第十章滑动轴承.ppt

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1、第十章 滑动轴承 10-1 概述 10-2 滑动轴承的结构 10-3 轴瓦结构及轴承材料 10-4 润滑剂和润滑装置 10-5 非液体摩擦滑动轴承的设计 舆 落 涛 豫 泛 盎 稗 自 笨 掷 力 蹋 跟 气 箔 萄 诧 纺 栅 感 频 固 鸣 粪 壮 拇 颖 语 稚 溺 正 枝 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 10-1 概 述 1、滑动轴承的分类 径向轴承(向心轴承): 径向止推轴承(向心推力轴承): 推力轴承(止推轴承): 按受载方向不同,分为: 按磨擦状态不同,分为: 混合润滑滑动轴承。 液体润滑滑动轴承 动压润滑 静压润滑 2、滑动轴承的特点 1承载能力大,耐冲

2、击; 2工作平稳,噪音低; 3结构简单,径向尺寸小。 喳 辕 闺 武 桐 笑 哥 胎 膊 路 炽 帘 彤 南 粗 掐 脾 腥 奢 肃 桃 陷 霄 棍 缮 幂 肪 渤 溺 联 缓 缺 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 一、径向滑动轴承的结构 1、整体式径向滑动轴承 图是常见的整体式滑动轴承结构。套筒式轴瓦(或轴套)压装在 轴承座中(对某些机器,也可直接压装在机体孔中)。润滑油通过 轴套上的油孔和内表面上的油沟进入摩擦面。 这种轴承结构简单、制造方便,刚度较大。缺点是轴瓦磨损 后间隙无法调整和轴颈只能从端部装入。因此,它仅适用于轴颈 不大,低速轻载或间歇工作的机械。 10-2

3、 滑动轴承的结构 蓬 么 曰 廊 年 耪 造 宽 宰 亦 出 泄 舟 贼 肛 克 咱 贷 粒 卓 哀 登 舷 讳 沮 封 砾 弛 钡 菇 恳 各 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 2、剖分式(对开式)径向滑动轴承 普通剖分式轴承结构由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓组成。 轴瓦是直接和轴颈相接触的重要零件。为了安装时易对中,轴承盖 和轴承座的剖分面常作出阶梯形的榫口。润滑油通过轴承盖上的油 孔和轴瓦上的油沟流入轴承间隙润滑摩擦面。轴承剖分面最好与载 荷方向近于垂直,以防剖分面位于承载区出现泄漏,降低承载能力。 通常,多数轴承剖面为水平剖分,也称正剖分,也有斜剖分的。 特点:

4、便于轴的安装,间隙可调整,但结构复杂。应用比较广泛 。 对开式轴承(剖分轴套) 卡 杉 巳 旷 茄 盛 吓 峦 讲 馁 泪 秉 畔 沾 镶 窒 业 般 瑶 柄 富 呆 户 演 烷 执 摆 拟 编 纬 貌 呆 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 3、调心式径向滑动轴承 若轴承的宽径比 较大,当轴的弯曲变形或轴孔倾斜时,易造成 轴颈与轴瓦端部的局部接触,引起剧烈的磨损和发热。因此,当 L/d1.5时,宜采用自动调心轴承,这种轴承的轴瓦外表面做成球面 形状,与轴承盖和轴承座的球状内表面相配合,球面中心通过轴颈 的轴线。因此轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯曲时产生的偏斜。 特点:轴

5、瓦能自动调整 位置,以适应轴的偏斜。 当轴倾斜时,可保证轴颈 与轴承配合表面接触良好 ,从而避免产生偏载。主 要用于轴的刚度较小,轴 承宽度较大的场合。 漂 吨 捐 陕 吨 楷 瓢 送 式 隆 丸 酶 丝 税 癸 盲 抖 江 院 积 蒂 鄙 蛊 凋 缀 疟 酮 奠 述 窑 程 纯 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 二、止推滑动轴承的结构 2 空心式 支撑面上压强分布较均匀,润滑条件有所改善。 1 实心式 支撑面上压强分布极不均匀,中心处压强最大,线速度为0, 对润滑很不利,导致支撑面磨损极不均匀,使用较少。 3 单环式 利用轴环的端面止推,结构简单,润滑方便,广泛用于低速

6、 轻载场合 。 4 多环式 特点同单环型,可承受较单环更大的载荷,也可承受双向轴 向载荷。 沉 樟 言 婆 疤 爷 抬 敖 讽 氟 唤 姬 骋 谩 婪 脏 娩 紧 玛 鄙 坍 豆 过 池 又 押 话 彪 斌 壕 舱 祖 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 10-3 轴瓦结构及轴承材料 按构造 分 类 整体式(又称轴套) 剖分式(对开式) 不便于装拆,可修复性差。 安装和拆卸方便,可修复。 按材料 分 类 单材料 多材料 如黄铜,灰铸铁等制成的轴瓦。 以钢、铸铁或青铜作轴瓦基体,在其表面浇铸一层 或两层很薄的减摩材料(称为轴承衬)。 单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦 轴承衬 一、

7、轴瓦结构 撇 数 汰 讶 乡 巩 丹 血 留 达 垒 烤 嗽 易 配 景 睹 胎 吉 溢 倘 糜 阵 绳 碑 硬 怜 况 厦 槐 缓 应 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 轴瓦和轴承座不允许有相对移动,为了防止轴瓦的移动,可将其 两端做出凸缘用于轴向定位或用销钉(或螺钉)将其固定在轴承座上。 为了使滑动轴承获得良好的润滑,轴瓦或轴颈上需开设油孔及油 沟,油孔用于供应润滑油,油沟用于输送和分布润滑油。其位置和 形状对轴承的承载能力和寿命影响很大。通常,油孔应设置在油膜 压力最小的地方;油沟应开在轴承不受力或油膜压力较小的区域, 要求既便于供油又不降低轴承的承载能力。图为油孔

8、和油沟对轴承承 载能力的影响。 油沟进油孔 喀 祖 诫 峡 懊 待 厄 卷 择 拍 巡 廷 诅 胡 锈 盟 派 扼 域 矢 菊 锭 逼 硒 姿 喝 托 赋 近 嫌 棚 目 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 二 轴瓦及轴承衬材料 轴瓦材料应具备下述性能:l)摩擦系数小;2)导热性好 ,热膨胀系数小;3)耐磨、耐蚀、抗胶合能力强;4)要 有足够的机械强度和可塑性。 常见的轴瓦是用两层不同金属做成的,两种金属在性 能上取长补短。在工艺上可以用浇铸或压合的方法,将 薄层材料粘附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层材料称为 轴承衬。 常用的轴瓦和轴承衬材料有下列几种: 1、轴承合金 轴承合

9、金(又称白合金、巴氏合金)有锡锑轴承合金和铅 锑轴承合金两大类。 菩 覆 沦 绳 此 系 懈 藕 象 振 裳 审 章 裂 盘 浦 贡 札 烃 概 切 橙 苦 般 佣 爪 搏 沥 伊 宫 番 罗 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 锡锑轴承合金的摩擦系数小,抗胶合性能良好,对油的 吸附性强,耐蚀性好,易跑合,是优良的轴承材料,常 用于高速、重载的轴承。但它的价格较贵且机械强度较 差,因此只能作为轴承衬材料而浇铸在钢、铸铁(图a及 b)或青铜轴瓦上(图c)。用青铜作为轴瓦基体是取其导热 性良好。这种轴承合金的熔点比较低,为了安全,在设 计、运行中常将温度控制在低于150。 铅锑

10、轴承合金的各方面性能 与锡锑轴承合金相近,但这 种材料较脆,不宜承受较大 的冲击载荷。它一般用于中 速、中载的轴承。 哟 州 秸 脐 试 猾 炼 煤 戒 冉 眯 沫 万 茨 惟 柑 笔 挪 棠 纠 食 啃 丫 溶 饮 纤 茂 赌 孙 犹 敛 柏 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 2、青铜 青铜的强度高,承载能力大,耐磨性与导热性都优于 轴承合金。它可以在较高的温度(250)下工作。但它 的可塑性差,不易跑合,与之相配的轴颈必须淬硬。 青铜可以单独做成轴瓦。为了节省有色金属,也可将 青铜浇铸在钢或铸铁轴瓦内壁上。用作轴瓦材料的青 铜,主要有锡青铜、铅青铜和铝青铜。在一般情况

11、下 ,它们分别用于中速重载、中速中载和低速重载的轴 承上。 3、具有特殊性能的轴承材料 用粉末冶金法做成的轴承,具有多孔性组织,孔隙内 可以贮存润滑油,常称为含油轴承。 巾 昌 私 汽 郊 杉 怠 簧 合 碾 艰 拄 划 皿 闽 游 峨 罚 很 照 李 创 膨 亨 盘 跟 识 恢 驯 淘 朽 檬 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 运转时,轴瓦温度升高,由于油的膨胀系数比金 属大,因而自动进入摩擦表面起到润滑作用。含 油轴承加一次油可以使用较长时间,常用于加油 不方便的场合。 在不重要的或低速轻载的轴承中,也常采用灰铸 铁或耐磨铸铁作为轴瓦材料。 此外,还有橡胶轴承、塑料轴

12、承等。 表12-2中给出常用轴瓦及轴承村材料的p、pv 等数据。 慨 蠢 押 奋 汽 课 疏 厩 禹 舰 塌 轩 内 定 张 五 竭 信 枉 液 蛔 裤 异 冤 屑 数 教 褪 疾 械 唱 瘫 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 常见金属轴承材料性能 篙 叠 贮 庶 枝 态 偏 炽 拴 很 丸 矿 悦 仓 窜 凡 拥 么 树 碉 舍 盎 蛙 哟 倡 摹 学 了 汗 匙 冤 依 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 一、润滑剂 轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗,减少磨损, 同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。轴承能否 正常工作,和选用润滑剂正确与否有很大关系。

13、润滑剂分为:1)液体润滑剂润滑油;2)半固 体润滑剂润滑脂;3)固体润滑剂等。 在润滑性能上润滑油一般比润滑脂好,应用最广 。但润滑脂具有不易流失等优点,也常用。固体 润滑剂除在特殊场合下使用外,目前正在逐步扩 大使用范围。 10-4 润滑剂和润滑装置 右 沽 润 遍 稚 哎 酮 祷 民 漫 幢 卷 违 掌 颜 杂 嗅 赖 吭 堑 叉 财 财 摊 惦 处 沈 搞 度 谱 辙 掌 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 1润滑油 润滑油最重要的物理性能是粘度 ,它也是选择润滑油的主要依据 。润滑油的粘度是指润滑油抵抗 变形的能力,它标志着液体内部 产生相对运动时内摩擦阻力的大 小

14、。 如图所示,有两块平板A及B,两板之间充满着液体。若板 A以速度v沿x轴运动,由于液体与金属表面的吸附作用, 板A表层的液体随板A以同样的速度v一起运动,静止板B表 层的液体静止不动。若润滑油作层流流动,则沿y 坐标的 油层将以不同速度u 移动,于是形成各油层间的相对滑移 ,在各层的界面上就存在相应的切应力。 奶 甫 索 御 悍 彰 代 蚊 诫 害 买 喳 骡 丙 症 磺 修 迂 份 麓 影 吓 择 堑 食 巩 矿 蛰 乒 恰 峪 止 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 牛顿在1687年提出粘性液体的摩擦定律(简称粘 性定律),即在液体作层流运动时,油层间的切 应力与其速

15、度梯度成正比,其数学表达式为: 式中:u是油层中任一点的速度,du/dy是该点的速度梯度 ;是比例系数,即液体的动力粘度,常简称为粘度。 摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的液体称为牛顿液体。 动力粘度为:长、宽、高各为1m的液体,如果使上下平 面间以u=1m/s的相对速度运动,所需施加的力F 为1N 时 ,该液体的粘度为1个国际单位制的动力粘度,以Pas(帕 秒)表示,1Pas=1Ns/m2 。动力粘度又称绝对粘度。 忠 铺 帛 封 涧 都 骋 壁 搭 婚 委 冰 谈 宾 彼 禁 酚 僚 滑 堆 坝 芯 剔 皮 哈 应 刹 渺 泌 挽 祷 鼠 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴

16、承 动力粘度的厘米克秒制单位是P(Poise,单位名称为 泊),1P=1dyns/cm2。P的百分之一称cP(厘泊)。 Pas、P及cP间的换算关系为 1 Pas=10P=1000cP 此外,还有运动粘度,它等于动力粘度与液体密度 的比值,即在国际单位制中,的单位是m2/s。实用 上这个单位嫌大,故常采用它的厘米克秒制单位 St(Stokes,单位名称为斯),或cSt(厘斯), 1St= 1cm2/s=100cSt。一般润滑油的牌号就是该油在40 时的运动粘度(单位为cSt或mm2/s) 的平均值,见表。 统 吃 齿 箭 赎 味 戒 甫 塔 衰 坪 肌 曹 俞 柯 垮 峪 蒲 脾 重 琐 框

17、栏 玛 酷 喘 琴 纪 莹 锰 哇 冉 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 用润滑油同水作比较所测得的粘度,称为相对粘度。我 国常用恩氏粘度表示相对粘度,规定:在一定温度t下, 200cm3的油样流过直径2.8mm小孔所需要的时间,与同 体积20的蒸馏水流过该孔所需时间的比值,即为该油 样的恩氏粘度,用符号Et表示。 骏 狡 点 眠 暴 巨 宜 庆 东 会 垢 祷 瑟 晌 畔 薛 缉 履 驭 舍 肥 承 罐 侨 冕 卉 仅 箔 驭 膝 并 翟 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 润滑油的粘度随着温度的升高 而降低,这对于运行着的轴承来 说,必须加以注意。

18、描述粘度随 温度变化情况的线图称为粘温图 ,见图。 润滑油的粘度还随着压力的升高 而增大,但压力不太高时,变化 极微,可略而不计。 选用润滑油时,要考虑速度、载荷和工作情况 。对于载荷大、温度高的轴承宜选粘度大的油, 载荷小、速度高的轴承宜选粘度较小的油。 咕 娟 状 荧 觅 秒 盾 颤 牡 纂 复 膛 袄 吗 蛔 炔 加 忽 柬 粱 喜 靛 篮 只 阻 硼 敖 饯 躯 屋 违 氧 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 2. 润滑脂 润滑脂是由润滑油和各种稠化剂(如钙、钠、铝、锂等金 属皂)混合稠化而成。润滑脂密封简单,不需经常加添, 不易流失,所以在垂直的摩擦表面上也可以应

19、用。润滑 脂对载荷和速度的变化有较大的适应范围,受温度的影 响不大,但摩擦损耗较大,机械效率较低,故不宜用于 高速。且润滑脂易变质,不如润滑油稳定。总的来说, 一般参数的机器,特别是低速或带有冲击的机器,都可 以使用润滑脂润滑。 目前使用最多的是钙基润滑脂,它有耐水性,常用于 60以下的各种机械设备中轴承的润滑。 准 蜜 慨 梳 香 雹 猖 昼 颈 彝 遍 丁 返 剂 察 喷 靖 维 狭 择 雕 部 嚎 仲 住 鹤 妨 掖 滴 涟 锌 赛 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 3固体润滑剂 固体润滑剂有石墨、二硫化钼(MoS2)、聚氯乙烯树脂等多 种品种。一般在超出润滑油使用

20、范围之外才考虑使用。 二、润滑装置 滑动轴承的给油 方法多种多样。 如图1所示,有针 阀式油杯、 A型 弹簧盖油杯、润 滑脂用油杯等。 芳 暑 桂 郑 湖 讲 甜 悟 逛 溅 批 啤 吭 谆 枣 表 躬 蝶 石 井 备 汲 斑 慕 椭 元 子 炼 娃 菱 疫 匆 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 上述三种油杯均已列入国家标准,选用时可查阅有关手 册。 下图为油环润滑,在轴颈上套一油环,油环下部浸入油 地中,当轴颈旋转时,靠摩擦力带动油环旋转,把油引 入轴承。油环浸在油池内的深度约为其直径的四分之一 时,给油量已足以维持液体润滑状态的需要。它常用于 大型电机的滑动轴承中。

21、最完善的给油方法是利用 油泵循环给油,给油量充 足,给油压力只需 0.05MPa,在油的循环系 统中常配置过滤器、冷却 器。 忠 仲 岁 珐 敬 盎 陕 揍 编 评 续 堰 树 耿 踢 好 甸 瓜 条 蛆 款 伍 虐 悄 抒 食 抽 蹋 思 株 撇 苦 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 磨损非液体摩擦滑动轴承工作表面,在工作时有局部金属 接触,会产生不同程度的摩擦和磨损,导致轴承配间隙增大,影 响轴的旋转精度,从而使轴承不能正常工作。 10-5 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)失 效形式 胶合当载荷过大而导致油膜破裂时;或在润滑油

22、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 附和迁移,从而出现胶合。 限制轴承平均压力p 以免产生过度的磨损; 限制pv值以防止过热产生胶合; 限制滑动速度V 以免加速磨损而使轴承报废。 二)计算准则 辙 扼 聪 爱 耻 帧 锭 聪 今 健 皑 郝 泊 腥 枕 坎 璃 阳 般 喊 绦 刺 秀 役 短 菱 涯 蜀 侩 婿 俗 饭 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 设计方法及步骤: 1根据工作要求选择轴承结构形式:整体式还是剖分式 2选择轴瓦材料 3选择轴承的长径比l/d 二、非液体摩擦滑动轴承的设计计算 一)向心轴承设计 设计的已知条件:轴颈直径(由

23、轴的结构设计确定),轴的转 速(r/min),径向载荷FR(N),使用条件. 4验算轴承的工作能力 1)验算平均压力p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 归 篇 苟 密 遣 恍 朱 琶 静 何 酷 晶 傈 拇 粤 卢 捡 工 惰 岿 阻 摧 帛 幼 菏 菩 姐 诱 牢 烁 秃 透 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 式中 FR轴承的径向载荷,N; B轴瓦长度,mm; d轴颈直径,mm; p轴瓦材料的许用压力 MPa ,其值见表1-1 2)验算轴承的pv值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 式中 n轴的转速,r/mi

24、n; pv轴瓦材料的许用值,N/mm2m/s,其值见表12-2 B d 瘫 帆 切 肛 芯 闹 倾 追 橱 痔 消 腺 粥 冗 箔 搞 拆 挣 株 扮 果 蹋 妇 帚 蒙 鹅 蓟 络 控 钓 釉 培 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 3)验算滑动速度v 对于p和pv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p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 承边缘可能产生相当高的压力,因而局部区域的pv值还会超过 许用值。因此必须验算滑动速度V满足 式中 v许用滑动速度,其值见表12-2。 踌 逆 溪 唤 源 诡 洪 擂 索 奋 智 侩 勘 哪 瑟 裔 粒 掌 蟹 张 雕 荧 陛 蜜 废 耕 爵 提 楞 举 泅 暑 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承 5. 选择轴颈与轴瓦之间的配合 轴承间隙 d - d d d 根 据 轴的转速n1 径向载荷FR 选 择 n1, n1一定时, FR 三推力滑动轴承设计(略) 一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6 皆 慷 瑶 烟 阻 锚 呕 玩 唆 翻 遇 荚 挤 转 涌 戏 乏 舷 汉 喜 舒 子 磊 冬 舟 遭 逃 杖 桂 再 板 寝 第 十 章 滑 动 轴 承 第 十 章 滑 动 轴 承

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