014 1.312 1.720 2.399 3.580 6.029 9.072 14.14 31.8888.900.80.287 0.439 0.6470.972 1.199 1.538 1.965 2.754 4.053 6.721 9.992 15.37 33.9992.890.90.339 0.515 0.7541.1181.371 1.745 2.248 3.067 4.459 7.294 10.753 16.37 35.6696.351.00.391 0.589

24、 0.8531.253 1.528 1.929 2.469 3.372 4.808 7.77211.3817.18 37.0098.951.10.440 0.658 0.9471.377 1.669 2.097 2.664 3.580 5.106 8.18611.9117.86 38.12 101.151.20.487 0.723 1.0331.489 1.796 2.247 2.838 3.787 5.364 8.533 12.35 18.43 39.04 102.901.30.529 0.7841.1111.590 1.912 2.379 2.990 3.968 5.586 8.831 1

25、2.73 18.91 39.81 104.421.50.610 0.891 1.2481.763 2.099 2.600 3.242 4.266 5.947 9.304 13.34 19.68 41.07 106.842.00.763 1.091 1.4832.070 2.446 2.981 3.671 4.778 6.545 10.091 14.34 20.9743.11 110.791)轴承的承载能力和承载量计算轴承的承载能力和承载量计算第30页/共36页2)滑动轴承的最小油膜厚度滑动轴承的最小油膜厚度hmin12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算当偏心率

26、当偏心率e/(Rr)增大时，最小油膜厚度增大时，最小油膜厚度hmin变小，轴承的承载能力系变小，轴承的承载能力系数数Cp变大，承载能力也大。最小油膜厚度不能小于轴颈表变大，承载能力也大。最小油膜厚度不能小于轴颈表面粗糙度面粗糙度10点高度点高度Rz1与轴承孔表面粗糙度与轴承孔表面粗糙度10点高度点高度Rz2之和，即之和，即 S为安全系数，常取为安全系数，常取S2。对于一般用途的滑动轴承，。对于一般用途的滑动轴承，Rz13.2 m，Rz26.3 m；对于精度要求较高的滑动轴承，；对于精度要求较高的滑动轴承，Rz10.8 m，Rz21.6 m。3)轴承的热平衡计算轴承的热平衡计算 4.径向滑动轴承

27、工作能力计算简介径向滑动轴承工作能力计算简介第31页/共36页3)滑动轴承的热平衡计算滑动轴承的热平衡计算12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 Q为轴承的耗油量为轴承的耗油量(m3/s)；为轴承的耗油量系数，无量；为轴承的耗油量系数，无量纲，参照图纲，参照图11-16查取；查取；p为轴承承载区的平均压力为轴承承载区的平均压力(N/m2)；c为润滑油的比热，一般取为润滑油的比热，一般取1 6802 100 J/(kg)；为轴承的散热系数，散热困难时为轴承的散热系数，散热困难时50 J/(m2s)；一般通风时；一般通风时80 J/(m2s)；散热良好时；散热良好

28、时140 J/(m2s)。V为轴颈相对孔的圆周速度为轴颈相对孔的圆周速度(m/s)；为润滑油密度，可取为润滑油密度，可取850900 kg/m3。4.径向滑动轴承工作能力计算简介径向滑动轴承工作能力计算简介第32页/共36页3)轴承的热平衡计算轴承的热平衡计算12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算1.31.11.21.0B/d=0.40.70.90.220.200.180.160.140.120.100.080.060.30.40.45 0.5 0.55 0.60.65 0.70.75 0.80.850.240.50.60.82.01.50.330.90.95

29、图图12-16滑动轴承的耗油量系数滑动轴承的耗油量系数 4.径向滑动轴承工作能力计算简介径向滑动轴承工作能力计算简介第33页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 表表12-6F1 轴承宽径比和相对间隙轴承宽径比和相对间隙机器机器轴承轴承宽径比宽径比B/d相对间隙相对间隙103机器机器轴承轴承宽径比宽径比B/d相对间隙相对间隙103汽车及航空汽车及航空活塞发动机活塞发动机主轴承主轴承连杆轴承连杆轴承活塞销活塞销0.81.80.71.41.52.2111空气压缩机空气压缩机与往复式泵与往复式泵主轴承主轴承连杆轴承连杆轴承活塞销活塞销1.02.00.92

30、.01.52.0111汽油与柴油发汽油与柴油发动机（四冲程）动机（四冲程）主轴承主轴承连杆轴承连杆轴承活塞销活塞销0.62.00.61.51.52.0111铁路车辆铁路车辆轮轴轴承轮轴轴承1.82.00.21.5汽轮机、鼓风汽轮机、鼓风机机主轴承主轴承0.41.012发动机、电动发动机、电动机机主轴承主轴承0.61.513轧钢机、压延轧钢机、压延机机主轴承主轴承0.60.90.21.5机床机床主轴承主轴承0.81.20.10.5齿轮减速器齿轮减速器轴承轴承0.61.5135.径向滑动轴承参数的选择径向滑动轴承参数的选择1)宽径比宽径比B/d2)相对间隙相对间隙第34页/共36页12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算5.径向滑动轴承参数的选择径向滑动轴承参数的选择3)润滑油的动力黏度润滑油的动力黏度 当已知轴的转速当已知轴的转速n(r/min)时，润滑油的动力黏度时，润滑油的动力黏度(Ns/m2Pas)可按可按以下经验公式计算以下经验公式计算 第35页/共36页感谢您的观看。感谢您的观看。第36页/共36页