1、12-1 滑動(dòng)軸承概述,12-2 滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式,12-4 滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料,12-5 滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑的選用,12-6 不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算,12-7 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算,12-8 其它形式滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)介,第十二章 滑動(dòng)軸承,12-3 軸瓦的結(jié)構(gòu),12-1 滑動(dòng)軸承概述,軸承的功用支承軸,1具有一定的強(qiáng)度和剛度,2具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,3保證軸的回轉(zhuǎn)精度,一、軸承應(yīng)滿足如下基本要求：,二、滑動(dòng)軸承的分類(lèi),按受載方向不同，分為：,徑向軸承（向心軸承）：,徑向止推軸承（向心推力軸承）：,推力軸承（止推軸承）：,承受徑向力,承受軸向力,同時(shí)承

2、受徑向力和軸向力。,12-1 滑動(dòng)軸承概述,二、滑動(dòng)軸承的分類(lèi),按受載方向不同，分為：,徑向軸承（向心軸承）：,徑向止推軸承（向心推力軸承）：,推力軸承（止推軸承）：,承受徑向力,承受軸向力,同時(shí)承受徑向力和軸向力。,按潤(rùn)滑狀態(tài)不同，分為：,混合潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。,液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承,動(dòng)壓潤(rùn)滑 靜壓潤(rùn)滑,滑動(dòng)軸承概述2,概 述,三、滑動(dòng)軸承的特點(diǎn),高速、高精度、重載的場(chǎng)合； 如汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、機(jī)床等。,極大型的、極微型的、極簡(jiǎn)單的場(chǎng)合； 如自動(dòng)化辦公設(shè)備等。,4受沖擊與振動(dòng)載荷的場(chǎng)合；如軋鋼機(jī)。,3結(jié)構(gòu)上要求剖分的場(chǎng)合；如曲軸軸承,四、滑動(dòng)軸承的應(yīng)用場(chǎng)合,1承載能力大，耐沖擊；,2工作平穩(wěn)，

3、噪音低；,3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小。,12-2 滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式,一、徑向滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),整體式徑向滑動(dòng)軸承,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。,應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中,磨損后間隙無(wú)法調(diào)整；只能沿軸向裝拆。,常用的滑動(dòng)軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)使用要求從有關(guān)手冊(cè)中合理選用。,觀看動(dòng)畫(huà),滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)2,滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),剖分式（對(duì)開(kāi)式）徑向滑動(dòng)軸承,特點(diǎn)：便于軸的安裝，間隙可調(diào)整，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,注：剖分面的垂線與徑向力的夾角不得大于35 否則，采用45傾斜剖分式。,應(yīng)用比較廣泛。,觀看動(dòng)畫(huà),3調(diào)隙式徑向滑動(dòng)軸承,特點(diǎn)：便于調(diào)整間隙，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。,4調(diào)心式徑向滑動(dòng)軸承（自位軸承）,特點(diǎn)：軸瓦能

4、自動(dòng)調(diào)整位置，以適應(yīng)軸的偏斜。,注：調(diào)心式軸承必須成對(duì)使用。,當(dāng)軸傾斜時(shí)，可保證軸頸與軸承配合表面接觸良好，從而避免產(chǎn)生偏載。,主要用于軸的剛度較小，軸承寬度較大的場(chǎng)合。,滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),觀看動(dòng)畫(huà),滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)4,二、止推滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),止推滑動(dòng)軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結(jié)構(gòu)形式有：, 環(huán)形軸端：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤(rùn)滑條件比實(shí)心式好, 單止推環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面作為止推面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑方便，可承受單向軸向載荷。廣泛用于低速、輕載的場(chǎng)合。, 多止推環(huán)式：承載能力大，可承受雙向軸向載荷。但各環(huán)間載荷分布不均勻。,環(huán)形軸端,單止推環(huán)式,多止推環(huán)式,止推滑動(dòng)表面的基本尺寸

5、，見(jiàn)表121。,滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),滑動(dòng)軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)1,一、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu),按構(gòu)造分類(lèi),整體式（又稱軸套）,剖分式（對(duì)開(kāi)式）,按材料分類(lèi),單材料,多材料,不便于裝拆，可修復(fù)性差。,安裝和拆卸方便，可修復(fù)性好。,如黃銅，灰鑄鐵等制成的軸瓦。,以鋼、鑄鐵或青銅作軸瓦基體，在其表面澆鑄一層或兩層很薄的減摩材料（稱為軸承襯）,單材料、整體式 厚壁鑄造軸瓦,多材料、整體式、薄壁軋制軸瓦,多材料、對(duì)開(kāi)式厚壁鑄造軸瓦,軸承襯的厚度很薄，通常不超過(guò) 6 mm,12-3 軸瓦的結(jié)構(gòu),滑動(dòng)軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)3,二、軸瓦的定位, 目的：防止軸瓦沿軸向和周向移動(dòng)。,軸瓦一端或兩端做凸緣；,定位唇（凸耳）,軸向定位方法有：

6、,（也可做軸向定位）,周向定位方法有：,緊定螺釘,銷(xiāo) 釘,軸瓦的結(jié)構(gòu),滑動(dòng)軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)4, 原則：,單軸向油槽開(kāi)在非承載區(qū) （在最大油膜厚度處）,雙軸向油槽開(kāi)在非承載區(qū) （在軸承剖分面上）,雙斜向油槽 （用于混合潤(rùn)滑軸承）,2）對(duì)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承，油槽應(yīng)開(kāi)在非承載區(qū)。,1）油槽沿軸向不能開(kāi)通，以防止?jié)櫥蛷亩瞬看罅苛魇А?3）對(duì)混合潤(rùn)滑軸承，油槽應(yīng)盡量延伸到最大壓力區(qū)附近,為把潤(rùn)滑油導(dǎo)入軸承的工作面，在軸瓦上開(kāi)設(shè)：,還起儲(chǔ)油和穩(wěn)定供油的作用，用于大型軸承。,滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),三、油孔及油槽,汽車(chē)用滑動(dòng)軸承故障原因的平均比率,一、滑動(dòng)軸承常見(jiàn)失效形式有：,還可能出現(xiàn)氣蝕、電侵蝕、流體侵蝕和微動(dòng)磨

7、損等失效形式。,12-4 滑動(dòng)軸承的失效形式及材料,滑動(dòng)軸承的材料,二、滑動(dòng)軸承的材料,軸承材料是指軸瓦和軸承襯的材料。,1）減摩性、耐磨性、耐蝕性要好；,2）抗膠合能力強(qiáng)，導(dǎo)熱性、散熱性好；, 順應(yīng)性：材料通過(guò)表層的彈、塑性變形 來(lái)補(bǔ)償軸承滑動(dòng)表面接觸不良的能力。, 嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而 減輕軸承滑動(dòng)的刮傷和磨粒磨損的性能。, 磨合性：軸瓦與軸頸表面應(yīng)易于磨合， 從而改善摩擦面的接觸狀況。,1. 對(duì)軸承材料性能的要求：,3）具有足夠的強(qiáng)度，主要包括疲勞強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度；,4）具有良好的適應(yīng)性，主要包括：,2. 常用材料： （見(jiàn)表122）,滑動(dòng)軸承的材料3,12-5 滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑

8、的選用,一、潤(rùn)滑材料, 特點(diǎn)： 無(wú)流動(dòng)性，可在滑動(dòng)表面形成一層薄膜。, 適用場(chǎng)合 ：難以經(jīng)常供油，或低速重載以及往復(fù)擺動(dòng)的軸承。,1. 潤(rùn)滑油, 特點(diǎn)： 有良好的流動(dòng)性，可形成動(dòng)壓、靜壓潤(rùn)滑或邊界潤(rùn)滑。, 適用場(chǎng)合：混合潤(rùn)滑軸承和液體潤(rùn)滑軸承。, 選擇原則：主要考慮潤(rùn)滑油的粘度。,轉(zhuǎn)速高、壓力小時(shí)，油的粘度應(yīng)低一些；反之，粘度應(yīng)高一些。,高溫時(shí)，粘度應(yīng)高一些；低溫時(shí)，粘度可低一些。,潤(rùn)滑油牌號(hào)表,2. 潤(rùn)滑脂,根據(jù)軸頸直徑 d 和軸的轉(zhuǎn)速 n 查表124潤(rùn)滑油選擇,1） 固體潤(rùn)滑劑, 用于有特殊要求的場(chǎng)合，如要求環(huán)境清潔、真空或高溫等。,常用的有：二硫化鉬，碳石墨，聚四氟乙烯等。, 使用方法：

9、1）涂敷、粘結(jié)或燒結(jié)在軸瓦表面；,潤(rùn)滑脂的 選擇原則： ）當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小的潤(rùn)滑脂；反之，選擇 針入度大的潤(rùn)滑脂。,）所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約2030，以免 工作時(shí)潤(rùn)滑脂過(guò)多地流失。,潤(rùn)滑脂牌號(hào)表,可根據(jù)軸承的壓強(qiáng)、圓周速度和工作溫度選擇潤(rùn)滑脂， 見(jiàn)表147。,3. 其它潤(rùn)滑材料,3）滲入軸承材料中或成型后鑲嵌在軸承中使用。,2）或調(diào)配到潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂中使用；,潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法,潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法3,2） 水,主要用于橡膠軸承或塑料軸承。,3） 固體潤(rùn)滑劑,如：汞、液態(tài)鈉、鉀、鋰等，主要用于宇航器中的某些軸承。,4） 氣體,主要是空氣，只適用于輕載、高速軸

10、承。,二、潤(rùn)滑方法,是指將潤(rùn)滑劑送入軸承的方法，主要有：,可根據(jù)系數(shù) K 查表123選擇潤(rùn)滑方法。,（ p = F / Bd軸承的壓強(qiáng)（MPa）,潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法,12-6 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算, 速度低、載荷大、有沖擊或間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的滑動(dòng)軸承；以及脂潤(rùn)滑、油繩潤(rùn) 滑及滴油潤(rùn)滑的軸承，工作中處于邊界潤(rùn)滑或混合潤(rùn)滑狀態(tài)。 難以產(chǎn)生完全的承載油膜,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ：維持邊界膜不破裂。,條件性計(jì)算內(nèi)容：限制壓強(qiáng) p 、pv 值、滑動(dòng)速度v不超過(guò)許用值,失效形式：,磨損 膠合,12-6 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算,一、徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算,已知條件：徑向載荷F (N)、 軸頸轉(zhuǎn)速n (r/mm) 軸頸直徑d (mm),

11、限制軸承的平均壓強(qiáng) p,式中：B軸承寬度（ mm ） ； p軸瓦材料的許用平均壓強(qiáng)（MPa）， 查表123。,避免軸瓦過(guò)度磨損,限制軸承的 pv 值,式中：v 軸頸的圓周速度（m/s）,驗(yàn)算滑動(dòng)速度 v (m/s),式中：v材料的許用滑動(dòng)速度，見(jiàn)表122 。,注：軸承孔與軸頸的配合一般可選H9/d9或H8/f7、H7/f6,p、v、 pv 的選擇,pv 軸承材料的許用值（MPam/s），見(jiàn)表125,滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算,避免軸瓦膠合,二、止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算,限制平均壓強(qiáng) p,式中：d2、d1止推軸承環(huán)形接觸面的外徑和內(nèi)徑。,考慮油槽使承載面積減小的系數(shù)，其值0.850.95。,Z止推環(huán)數(shù)。,滑

12、動(dòng)軸承的條件性計(jì)算,注意：設(shè)計(jì)時(shí)液體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承，常按上述條件性計(jì)算進(jìn)行初步計(jì)算。 （動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承在起動(dòng)和停車(chē)階段，往往也處于混合潤(rùn)滑狀態(tài)）,2限制 值,vm止推環(huán)平均直徑dm=(d2+d1)/2 處的圓周速度。,滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算,12-7 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向軸承的計(jì)算,一、流體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程,對(duì)y積分：,根據(jù)邊界條件：,當(dāng)y=0時(shí)，u = v；當(dāng)y=h時(shí)，u = 0,1、油層的速度方程：,呈線性分布， 由剪切流引起的,呈拋物線分布， 由壓力流引起的,2、潤(rùn)滑油的流量：,當(dāng)無(wú)側(cè)泄時(shí)，單位寬度面積的流量為：,設(shè)在壓力最大處，油膜的厚度為h0,由于各截面的流量相等，因此,(f)=(g),（1

13、2-8）一維雷諾方程,2、潤(rùn)滑油的流量：,整理得：,動(dòng)壓潤(rùn)滑基本方程：,壓力沿方向增大,壓力沿方向減小,1）兩表面必須能形成收斂的楔形間隙,2）兩表面之間必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 使大口帶入油，小口帶出油,3）兩表面之間必須連續(xù)充滿具有一定粘 度的液體,形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的條件：,二、徑向滑動(dòng)軸承形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的過(guò)程,徑向滑動(dòng)軸承能滿足形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑的條件,形成動(dòng)力潤(rùn)滑的過(guò)程：,演示,起動(dòng)階段, 油膜產(chǎn)生的動(dòng)壓力與 外載荷F 相平衡,軸的轉(zhuǎn)速越高，則 e 越小。,當(dāng)n時(shí)，e0,反向時(shí)，如何畫(huà)圖？,摩擦阻力最小,三、徑向潤(rùn)動(dòng)軸承的主要幾何關(guān)系,pmax,B,軸頸直徑 d,軸承直徑 D,直徑間隙

14、 D d,半徑間隙 R r, / 2,偏心率 e / ；,相對(duì)間隙 / r, / d,最小油膜厚度：,= r (1 ),偏心距 e,hmin= e = (1 ),三、徑向潤(rùn)動(dòng)軸承的主要幾何關(guān)系,直徑間隙 D d,半徑間隙 R r,相對(duì)間隙 / r, / 2, / d,偏心率 e / ；,任意位置處油膜的厚度h：,pmax,A,、 0,壓力最大處的油膜厚度h0：,1、 2,0,h,四、徑向潤(rùn)動(dòng)軸承工作能力計(jì)算簡(jiǎn)介,計(jì)算的目的：校核參數(shù)選擇的合理正確性,初定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)和潤(rùn)滑油參數(shù)，,通過(guò)計(jì)算，若參數(shù)選擇的合理，繪制軸承的工作圖；否則重選有關(guān)參數(shù)計(jì)算,計(jì)算的內(nèi)容：,計(jì)算的過(guò)程：,軸承的承載能力 最

15、小油膜厚度 熱平衡計(jì)算,rcos ,h=rcos,dx=rd,1、軸承的承載量計(jì)算和承載量系數(shù),求任意位置 處的壓力,求單位軸承寬度承載力,壓力p 在外載荷方向上的分量：,應(yīng)考慮端泄的影響,此時(shí)，壓力沿寬度方向呈拋物線分布,式中：,又由式（12-21）得：,Cp承載量系數(shù)；無(wú)量綱；查表12-6,油的動(dòng)力粘度；Ns / m2,B軸承寬度；m,F外載荷；N,v軸頸圓周速度；m/s,設(shè)計(jì)時(shí)，已知F、d、n()，選擇 B、 ，求所需要的承載量系數(shù),滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的充分條件：,2、最小油膜厚度,重要軸承：Rz1=0.8 m ，Rz2= 1.6 m。 或 Rz1=0.2 m， Rz2= 0.4 m。

16、,一般軸承：Rz1=2.5 m，Rz2=6.3 m。 或 Rz1=1.6 m，Rz2=3.2 m。,Rz1，Rz2軸頸、軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度,3、軸承的熱平衡計(jì)算,熱平衡條件：摩擦功耗產(chǎn)生熱量=軸承的散熱量,摩擦功（發(fā)熱量）：,散熱量：,軸承表面散發(fā)的熱量：,潤(rùn)滑油帶走的熱量：,熱平衡條件：,平均溫度,如給定平均溫度 ，則控制入油口溫度：,返回例題,五、參數(shù)選擇,已知：F、d、n()，選擇 B/d、 。,1、 寬徑比 B/d （0.3 1.5）,B/d 大（B大） ，軸承承載能力高；但B/d 過(guò)大時(shí)，軸承溫升高。,B/d 小 ，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好，端泄量大，軸承溫升低,承載能力低,五、參數(shù)選擇,

17、1、 寬徑比 B/d （0.3 1.5）,高速重載軸承，溫升高，B/d 取小值,低速重載軸承，為提高軸承剛性， B/d 取大值,高速輕載軸承，B/d 取小值；,要求剛性大， B/d取大值,B/d：汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī) 0.31； 電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、離心泵 0.61.5； 機(jī)床、拖拉機(jī) 0.81.2；軋鋼機(jī) 0.60.9,不同 B/d 時(shí)軸向和周向油膜壓力分布,小，軸承承載能力高；,過(guò)小，軸承溫升高, h下降。,2、相對(duì)間隙,轉(zhuǎn)速高時(shí)， 取大值； 載荷大時(shí)， 取小值。, ：汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)、齒輪減速器 0.0010.002； 軋鋼機(jī)、鐵路車(chē)輛 0.00020.0015； 機(jī)床、內(nèi)燃機(jī) 0.00020.00

18、125； 鼓風(fēng)機(jī)、離心泵 0.0010.003,B/d 小，加工精度高時(shí)，取小值；反之，取大值。,選取原則,3、 粘度,高，軸承承載能力高，但軸承溫升大。,當(dāng)高或B大時(shí)， 可以選低些。,初估油的動(dòng)力粘度公式：,液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算9,六、液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)過(guò)程,已知條件：外加徑向載荷F(N)，軸頸轉(zhuǎn)速n(r/min)及軸頸直徑d(mm)。,設(shè)計(jì)及驗(yàn)算：, 保證在平均油溫 tm下 hmin h, 驗(yàn)算溫升, 選擇軸承材料，驗(yàn)算 p、v、pv。, 選擇軸承參數(shù)，如軸承寬度(B)、相對(duì)間隙()和潤(rùn)滑油() 。, 計(jì)算承載量系數(shù)( CF )并查表確定偏心率()。, 計(jì)算最小油膜厚度(hmin)并判定是否能實(shí)現(xiàn)液體潤(rùn)滑。, 計(jì)算軸承與軸頸的摩擦系數(shù)( f )。, 計(jì)算軸承溫升(t )和潤(rùn)滑油出油平均溫度( t2)。, 根據(jù)寬徑比( B/d)和偏心率()查取潤(rùn)滑油流量系數(shù) 。,詳細(xì)過(guò)程,液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向軸承的計(jì)算