1、浙江大學(xué)專用 第13章 滑動軸承13-1 摩擦狀態(tài)13-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式13-3 軸瓦及軸承襯材料13-5 非液體摩擦滑動軸承的計算13-4 潤滑劑和潤滑裝置13-6 動壓潤滑的基本原理13-8 靜壓軸承與空氣軸承簡介13-7 液體動壓滑動軸承的計算浙江大學(xué)專用 1）支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；2）減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損分類：滾動軸承軸承的功用：滑動軸承應(yīng)用實例：汽輪機、離心式壓縮機、內(nèi)燃機、大型電機、水泥攪拌機、滾筒清砂機、破碎機等機械常采用滑動軸承。優(yōu)點多，應(yīng)用廣用于高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場合。浙江大學(xué)專用 1. 干摩擦 固體表面直接接觸，因而 不允許

2、出現(xiàn)干摩擦！2. 邊界摩擦13-1 摩擦狀態(tài) 功耗 磨損 溫度 燒毀軸瓦 運動副表面有一層厚度1 m的薄油膜，不足以將兩金屬表面分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削。比干摩擦的磨損輕，f 0.1 0.3v有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。3. 液體摩擦摩擦和磨損極輕，f 0.001 0.01 vvv浙江大學(xué)專用 fn/p o在一般機器中，處于以上三種情況的混合狀態(tài)。邊界摩擦混合摩擦液體摩擦摩擦特性曲線稱無量綱參數(shù)n/p為軸承特性數(shù)。浙江大學(xué)專用 一、 向心滑動軸承組成：軸承座、軸套或軸瓦、聯(lián)接螺栓等。13-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式整體式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承榫口螺紋孔軸承座

3、軸承軸承座軸承蓋聯(lián)接螺栓剖分軸瓦浙江大學(xué)專用 薄壁軸瓦軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進(jìn)油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。進(jìn)油孔油溝F厚壁軸瓦整體軸套卷制軸套浙江大學(xué)專用 軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。載荷傾斜時結(jié)構(gòu)如圖大型液體滑動軸承常設(shè)計成兩邊供油的形式，既有利于形成動壓油膜，又起冷卻作用。45 油溝形式 寬徑比B/d-軸瓦寬度與軸徑直徑之比。重要參數(shù)液體潤滑摩擦的滑動軸承: B/d=0.51非液體潤滑摩擦的滑動軸承: B/d=0.81.5 Bd浙江大學(xué)專用 作用：用來承受軸向載荷 二、 推力滑動軸承 結(jié)構(gòu)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

4、有楔角的扇形快。其數(shù)量一般為612。-傾角固定，頂部預(yù)留平臺， 類型固定式可傾式-傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行 調(diào)整，性能好。 FF巴氏合金繞此邊線自行傾斜F浙江大學(xué)專用 材料要求：13-3 軸瓦及軸承襯材料1）摩擦系數(shù)小；2）導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)??；3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強；4）有足夠的機械強度和塑性。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。軸承襯一、軸承合金（白合金、巴氏合金）1）錫銻軸承合金優(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。浙江大學(xué)專用 2）青銅缺點：價格貴、機械強度較差；只能作為軸承

5、襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。工作溫度：t120優(yōu)點：青銅強度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性 都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)250 。缺點：可塑性差、不易跑合、相配的軸徑必須淬硬。青銅可以單獨制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上。鋁青銅鉛青銅錫青銅中速重載中速中載低速重載浙江大學(xué)專用 3）具有特殊性能的軸承材料含油軸承： 用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲潤滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱龊?。橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤滑。常用于潛水泵、沙石清洗機、鉆機等有泥沙的場合。塑料軸承：具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液

6、等潤滑的優(yōu)點。鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。缺點：導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此 缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用。浙江大學(xué)專用 13-4 潤滑劑和潤滑裝置一、 潤滑劑作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。分類液體潤滑劑-潤滑油半固體潤滑劑-潤滑脂固體潤滑劑1. 潤滑油粘度-重要參數(shù) 液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：=dudy- 牛頓液體流動定律 -液體的動力粘度，簡稱粘度量綱：力時間/長度2單位：N s /m2 (Pa s)運動粘度：g = 單位： m2 / s或斯St：cm2 /s 實驗結(jié)果： oxyydyduAB浙江大學(xué)專用 2. 潤滑脂潤滑油的特性：1）溫度 t

7、 2）壓力p 選用原則：1) 載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；2) 載荷小、轉(zhuǎn)速高的軸承，宜選用粘度小的油。-潤滑油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂）混合稠化而成。優(yōu)點：密封簡單、不需要經(jīng)常添加、不易流失；對速度和溫度不敏感，適用范圍廣。 但p 350 才開始氧化， 可在水中工作。-摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣 (-60300 )，但遇水性能下降。-摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。使用方式：1.調(diào)和在潤滑油中；2.涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；3.混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型。浙江大學(xué)專用 二、潤滑裝置1. 油杯 針閥式油杯旋蓋式油杯 脂用壓注式油杯彈簧蓋油杯浙江大學(xué)專用 2. 油環(huán)

8、浙江大學(xué)專用 一、 向心軸承在油、脂中加入少量石墨或二流化鉬粉末，形成邊界油膜，填平粗糙表面而減少磨損。不能完全排除磨損。1. 軸承的壓強pF-徑向載荷，B-軸瓦寬度，d-軸徑，p-許用壓強。13-5 非液體摩擦滑動軸承的計算 p = pFBd表13-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號鑄錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄錫青銅ZCuSn10P1pMpapvMpa.m/s平穩(wěn)沖擊25202015HBS金屬型 砂型最高工作溫度軸徑硬度150HBS150HBS45HBC1501502802730908015151015浙江大學(xué)專用 2. 軸承的pv值

9、n-轉(zhuǎn)速，pv-許用值。 pv = FBddn60 1000pv二、 推力軸承 z-軸環(huán)數(shù), pvm=pvp考慮承載的不均勻性， p、pv應(yīng)降低2040%Fd1d2Fd1d2浙江大學(xué)專用 一、動壓潤滑的形成和原理和條件13-6 動壓潤滑的基本原理FFFF兩平形板之間不能形成壓力油膜！ v vvh1aah2cc動壓油膜-因運動而產(chǎn)生的壓力油膜。 v vvh0bbF浙江大學(xué)專用 F形成動壓油膜的必要條件：1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤滑油或其它液體；3.兩工件表面必須有相對滑動速度。其運動方向必須保證潤滑油從大截面流進(jìn)，從小截面流出。 Fy =F Fx 0 F

10、y =F Fx = 0向心軸承動壓油膜的形成過程：靜止爬升將軸抬起質(zhì)心左移穩(wěn)定運轉(zhuǎn)e -偏心距e浙江大學(xué)專用 B二、流體動壓潤滑的基本方程假設(shè)條件：1.Z向無限長，潤滑油在Z向沒有流動；2.壓力 p 不隨 y 值的大小而變化；3.潤滑油粘度 不隨壓力而變化；4.潤滑油處于層流狀態(tài)。取微單元進(jìn)行受力分析: +dp+dppAxzypdydz+(+d)dxdz-(p+dp)dydz dxdz=0=dd ydxdpdydu= 整理后得：又有：=dxdpd2ud y2得：對y積分得：u= y2+C1y+C2 21dxdp邊界條件：當(dāng)y=0時，u=-vC2 = -v當(dāng)y=h時，u=0C1= h +21dx

11、dphv浙江大學(xué)專用 vvFaaccxzy代入得：u= (y2- hy) +21dxdpvhy-h任意截面內(nèi)的流量：b-b截面內(nèi)的流量：=6vdxdph0-hh3得：- 一維雷諾方程由上式可得壓力分布曲線: p=f(x)在b-b處：h=h0， p=pmax速度梯度du/dy呈線性分布，其余位置呈非線性分布。pmaxxph0bb浙江大學(xué)專用 13-7 液體動壓滑動軸承承載量計算的基本思想：將一維雷諾方程寫成極坐標(biāo)形式，通過二重積分，并考慮端泄影響之后，求出軸承幾何參數(shù)與負(fù)載之間的關(guān)系。 一、承載量公式 或FR徑向載荷（N）；FR承載量系數(shù)，無量綱；h動力粘度（Ns/m2）；v線速度（m/s）；y

12、 =D/d相對間隙，無量綱； D = (D-d)稱為直徑間隙；eFRFR與寬徑比（B/d）及偏心率c = e/(R-r)有關(guān)，見圖13-22。浙江大學(xué)專用 二、最小油膜厚度hmin 液體摩擦條件為： eFRRz1、Rz2分別為軸承、軸瓦表面粗糙度。 浙江大學(xué)專用 三、液體動壓多油楔軸承簡介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(zhuǎn)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FO1O3O2FO1O2制造時兩半之間加墊片，鏜出圓孔，使用時拆去墊片即可。浙江大學(xué)專用 節(jié)流器節(jié)流器D13-8 靜壓軸承與空氣軸承簡介一、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。關(guān)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(diào)節(jié)各