72滑动轴承

机械设计滑动轴承1§1概述§2滑动轴承的主要类型§3滑动轴承的轴瓦结构和轴承材料§4滑动轴承的润滑材料和润滑方法§5非液体摩擦滑动轴承的条件性计算§6液体动力润滑的基本方程式§7液体动力润滑滑动轴承的计算滑动轴承机械设计滑动轴承2干摩擦：边界摩擦：液体摩擦：非液体摩擦（混合摩擦）：两表面直接接触；极限状态、边界膜作用；两表面被完全隔开；部分固体凸峰接触。§1概述轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。一、分类1、根据轴承工作的摩擦性质分摩擦（润滑）状态分类（p58，图4.1）：滑动（摩擦）轴承滚动（摩擦）轴承机械设计滑动轴承3摩擦：一物体与另一物体直接接触，当两者间有运动或运动趋势时，接触表面要产生切向阻力（即摩擦力），这种现象称为摩擦。磨损：使摩擦表面物质不断损失的现象。—→用磨损率衡量2、根据承载方向分径向轴承推力轴承对于要求低摩擦的摩擦副：液体摩擦是比较理想的的状态，维持边界摩擦或混合摩擦是最低要求；对于要求高摩擦的摩擦副：则希望处于干摩擦状态或边界摩擦状态。—→承受径向载荷（受力垂直于轴的中心线）—→承受轴向载荷（受力与轴中心线平行）机械设计滑动轴承4二、特点及应用场合1、寿命长、宜于高速；2、耐冲击、振动；油膜有吸振作用；3、结构简单，有的可用于曲轴；4、承载能力高（重载）缺点：起动阻力大，润滑、维护较滚动轴承复杂。3、液体润滑滑动轴承按压力油膜形成原理分静压轴承：流体动压润滑轴承：外部一定压力的流体进入摩擦面，建立压力油膜。无外部压力源，借助流体粘性，靠摩擦面间的相对运动而自动形成压力油膜。机械设计滑动轴承5§2滑动轴承的主要类型一、径向滑动轴承1、整体式结构简单、刚度大、价格便宜，但装拆不便，磨损后无法调整轴承间隙，只能扩孔加轴套。用于低速、轻载的间歇工作场合，无法用于曲轴。2、剖分式（对开式）特点：与整体式相反。3、自动调心滑动轴承宽径比（B/d）1.5时，采用。轴变形—→轴承能自动调位机械设计滑动轴承6二、推力滑动轴承结构：实心、空心、单环、多环实心式：空心式：边缘v大，磨损快，中间p↑↑，压力分布不均匀。压力分布均匀性↑。机械设计滑动轴承7多环型：承受轴向载荷能力较大，且能双向受载。机械设计滑动轴承8一、轴瓦和轴承衬轴瓦：轴承中直接与轴颈接触的零件。轴承衬：为改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇注的减摩材料。轴承衬§3滑动轴承的轴瓦结构和轴承材料二、轴瓦结构机械设计滑动轴承9按材料分单金属多金属整体式轴瓦剖分式轴瓦按构造分整体式剖分式按加工分铸造轧制油孔：供应润滑油；油沟：输送和分布润滑油；油室：贮油和稳定供油。三、油孔、油沟和油室润滑油应自油膜压力最小的地方输入机械设计滑动轴承106.36.36.33.23.23.23.225其余D(H8)D(K6)0轴瓦上开设油孔和油沟机械设计滑动轴承11油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓油沟长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。注意：周向油槽演示轴向油槽演示机械设计滑动轴承12四、轴承材料轴承材料——轴瓦和轴承衬材料主要失效：磨损和胶合，其次强度不足引起的疲劳破坏等。1、对材料的要求1）良好耐磨性、减摩性及磨合性（跑合性)；2）足够的强度、塑性、嵌藏性、顺应性；3）耐腐蚀性；4）导热性好、线膨胀系数小；5）工艺性好；6）经济性。机械设计滑动轴承132、常用材料1）金属材料——轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金、减摩铸铁等；轴承合金（又称白合金、巴氏合金）：主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，其具有较好的耐磨性、塑性、跑合性、导热性和抗胶和性及与油的吸附性，轴承合金的强度较小，价格较贵，使用时常浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层（轴承衬）。适用于重载、高速情况下。2）多孔质金属材料（粉末冶金材料）多孔质金属是一种粉末材料，它具有多孔组织，若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，变成了含油轴承，具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小，只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。机械设计滑动轴承143）非金属材料——塑料、橡胶、硬木等。轴承塑料：常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等，塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性，可用油和水润滑，也有自润滑性能，但导热性差。常用的轴承材料及性能见p335～337表17.1～17.2。机械设计滑动轴承15目的：减小摩擦功耗，降低磨损率，同时—→冷却、防尘、防锈、吸振等，常用的润滑材料是润滑油和润滑脂等。一、润滑剂主要包括：润滑油、润滑脂、固体润滑剂和气体润滑剂等。1、润滑油1）主要特性：a.粘度：流体抵抗变形能力，衡量流体内摩擦阻力大小的指标。对于层流（牛顿流体）：yuAFη——动力粘度Pa·s（泊P）粘度↑—→摩擦力↑—→发热↑§4滑动轴承的润滑材料和润滑方法机械设计滑动轴承16动力粘度（绝对粘度）1Pa.s＝1N.s/m2——国际单位制P（泊）——物理单位1Pa.s＝10P1P＝100cP（厘泊）运动粘度：流体动力粘度与同温度下流体密度的比值。＝(Pa.s)/(kg/m3)m2/s常用斯St：1St＝1cm2/s＝100cSt（厘斯）恩氏粘度Et——相对粘度tc＝0.0064Et－0.0055/Etb.油性（润滑剂）油吸附于摩擦表面的性能，边界润滑取决于油的吸附能力。工业上常用运动粘度：/sm2（斯St）机械设计滑动轴承172）选择原则润滑油的选择应综合考虑滑动轴承的承载量、轴颈转速、环境温度、轴承的表面状况、润滑方式等因素。一般原则如下：a.高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些；b.转速高、载荷小时，为了减小摩擦功耗可选择粘度小的润滑油；反之，粘度应高一些；c.重载或冲击载荷时，应采用油性大、粘度大的润滑油，以形成稳定的润滑膜；d.静压或动静压滑动轴承可选用粘度小的润滑油；e.表面粗糙或未经跑合的表面，应选择粘度高的润滑油；反之，粘度应低一些。机械设计滑动轴承182、润滑脂润滑脂是用润滑油、各种稠化剂（如钙、纳、锂、铝等金属皂）和添加剂等调制而成。润滑脂的稠度（锥入度）大，承载能力大，但物理和化学性质不稳定，不宜在温度变化大的条件下使用，多用于低速重载或摆动的轴承中。轴颈速度小于1m/s～2m/s的滑动轴承可以采用润滑脂。◆性能指标：锥入度和滴点。◆特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜，承载能力大，但性能不稳定，摩擦功耗大。◆选择原则：轴颈速度小于1m/s～2m/s的场合。◆适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载、温度变化不大以及作摆动运动的轴承中。机械设计滑动轴承193、固体润滑剂无机化合物（石墨、二硫化钼（MoS2）等）、有机化合物（聚四氟乙烯、酚醛树脂等）和金属（Pb、Sn、Zn等）以及金属化合物。一般在重载条件下，或在高温工作条件下使用。4、气体润滑剂常用空气，多用于高速及不能用润滑油或润滑脂的场合。二、润滑方法向轴承提供润滑剂是形成润滑膜的必要条件。静压轴承和动静压轴承是通过油泵、节流器和油沟向滑动轴承的轴瓦连续供油，形成油膜使得轴瓦与轴颈表面分开。动压滑动轴承的油膜是靠轴颈的转动将润滑油带进轴承间隙，其供油方式有间歇供油和连续供油。机械设计滑动轴承201、油润滑a.间歇供油：可采用油壶、油杯注油b.连续供油：滴油润滑：油绳润滑：油环润滑：浸油润滑：飞溅润滑：压力循环润滑：机械设计滑动轴承212、脂润滑润滑脂是半固体状的油膏，供给方法只能采用间歇供应。常用的装置为：润滑杯（黄油杯）。机械设计滑动轴承22失效形式图例磨损及胶合点蚀及金属剥落