青島科技大學專用潘存云教授研制,第12章滑動軸承,12-1滑動軸承概述,12-2滑動軸承的典型結構,12-3滑動軸承的失效形式及常用材料,12-4滑動軸承軸瓦結構,12-5滑動軸承潤滑劑的選擇,12-6不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算,12-7液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算,12-8其它形式滑動軸承簡介,青島科技大學專用潘存云教授研制,分類,滾動軸承,軸承的功用：用來支承軸及軸上零件。,滑動軸承,12-1滑動軸承概述,1能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。,2具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。,3具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉精度。,一、軸承的基本要求,二、軸承的分類,按摩擦性質分,按受載方向分,按潤滑狀態(tài)分,向心推力(徑向止推)軸承,向心(徑向)軸承,推力(止推)軸承,不完全液體潤滑滑動軸承,不完全液體潤滑滑動軸承,青島科技大學專用潘存云教授研制,三、滑動軸承的應用領域,1.工作轉速特高的軸承，汽輪發(fā)電機；,2.要求對軸的支承位置特別精確的軸承，如精密磨床；,3.特重型的軸承，如水輪發(fā)電機；,4.承受巨大沖擊和振動載荷的軸承，如破碎機；,5.根據(jù)裝配要求必須做成剖分式的軸承，如曲軸軸承；,6.在特殊條件下（如水中、或腐蝕介質）工作的軸承，如艦艇螺旋槳推進器的軸承；,7.軸承處徑向尺寸受到限制時，可采用滑動軸承。如多輥軋鋼機。,四、滑動軸承的設計內容,軸承的型式和結構選擇；軸瓦的結構和材料選擇；軸承的結構參數(shù)設計潤滑劑及其供應量的確定；軸承工作能力及熱平衡計算。,青島科技大學專用潘存云教授研制,一、向心滑動軸承,組成：軸承座、軸套或軸瓦等。,12-2滑動軸承的結構型式,油杯孔,軸承,1)結構簡單，成本低廉。,應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。,2)因磨損而造成的間隙無法調整。,3)只能從沿軸向裝入或拆。,1)整體式向心滑動軸承,軸承座,特點：,青島科技大學專用潘存云教授研制,將軸承座或軸瓦分離制造，兩部分用聯(lián)接螺栓。,剖分式向心滑動軸承,螺紋孔,軸承座,軸承蓋,聯(lián)接螺栓,剖分軸瓦,2)剖分式向心滑動軸承,特點：結構復雜，可以調整因磨損而造成的間隙，安裝方便。,應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器。,青島科技大學專用潘存云教授研制,作用：用來承受軸向載荷,二、推力滑動軸承,結構形式：,空心式-軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件比實心式要好。,單環(huán)式-利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、輕載的場合。,多環(huán)式-不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。,各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低50%。,青島科技大學專用潘存云教授研制,結構特點：在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數(shù)量一般為612。,-傾角固定，頂部預留平臺，,類型,固定式,可傾式,用來承受停車后的載荷。,-傾角隨載荷、轉速自行調整，性能好。,巴氏合金,青島科技大學專用潘存云教授研制,12-3滑動軸承的失效形式及常用材料,一、滑動軸承常見失效形式,磨粒磨損-進入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉動，對軸承表面起研磨作用。,刮傷-進入軸承間隙的硬顆?；蜉S徑表面粗糙的微觀輪廓尖峰，在軸承表面劃出線狀傷痕。,膠合-當瞬時溫升過高，載荷過大，油膜破裂時或供油不足時，軸承表面材料發(fā)生粘附和遷移，造成軸承損傷。,疲勞剝落-在載荷得反復作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動方向垂直的疲勞裂紋，擴展后造成軸承材料剝落。,腐蝕-潤滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物質對軸承材料有腐蝕，材料腐蝕易形成點狀剝落。,青島科技大學專用潘存云教授研制,微動磨損-發(fā)生在名義上相對靜止，實際上存在循環(huán)的微幅相對運動的兩個緊密接觸的表面上。,其它失效形式:,氣蝕-氣流沖蝕零件表面引起的機械磨損；,流體侵蝕-流體沖蝕零件表面引起的機械磨損；,電侵蝕-電化學或電離作用引起的機械磨損；,軸瓦失效實例:,軸瓦磨損,表面劃傷,疲勞點蝕,青島科技大學專用潘存云教授研制,二、滑動軸承的材料,(一)軸承材料性能的要求,1)減摩性-材料副具有較低的摩擦系數(shù)。,2)耐磨性-材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。,3)抗膠合-材料的耐熱性與抗粘附性。,4)摩擦順應性-材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不良的能力。,5)嵌入性-材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。,6)磨合性-軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力。,軸承材料是指在軸承結構中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。,青島科技大學專用潘存云教授研制,工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種不同的金屬組合在一起，性能上取長補短。,此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經(jīng)濟性。,能同時滿足這些要求的材料是難找的，但應根據(jù)具體情況主要的使用要求。,滑動軸承材料,金屬材料,非金屬材料,軸承合金,銅合金,鋁基軸承合金,鑄鐵,多孔質金屬材料,工程塑料,碳石墨,橡膠,木材,(二)常用軸承材料,青島科技大學專用潘存云教授研制,1)軸承合金（白合金、巴氏合金）,是錫、鉛、銻、銅等金屬的合金，錫或鉛為基體。,優(yōu)點：f小，抗膠合性能好、對油的吸附性強、耐腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。,缺點：價格貴、機械強度較差；,只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。,工作溫度：t3540時，表明軸承的承載能力不足，可采取如下措施：,加散熱片，以增大散熱面積；,在保證承載能力的不下降的條件下，適當增大軸承間隙；,提高軸和軸承的加工精度。,風冷,增加冷卻裝置：加風扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻；,青島科技大學專用潘存云教授研制,六、軸承參數(shù)的選擇,取值范圍：B/d=0.31.5,影響效果：B/d小，有利于提高穩(wěn)定性，增大端排泄量以降低溫度；,B/d大，增大軸承的承載能力。,0.61.5-電動機、發(fā)電機、離心機、齒輪變速器;,1、寬徑比B/d,應用:B/d=,0.31.0-汽輪機、鼓風機;,0.81.2-機車、拖拉機;,0.60.9-軋鋼機。,2、相對間隙,影響因素：載荷和速度，軸徑尺寸，寬度/直徑，調心能力，加工精度。,青島科技大學專用潘存云教授研制,選取原則：1）速度高，取大值；載荷小，取小值；,2）直徑大，寬徑比小，調心性能好，加工精度高，取小值；反之，取大值。,應用:=,0.0010.0002-汽輪機、電動機、發(fā)電機、齒輪變速器;,0.00020.0015-軋鋼機鐵路機車輛；,0.00020.00125-機床、內燃機。,0.00020.00125-鼓風機、離心機。,一般軸承，按如下經(jīng)驗公式計算：,青島科技大學專用潘存云教授研制,3、潤滑油粘度,對承載能力，功耗、溫升都有影響；,根據(jù)平均溫度：tm=(ti+to)/2決定潤滑油粘度；,設計時假設，tm=5075，計算所得應在：ti=3540；,初始計算時，可?。?青島科技大學專用潘存云教授研制,七、液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計過程,已知條件：外加徑向載荷F(N)，軸頸轉速n(r/min)及軸頸直徑d(mm)。,設計及驗算,保證在平均油溫tm下hminh,a)選擇軸承材料，驗算p、v、pv。,b)選擇軸承參數(shù)，如軸承寬度(B)、相對間隙()和潤滑油()。,c)計算承載量系數(shù)(Cp)并查表確定偏心率()。,d)計算最小油膜厚度(hmin)和許用油膜厚度(h)。,青島科技大學專用潘存云教授研制,極限工作能力校核,a)根據(jù)直徑間隙()，選擇配合。,b)根據(jù)最大間隙(max)和最小間隙(min)，校核軸承的最小油膜厚度和潤滑油入口油溫。,繪制軸承零件圖,驗算溫升,a)計算軸承與軸頸的摩擦系數(shù)(f)。,c)計算軸承溫升(t)和潤滑油入口平均溫度(ti)。,b)根據(jù)寬徑比(B/d)和偏心率()查取潤滑油流量系數(shù)。,青島科技大學專用潘存云教授研制,12-8其它形式滑動軸承簡介,一、無潤滑軸承又稱干摩擦軸承,無潤滑軸承-工作時外界不提供潤滑劑。,自潤滑軸承-軸承材料本身就是固體潤滑劑，或軸瓦內含有潤滑劑。,1）軸承材料及軸徑材料,軸承材料-為降低磨損，常用工程塑料和碳石墨；,軸徑材料-為防止銹蝕或降低摩擦系數(shù)，常用不銹鋼、碳鋼鍍硬鉻，使軸承和軸徑兩者表面硬度差加大。,青島科技大學專用潘存云教授研制,b)軸瓦厚度-對于完全塑料的軸瓦，=d/(1220),以金屬軸瓦作瓦背時，可適當減薄。,d)表面粗糙度-Ra=0.20.4m,3）軸承承載能力,失效形式主要是磨損，設計條件是：,pp以及pvpv,c)直徑間隙-0.05d，且不小于0.1mm,2）主要設計參數(shù),a）寬徑比：B/d=0.351.5,青島科技大學專用潘存云教授研制,將軸瓦內孔做成特殊形狀，以產生多個動壓油膜，提高軸承的工作穩(wěn)定性和旋轉精度。,1、橢圓軸承,特點：形成兩個動壓油膜，提高了穩(wěn)定性。摩擦損耗加大、供油量增大、承載能力降低。矢量之合,2、三油楔軸承,特點：形成三個動壓油膜，提高了旋轉精度和穩(wěn)定性。摩擦損耗加大、承載能力降低，制造困難。,固定式,可傾式,制造時兩半之間加墊片，鏜出圓孔，使用時拆去墊片即可。,二、多油楔軸承,青島科技大學專用潘存云教授研制,三、液體靜壓軸承,工作原理：依靠供油裝置，將高壓油壓入軸承間隙中，強制形成油膜。,特點：靜壓軸承載任何工況下都能勝任工作。,常用節(jié)流器,關鍵器件：節(jié)流器,節(jié)流器作用：根據(jù)外載荷的變化自動調節(jié)各油腔內