ch12滑动轴承wy解析.ppt

《ch12滑动轴承wy解析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ch12滑动轴承wy解析.ppt（41页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第 十二章 滑动轴承n学习内容与要求：学习内容与要求：n了解滑动轴承的基本结构、摩擦状态；了解滑动轴承的基本结构、摩擦状态；n掌握滑动轴承的失效形式及常用材料；掌握滑动轴承的失效形式及常用材料；n掌握不完全液体摩擦滑动轴承设计计算；掌握不完全液体摩擦滑动轴承设计计算；n掌握滑动轴承的流体润滑原理及；流体动力润滑掌握滑动轴承的流体润滑原理及；流体动力润滑的基本方程；的基本方程；n熟练掌握径向滑动轴承流体动力润滑条件下的承熟练掌握径向滑动轴承流体动力润滑条件下的承载能力计算原理与方法；载能力计算原理与方法；n了解其它形式的滑动轴承。了解其它形式的滑动轴承。滑动轴承的特点n适用于工作转速特高处适用于

2、工作转速特高处n轴的工作位置要求特别精确处轴的工作位置要求特别精确处n重载荷、冲击和振动载荷处重载荷、冲击和振动载荷处n要求剖分式轴承要求剖分式轴承n特殊工作条件（水、腐蚀性介质）处特殊工作条件（水、腐蚀性介质）处n径向尺寸受限处径向尺寸受限处径向滑动轴承的结构n整体式整体式（整体有衬正滑动轴承）（整体有衬正滑动轴承）n结构简单、成本低结构简单、成本低n磨损后间隙无法调整磨损后间隙无法调整n装拆不便装拆不便n适用于低速、轻载、间歇性工作处适用于低速、轻载、间歇性工作处n对开式对开式（对开式两螺柱正轴承座）（对开式两螺柱正轴承座）n装拆方便装拆方便n间隙可调间隙可调n止推滑动轴承止推滑动轴承失效

3、形式、性能要求及轴承材料n 失效形式失效形式：n对材料的要求：对材料的要求：n良好的减摩性、耐磨性、抗咬粘性良好的减摩性、耐磨性、抗咬粘性n良好的摩擦顺应性、嵌入性、磨合性良好的摩擦顺应性、嵌入性、磨合性n足够的强度和抗腐蚀能力足够的强度和抗腐蚀能力n良好的导热性、工艺性、经济性良好的导热性、工艺性、经济性n常用材料常用材料：n轴承合金（巴氏合金、白合金）轴承衬轴承合金（巴氏合金、白合金）轴承衬n铜合金、铝基合金、灰铸铁及耐磨铸铁、多孔质铜合金、铝基合金、灰铸铁及耐磨铸铁、多孔质金属材料、非金属材料等金属材料、非金属材料等轴瓦结构n结构结构n整体式、对开式整体式、对开式n单层、双层、多层单层、

4、双层、多层n厚壁轴瓦、薄壁轴瓦厚壁轴瓦、薄壁轴瓦n注意：注意：n轴瓦的定位轴瓦的定位n油孔、油沟（油槽）油孔、油沟（油槽）润滑剂的选用n润滑脂润滑脂根据压强、轴径圆周速度和温度选根据压强、轴径圆周速度和温度选择。择。n润滑油润滑油根据压强、轴径圆周速度选择。根据压强、轴径圆周速度选择。注意：注意：要理解为什么根据这些指标来选择？这些指要理解为什么根据这些指标来选择？这些指标的变化对选择的粘度有何影响？润滑脂使用标的变化对选择的粘度有何影响？润滑脂使用的圆周速度范围极低为什么？的圆周速度范围极低为什么？L-AN68是什么意思？是什么意思？不 完全液体摩擦滑动轴承的设计n不完全液体摩擦滑动轴承的工

5、作条件：不完全液体摩擦滑动轴承的工作条件：n工作要求不高、速度较低、重载荷或间歇工作等工作要求不高、速度较低、重载荷或间歇工作等一般轴承。一般轴承。n主要失效形式：主要失效形式：n磨损、胶合磨损、胶合n设计时应保证的最低条件：设计时应保证的最低条件：n维持边界油膜不遭破坏维持边界油膜不遭破坏n设计时采用条件性计算。设计时采用条件性计算。不完全液体摩擦滑动轴承的设计（续）n径向滑动轴承的计算径向滑动轴承的计算n验算验算平均平均压力压力p-限制限制过度磨损过度磨损 p=F/（dB）pn验算验算pv值值-限制限制胶合胶合 pv=F/（dB）dn/60000pvn验算滑动速度验算滑动速度v-v过高、轴

6、承边缘压力可能很过高、轴承边缘压力可能很高。高。vv不完全液体摩擦滑动轴承的设计（续）n止推滑动轴承的计算止推滑动轴承的计算n验算平均压力验算平均压力p：p=Fa/Apn验算验算pv值：值：pvpv v是环形支承面是环形支承面 平均直径处的圆周速度。平均直径处的圆周速度。n注意：注意：pv已经很低，不需较核已经很低，不需较核v。Fad2dd1流体润滑时油膜的形成原理n流体动力润滑流体动力润滑n利用摩擦面间的利用摩擦面间的相对运动相对运动而自动形成承载油膜的而自动形成承载油膜的润滑。润滑。n流体静力润滑流体静力润滑n从外部将从外部将加压的油加压的油送入摩擦面间，送入摩擦面间，强迫形成强迫形成承载

7、承载油膜的润滑。油膜的润滑。n弹性流体动力润滑弹性流体动力润滑n是将物体的是将物体的弹性变形与流体动力润滑理论相结合弹性变形与流体动力润滑理论相结合，来研究润滑油膜的承载问题。来研究润滑油膜的承载问题。流体动力润滑的承载原理n楔效应承载机理楔效应承载机理流体动力润滑的承载原理（续）n油层中的油层中的速度分布曲线速度分布曲线与与压力分布曲线压力分布曲线p=f（x）：hminhovxypF流体动力润滑的承载原理（续）n形成流体动力润滑（形成动压油膜）的必要条形成流体动力润滑（形成动压油膜）的必要条件：件：n相对滑动的两表面间必须形成相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形收敛的楔形间隙；间隙；n两表面

8、间必须有足够的两表面间必须有足够的相对滑动速度相对滑动速度，其运动方，其运动方向必须使润滑油从大口进，小口出；向必须使润滑油从大口进，小口出；n润滑油必须有润滑油必须有一定的粘度一定的粘度，供油供油要充分。要充分。流体动力润滑的基本方程n假设条件：假设条件：n流体流体无侧向流动无侧向流动（无限宽平板）（无限宽平板）n液体为液体为牛顿液体牛顿液体n油膜中液体的流动是油膜中液体的流动是层流层流n忽略忽略压力对流体粘度的影响压力对流体粘度的影响n略去略去惯性力及重力的影响惯性力及重力的影响n流体流体不可压缩不可压缩n流体膜中流体膜中压力沿膜后方向是常数压力沿膜后方向是常数流体动力润滑的基本方程（续）

9、n被油膜隔开的两平板的相对运动情况：被油膜隔开的两平板的相对运动情况：x ox o z z y y流体动力润滑的基本方程（续）n微单元体微单元体x方向的力平衡条件为：方向的力平衡条件为：流体动力润滑的基本方程（续）n油层的速度分布：油层的速度分布：n已知：已知：y=0时，时，u=v；y=h时，时，u=0。n上式对上式对y积分得：积分得：流体动力润滑的基本方程（续）n润滑油流量润滑油流量q：n无侧漏时，单位时间内流经任意截面上无侧漏时，单位时间内流经任意截面上单位宽单位宽度面积的流量为：度面积的流量为：流体动力润滑的基本方程（续）n流体动力润滑滑动轴承（流体动压轴承）的基本方程：流体动力润滑滑动

10、轴承（流体动压轴承）的基本方程：一维雷诺方程：一维雷诺方程：n润滑油连续流动时，各截面的流量相等，有：润滑油连续流动时，各截面的流量相等，有：流体动力润滑的基本方程（续）n根据油层速度分布和一维雷诺方程分析：根据油层速度分布和一维雷诺方程分析：n油层速度分布曲线和压力分布曲线。油层速度分布曲线和压力分布曲线。n思考：思考：n怎样根据一维雷诺方程求得油膜的承载能力？怎样根据一维雷诺方程求得油膜的承载能力？径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程n轴径与轴承孔间必须留有间隙轴径与轴承孔间必须留有间隙Ddn=0FFn0F形成油膜径向滑动轴承的几何参数和油压分布图n图示图示o1oARrhhminh0pmax

11、Fehmax径向滑动轴承的几何参数与关系n直径间隙直径间隙 =D-dn半径间隙半径间隙 =（D-d）/2=R-rn相对间隙相对间隙 =/d=/rn偏心距偏心距en稳定运转时，轴径中心稳定运转时，轴径中心O与轴承中心与轴承中心O1的距离。的距离。n偏心率偏心率 =e/n最小油膜厚度最小油膜厚度hmin：nhmin=-e=（1-）=r（1-）径向滑动轴承的几何参数与关系（续）n任意位置的油膜厚度任意位置的油膜厚度h：径向滑动轴承的几何参数与关系（续）n在压力最大处的油膜厚度在压力最大处的油膜厚度h0：h0=（1+cos0）n偏位角偏位角a承载能力计算n利用一维雷诺方程公式转换成极坐标形式利用一维雷

12、诺方程公式转换成极坐标形式ndx=rd；v=r；h与与h0用前面的公式代入用前面的公式代入n极坐标形式的一维雷诺方程为：极坐标形式的一维雷诺方程为：承载能力计算（续）n任意位置的压力：任意位置的压力：承载能力计算（续）n任意位置的压力在外载荷方向上的分量：任意位置的压力在外载荷方向上的分量：承载能力计算（续）n轴承单位宽度上的承载能力为：轴承单位宽度上的承载能力为：无限宽与有限宽轴承油膜压力图示nZ方向无穷长（无端泄）与有限长（有端泄）：方向无穷长（无端泄）与有限长（有端泄）：xozp考虑端泄时油膜压力沿Z Z方向的分布曲线n沿轴承宽度方向：沿轴承宽度方向：opz+B/2-B/2承载能力计算（

13、续）n考虑端泄影响，在任意角和距轴承中线考虑端泄影响，在任意角和距轴承中线为为Z处的油膜压力数学表达式为：处的油膜压力数学表达式为：承载能力计算（续）n有限宽轴承的油膜承载能力为：有限宽轴承的油膜承载能力为：承载能力计算公式处理n令：承载能力计算公式处理（续）n困难：困难：n三重积分三重积分n处理的方法处理的方法n采用数值积分的方法（转换成代数方程求解）计采用数值积分的方法（转换成代数方程求解）计算，并作成相应的线图或表格。算，并作成相应的线图或表格。n注意：注意：n轴承的承载量系数轴承的承载量系数Cp是一个无量刚的量。是一个无量刚的量。nCp（B/d、）当轴承包角给定时（当轴承包角给定时（1

14、20、180、360）。）。液体动压滑动轴承的设计准则n保证最小油膜厚度不少于许用值：保证最小油膜厚度不少于许用值：hmin=r（1-）hnhmin公式分析：公式分析：n轴承参数确定后，轴承参数确定后，r为定值；为定值；n偏心率偏心率=e/随外载荷等的变化而改变。随外载荷等的变化而改变。n解决问题的关键是油膜总压力与外载荷平稳时的解决问题的关键是油膜总压力与外载荷平稳时的值。值。设计准则分析nX的求法：的求法：n在外载荷作用下给定参数的轴承，求得承载量系在外载荷作用下给定参数的轴承，求得承载量系数数Cp。n再根据再根据Cp的线图或表格确定的线图或表格确定x的值。的值。nh的确定：的确定：nh=

15、S（Rz1+Rz2）nRz1、Rz2是轴径与轴瓦的表面粗糙度十点高度。是轴径与轴瓦的表面粗糙度十点高度。nS为安全系数。为安全系数。轴承的热平衡计算n热平衡时：热平衡时：Q1+Q2=Qn单位时间内轴承摩擦所产生的热量单位时间内轴承摩擦所产生的热量Qn流动的油所带走的热量流动的油所带走的热量Q1n轴承散发的热量轴承散发的热量Q2n液体摩擦时的摩擦系数表达公式液体摩擦时的摩擦系数表达公式参数选择n宽径比宽径比B/d：n一般情况一般情况B/d=0、3 1、5。nB/d小，油膜压力小，油膜压力p可憎大，有利于提高轴承运转的平可憎大，有利于提高轴承运转的平稳性稳性nB/d小，端泄量增大，油的温升降低，热

16、平衡容易满足。小，端泄量增大，油的温升降低，热平衡容易满足。nB/d小，承载能力下降。小，承载能力下降。n选取的原则：选取的原则：n高速重载，取小值高速重载，取小值；低速重载，取大值；低速重载，取大值；高速轻载，若高速轻载，若对刚性无特殊要求，取小值对刚性无特殊要求，取小值；对轴有较大刚性要求，取对轴有较大刚性要求，取大值。大值。参数选择（续）n相对间隙相对间隙：n是一个重要的几何参数，影响承载能力是一个重要的几何参数，影响承载能力、摩擦功、摩擦功耗和温升。耗和温升。n取值小，承载能力和旋转精度高；取值小，承载能力和旋转精度高；n取值大，润滑油流量增加，油的温升降低。取值大，润滑油流量增加，油

17、的温升降低。n取值原则：取值原则：n主要根据载荷与速度选取；主要根据载荷与速度选取；n速度高，取大值速度高，取大值；载荷大，取小值载荷大，取小值；直径大、宽径比小、；直径大、宽径比小、调心性能好、加工精度高时，取小值；调心性能好、加工精度高时，取小值；反之取大值。反之取大值。参数选择（续）n粘度粘度：n对承载能力、功耗和温升影响很大对承载能力、功耗和温升影响很大n取大值，承载能力提高，但增加了摩擦阻力取大值，承载能力提高，但增加了摩擦阻力与温升，粘度又下降，承载能力反而降低。与温升，粘度又下降，承载能力反而降低。n选取原则：选取原则：n载荷大、速度低时，选大值载荷大、速度低时，选大值；载荷小、速度；载荷小、速度高时选小值。高时选小值。