1、軸承概述,箱體 齒輪 軸 軸承 軸承孔,軸承：支持軸或軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的部件 作用： 支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度 減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損 分類： 按承載方向分：向心軸承、推力軸承 按摩擦性質(zhì)分：滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承,滾動(dòng)軸承,滑動(dòng)軸承,應(yīng)用實(shí)例：汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電機(jī)、水泥攪拌機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械常采用滑動(dòng)軸承。,滑動(dòng)軸承,15-1 摩擦狀態(tài) 15-2 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式 15-3 軸瓦及軸承襯材料 15-4 潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置 15-5 非全液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算 15-6 動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本原理,基本要求: 了解滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合 了解滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)、軸

2、瓦材料及其選用原則 了解常用潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑裝置 掌握不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法 了解動(dòng)壓潤(rùn)滑原理,15-1 摩擦狀態(tài),主要特點(diǎn)：工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤(rùn)滑時(shí)摩擦損失小 應(yīng)用情況：工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對(duì)軸的支承位置特別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動(dòng)載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承；特殊工況下 滑動(dòng)軸承中的摩擦按潤(rùn)滑油存在方式分：干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦(非液體摩擦),1. 干摩擦,固體表面直接接觸，因而,不用許出現(xiàn)干摩擦！,2. 邊界摩擦,功耗,磨損,溫度,燒毀軸瓦,運(yùn)動(dòng)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

3、搓削。,比干摩擦的磨損輕，f 0.1 0.3,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,在一般機(jī)器中，處于以上三種情況的混合狀態(tài)。,摩擦特性曲線,稱無量綱參數(shù)n/p為軸承特性數(shù)。 -動(dòng)力粘度，p-壓強(qiáng) ，n-每秒轉(zhuǎn)數(shù),15-2 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式,向心滑動(dòng)軸承 推力滑動(dòng)軸承,滑動(dòng)軸承組成：軸承體、軸瓦及軸承襯、潤(rùn)滑與密封裝置 滑動(dòng)軸承分類： 向心滑動(dòng)軸承 整體式、剖分式、自動(dòng)調(diào)心式 推力滑動(dòng)軸承,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(rùn)滑油均勻分布在整個(gè)軸徑上。,進(jìn)油孔,油溝,厚壁軸瓦,整體軸套,卷制軸套,整體式向

4、心滑動(dòng)軸承,軸承座 整體軸套 油孔 螺紋孔,結(jié)構(gòu)：軸承座、軸套（整體） 軸承座設(shè)有安裝潤(rùn)滑油杯的螺紋孔 軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低 但裝拆不便，無法調(diào)整 應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器,剖分式向心滑動(dòng)軸承,軸承座 軸承蓋 雙頭螺柱 油孔 油槽 剖分式軸瓦,結(jié)構(gòu)：軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱 特點(diǎn)：剖分面作成階梯狀，且垂直載荷方向 正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯 磨損后可調(diào)整間隙，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 應(yīng)用：常用,推力滑動(dòng)軸承,分類：空心式、單環(huán)式、多環(huán)式,軸上的軸向力應(yīng)采用推力軸承來承受 止推面：軸端面、軸中段做凸肩或裝上推力圓盤,作用： 用來承受軸向載荷

5、,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 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塊。其數(shù)量一般為612。,-傾角固定，頂部預(yù)留平臺(tái)，用來承受停車后的載荷。,類型,固定式,可傾式,-傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行 調(diào)整，性能好。,巴氏合金,15-3 軸瓦及軸承襯材料,軸瓦或軸承襯：軸頸應(yīng)比軸瓦耐磨 常用材料： 金屬：青銅、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等 非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯,軸承蓋、軸承座：灰鑄鐵，鑄鋼 軸頸：鋼,材料要求：,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(qiáng)；,4）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。,能同時(shí)滿足這些要求的材料是難找的，但應(yīng)根

6、據(jù)具體情況主要的使用要求。,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(zhǎng)補(bǔ)短。,一、軸承合金（白合金、巴氏合金）,1）錫銻軸承合金,優(yōu)點(diǎn)： f 小，抗膠合性能好、對(duì)油的吸附性強(qiáng)、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。,15-3 軸瓦及軸承襯材料,2）青銅,缺點(diǎn)：價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)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：t120 由于巴式合金熔點(diǎn)低,優(yōu)點(diǎn)：青銅強(qiáng)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(diǎn)：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。,青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆

7、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,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(chǔ)潤(rùn)滑油。可用于加油不方便的場(chǎng)合。,橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤(rùn)滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場(chǎng)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)溶液等潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)。,鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。,缺點(diǎn)：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。,常用材料性能比較,一、 潤(rùn)滑劑,作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹

8、等。,分類,液體潤(rùn)滑劑-潤(rùn)滑油,半固體潤(rùn)滑劑-潤(rùn)滑脂,固體潤(rùn)滑劑,1. 潤(rùn) 滑 油,粘度-重要參數(shù),液體層與層之間摩擦切應(yīng)力：,- 牛頓液體流動(dòng)定律,-液體的動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度,量綱：力時(shí)間/長(zhǎng)度2,單位：N s /m2 (Pa s),或泊：1P=1 dyn s /cm2,運(yùn)動(dòng)粘度：,單位： m2 / s,或斯St：cm2 /s,或厘斯cSt：1St=100 cSt,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,分析位置y處薄層的受力,我國(guó)石油產(chǎn)品是用運(yùn)動(dòng)粘度標(biāo)定的,15-4 潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置,2. 潤(rùn)滑脂,潤(rùn)滑油的特性：,1）溫度 t ,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、

9、轉(zhuǎn)速高的軸承，宜選用粘度小的油；,-潤(rùn)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(diǎn)：密封簡(jiǎn)單、不需要經(jīng)常添加、不易流失；對(duì)速度和溫度不敏感，適用范圍廣。, ,但p 10 Mpa時(shí)可忽略。, ,粘-溫圖,3. 固體潤(rùn)滑劑,缺點(diǎn)：摩擦損耗較大、機(jī)械效率低，不適宜高速場(chǎng)合。,目前使用最多的是鈣基脂，有耐水性，常用于60 以下的各種機(jī)械設(shè)備的軸承。,聚氟乙烯樹脂,用于潤(rùn)滑油不能勝任工作的場(chǎng)合：高溫、低速重載。,石墨,二硫化鉬（MoS2）,-性能穩(wěn)定、t 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

10、。,使用方式：,1.調(diào)和在潤(rùn)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。,二、潤(rùn)滑裝置,1. 油 杯,針閥式油杯,旋蓋式油杯 脂用,彈簧蓋油杯,壓注式油杯,2. 油環(huán),13-5 非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算,工作條件：邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤(rùn)滑存在 失效形式： 磨損導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承不能正常工作 膠合高速重載且潤(rùn)滑不良時(shí)，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 維持邊界膜不遭破壞 主要進(jìn)行壓強(qiáng)p、壓強(qiáng)與速度乘積 pv 的驗(yàn)算,一、向心軸承的計(jì)算 二、推力軸承的計(jì)算 三、設(shè)計(jì)步驟,一、 向

11、心軸承計(jì)算,在油、脂中加入少量石墨或二硫化鉬粉末，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(qiáng)p,F-徑向載荷，B-軸瓦寬度，d-軸徑，p-許用壓強(qiáng)。,13-5 非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算,2. 軸承的pv值 壓強(qiáng)限制p以保證潤(rùn)滑劑不被擠出,n-轉(zhuǎn)速，pv-許用值。,pv,二、 推力軸承計(jì)算,z-軸環(huán)數(shù),pvm=pv,p,考慮承載的不均勻性， p、pv應(yīng)降低2040%,三、設(shè)計(jì)步驟,選擇軸瓦材料,確定軸承結(jié)構(gòu)形式,確定軸承寬度b和直徑d,驗(yàn)算p、pv,選擇軸承的配合,選擇潤(rùn)滑劑與潤(rùn)滑裝置,一、動(dòng)壓潤(rùn)滑的形成和原理和條件,15-6 動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本原理,兩平形板之間不能形成壓力油膜！,動(dòng)壓油膜-因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力油膜。,形成動(dòng)壓油膜的必要條件：,1.兩工件之