機(jī)械設(shè)計(jì)滑軸承多媒體第1頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、滑動(dòng)軸承的分類按滑動(dòng)軸承工作時(shí)軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的摩擦狀態(tài)，滑動(dòng)軸承可分為:液體摩擦軸承非液體摩擦軸承液體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承液體靜壓潤(rùn)滑軸承按滑動(dòng)軸承承受載荷的方向可分為:徑向滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承第2頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)和應(yīng)用

非液體摩擦滑動(dòng)軸承：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，但損耗較大。液體摩擦軸承的特點(diǎn)有（與滾動(dòng)軸承比）：（1）在高速重載下能正常工作，壽命長(zhǎng)；（2）精度高，液體摩擦軸承磨損?。ㄈ绺鹬迚坞娬就屏S承最近拆卸后發(fā)現(xiàn)表面刀痕還在）；（3）滑動(dòng)軸承可做成剖分式的，能滿足特殊結(jié)構(gòu)的需要；第3頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可以吸收振動(dòng)，緩和沖擊；（5）滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承的?。Σ涟l(fā)生在軸瓦和軸頸表面之間，而滾動(dòng)軸承的摩擦發(fā)生在套圈和滾動(dòng)體之間）；（6）但起動(dòng)過程不易形成油膜，摩擦阻力較大。適宜使用在剖分結(jié)構(gòu)（如發(fā)動(dòng)機(jī)連桿與曲軸之間）、特高速、特低速、特重載、無法潤(rùn)滑等場(chǎng)所第4頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12.2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式一、徑向滑動(dòng)軸承1.整體式徑向滑動(dòng)軸承軸頸+軸瓦+軸承座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但磨損后間隙過大時(shí)無法調(diào)整;軸頸只能從軸承端部安裝和拆卸第5頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.剖分式徑向滑動(dòng)軸承（剖分位置十分重要）剖分式徑向滑動(dòng)軸承裝拆方便,還可以通過增減剖分面上的調(diào)整墊片的厚度來調(diào)整間隙。垂直載荷用傾斜載荷用第6頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、推力滑動(dòng)軸承

由軸承座和推力軸頸組成d0=(0.4~0.6)dd=d1+2S

S=(0.1~0.3)d1

d0=1.1d1

S1=(2~3)S第8頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12.3軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承材料指的是軸瓦材料滑動(dòng)軸承的失效形式主要是軸瓦的膠合和磨損一、對(duì)軸瓦材料的要求（1）有足夠的疲勞強(qiáng)度，保證足夠的疲勞壽命；（2）有足夠的抗壓強(qiáng)度，防止產(chǎn)生塑性變形；（3）有良好的減摩性和耐磨性，提高效率、減小磨損；（4）具有較好的抗膠合性，防止粘著磨損；（5）對(duì)潤(rùn)滑油要有較好的吸附能力，易形成邊界膜；（6）有較好的適應(yīng)性和嵌藏性，容納固體顆粒、避免劃傷；（7）良好的導(dǎo)熱性，散熱好、防止燒瓦；（8）經(jīng)濟(jì)性、加工工藝性好。第9頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、常用的軸瓦材料及其性質(zhì)

軸瓦材料可分為三類：金屬材料、粉末冶金材料和非金屬材料金屬材料包括軸承合金、青銅、黃銅、鋁合金和鑄鐵（1）軸承合金：軸承合金又稱白金或巴氏合金錫基軸承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4鉛基軸承合金，如ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3這兩種軸承合金都有較好的跑合性、耐磨性和抗膠合性但軸承合金強(qiáng)度不高，價(jià)格很貴。在鋼或銅制成的軸瓦內(nèi)表面上澆注一層軸承合金，這層軸承合金稱軸承襯，鋼或銅制成的軸瓦基體稱瓦背。第10頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）青銅抗膠合能力僅次于軸承合金，強(qiáng)度較高鑄錫磷青銅：減摩、抗磨好，強(qiáng)度高，用于重載。鉛青銅：抗疲勞、導(dǎo)熱、高溫時(shí)鉛起潤(rùn)滑作用。鋁青銅：抗沖擊強(qiáng)、抗膠合差。（3）黃銅：滑動(dòng)速度不高，綜合性能不如軸承合金、青銅。（4）鋁合金：強(qiáng)度高、導(dǎo)熱好、價(jià)格便宜，抗膠合差、耐磨差。（5）鑄鐵：價(jià)格便宜，低速、輕載。（6）粉末冶金材料：含油軸承，鐵-石墨、青銅-石墨（7）軸承塑料：摩擦系數(shù)小，耐沖擊，導(dǎo)熱性差。第11頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、軸瓦結(jié)構(gòu)單金屬軸瓦：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低雙金屬軸瓦：節(jié)省貴重金屬第12頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙金屬軸瓦的瓦背和軸承襯的聯(lián)接形式見下表第13頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整體式軸瓦軸瓦和軸承座一般采用過盈配合為了向摩擦表面間加注潤(rùn)滑劑,在軸承上方開設(shè)注油孔剖分式軸瓦第14頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為了向摩擦表面輸送和分布潤(rùn)滑劑，在軸瓦內(nèi)面開有油溝整體式剖分式軸瓦上的油溝第15頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油溝位置對(duì)承載能力的影響液體摩擦軸承的油溝應(yīng)開在非承載區(qū)，周向油溝應(yīng)靠近軸承的兩端。油室：對(duì)某些載荷較大的軸承,在軸瓦內(nèi)開有油室第16頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月軸瓦的應(yīng)用第17頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月彈塑瓦滑動(dòng)軸承應(yīng)用彈塑瓦推力軸承第18頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月彈塑瓦滑動(dòng)軸承應(yīng)用彈塑瓦導(dǎo)軸承第19頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月彈塑瓦滑動(dòng)軸承應(yīng)用彈塑瓦徑向軸承第20頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12.4非液體摩擦軸承的計(jì)算主要失效形式：膠合和磨損；潤(rùn)滑狀態(tài)：混合摩擦；軸承的溫升：限制單位面積上的摩擦功fpv；軸承計(jì)算的目的：保持邊界膜不被破壞。第21頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、非液體摩擦徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算1.驗(yàn)算壓強(qiáng)p

壓強(qiáng)p過大可能使軸瓦產(chǎn)生塑性變形破壞邊界膜,應(yīng)保證壓強(qiáng)不超過允許值[p],即MPa2.驗(yàn)算值值大表明摩擦功大,溫升大,邊界膜易破壞,其限制條件為:MPa·m/s3.驗(yàn)算速度對(duì)于跨度較大的軸m/s第22頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、非液體摩擦推力滑動(dòng)軸承的計(jì)算1.驗(yàn)算壓強(qiáng)pMPa2.驗(yàn)算pvm值MPa?m?s-1第23頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、非液體摩擦徑向滑動(dòng)軸承的配合第24頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12.8潤(rùn)滑劑與潤(rùn)滑裝置一、滑動(dòng)軸承用潤(rùn)滑劑的選擇1.液體摩擦軸承用潤(rùn)滑油的選擇(1)重載有沖擊時(shí)的選擇較高的粘度;(2)高速、輕載時(shí)選擇較低的粘度2.非液體摩擦軸承用潤(rùn)滑劑的選擇非液體摩擦軸承有的用潤(rùn)滑油,有的用潤(rùn)滑脂。這要用系數(shù)K來估計(jì)當(dāng)時(shí)可選用潤(rùn)滑脂來潤(rùn)滑,時(shí)則需用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑第25頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)潤(rùn)滑：比較重要的軸承應(yīng)當(dāng)采用連續(xù)潤(rùn)滑方式油芯式油杯油環(huán)潤(rùn)滑滴油潤(rùn)滑油環(huán)潤(rùn)滑浸油潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑壓力循環(huán)潤(rùn)滑二、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑裝置1、油潤(rùn)滑第26頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月間歇潤(rùn)滑對(duì)于小型、低速或間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)器可采用間歇式潤(rùn)滑。注油器針閥式油杯2、脂潤(rùn)滑采用間歇式潤(rùn)滑，旋蓋式油杯第27頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12.5液體動(dòng)壓形成原理及基本方程液體摩擦軸承分為:流體動(dòng)壓軸承流體靜壓軸承徑向軸承推力軸承軸頸和軸承兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間完全被一層油膜所分開第28頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、流體動(dòng)壓潤(rùn)滑形成原理1.基本假設(shè)(1)兩板間流體作層流運(yùn)動(dòng)；(2)兩板間流體是牛頓流體，其粘度只隨溫度的變化而改變,忽略壓力對(duì)粘度的影響，而且流體是不可壓縮的；(3)與兩板M、N相接觸的流體層與板間無滑動(dòng)出現(xiàn)；（4）流體的重力和流動(dòng)過程中產(chǎn)生的慣性力可以略去；（5）由于間隙很小，壓力p沿y方向大小不變；（6）平板沿Z方向無限長(zhǎng)，所以流體沿Z方向無流動(dòng)。第29頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.流體動(dòng)壓力的形成及承載原理從層流運(yùn)動(dòng)的油膜中取一微單元體進(jìn)行分析,可得此式說明壓力沿x方向的變化率與速度梯度沿y方向的變化率成正比。將代入得第30頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流體動(dòng)壓力的形成和壓力油膜承載原理靠運(yùn)動(dòng)表面帶動(dòng)粘性流體以足夠的速度流經(jīng)收斂形間隙時(shí),流體內(nèi)所產(chǎn)生壓力叫流體動(dòng)壓力間隙內(nèi)具有動(dòng)壓力的油層稱為流體動(dòng)壓油膜第31頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.形成流體動(dòng)壓的條件形成流體動(dòng)壓的必要條件:(1)流體必須流經(jīng)收斂間隙,而且間隙傾角越大則產(chǎn)生的油膜壓力越大；(2)流體必須有足夠的速度；(3)流體必須是粘性流體。二、流體動(dòng)壓基本方程變形并積分此式稱為一維流體動(dòng)壓基本方程，也叫一維雷諾方程將得第32頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12.6液體動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算一、徑向滑動(dòng)軸承的工作過程第33頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、徑向滑動(dòng)軸承的幾何參數(shù)及其基本方程的形式徑向滑動(dòng)軸承的幾何參數(shù)如下h=C+ecosφhmin=C-e=C(1-)h0=C+ecosφ0第34頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月此式即為動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的基本方程，也就是壓力沿圓周方向的變化率。（12-8）h=C+ecosφh0=C+ecosφ0第35頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓力沿圓周方向曲線方程微小面積上油膜力的垂直分量單位長(zhǎng)度上油膜力的垂直分量之和三、徑向滑動(dòng)軸承的承載系數(shù)和最小油膜厚度計(jì)算油膜壓力分布微小面積影響最小油膜厚度的因素很多，可以用一個(gè)表示這些因素綜合影響的無量綱數(shù)——承載量系數(shù)來反映第36頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沿垂直方向的總油膜力第37頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（12-10）由式（12-10）可得（12-11）軸承穩(wěn)定工作時(shí),外載荷和總油膜力和垂直分量P相平衡,即第38頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最小油膜厚度必須滿足:設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)長(zhǎng)徑比L/d′用式(12-11)計(jì)算,然后由滑動(dòng)軸承圖查得ε再由下式計(jì)算得。第39頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、滑動(dòng)軸承的熱平衡計(jì)算在熱平衡狀態(tài)，對(duì)于非壓力供油的徑向滑動(dòng)軸承有Q——潤(rùn)滑油的流量，Ks在50~140之間選取第40頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月式中：——軸承的摩擦特性系數(shù)——軸承的流量系數(shù)Cf、CQ是無量綱參數(shù)，是相對(duì)偏心距ε和長(zhǎng)徑比L/d的函數(shù)第41頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般取tm=50t0=60~70ti=30~40第42頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、耗油量和摩擦功率（1）耗油量（2）摩擦功率W六、滑動(dòng)軸承主要參數(shù)和選擇在液體摩擦滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中已知條件通常是：作用在軸頸上的徑向載荷，軸頸直徑和軸的轉(zhuǎn)數(shù)，以及軸承的工作條件等。軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算就是選擇合適的參數(shù)，使軸承的最小油膜厚度（）滿足式（12-12），使溫升（）在規(guī)定的范圍第43頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.軸承長(zhǎng)頸比L/d的選擇2.相對(duì)間隙ψ=C/r和軸承配合的選擇選擇ψ的經(jīng)驗(yàn)公式為按最大間隙計(jì)算最小油膜厚度按最小間隙進(jìn)行熱平衡計(jì)算

L/d大時(shí)：軸瓦壓強(qiáng)變小、最小油膜厚度增加、承載能力變大油流量變小、溫升高，邊緣易接觸。Ψ對(duì)最小油膜厚度、摩擦功、流量、平均溫度均有影響。第44頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.潤(rùn)滑油的選擇及粘度的確定4.最小油膜厚度許用值的確定粘度高：油膜厚度大、承載能力大，易發(fā)熱。載荷大：選高粘度油由表面不平度來確定速度高：選低粘度油第45頁(yè)，課件共48頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、滑動(dòng)軸承摩擦特性曲線潤(rùn)滑油的內(nèi)摩擦力與軸承的摩擦特性系數(shù)