滑动轴承8

分目录上一页下一页退出音乐欣赏本章目录基本内容重点难点教学要求问题思考总目录结束分目录上一页下一页退出本章目录§1.概述§2.径向滑动轴承的典型结构§3.滑动轴承的失效形式及材料§4.滑动轴承的轴瓦结构§5.滑动轴承的润滑§6.不完全液体润滑滑动轴承设计计算§7.液体动力润滑滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出教学要求分目录上一页下一页退出一、轴承的分类1、按轴承中摩擦性质的不同分类滑动轴承：滑动摩擦滚动轴承：滚动磨擦§1.概述2、按承受载荷方向的不同分类：径向轴承：承受径向载荷止推轴承：承受轴向载荷滚动轴承滑动轴承径向轴承止推轴承分目录上一页下一页退出二、滑动轴承的磨擦状态干磨擦边界磨擦液体磨擦混合磨擦分目录上一页下一页退出三、滑动轴承的应用单击…单击…单击…单击…继续…主要用于工作转速特高、支承要求特精、特重型、承受具大冲击、须成剖分式等特殊工作条件。分目录上一页下一页退出返回原处分目录上一页下一页退出返回原处分目录上一页下一页退出返回原处分目录上一页下一页退出返回原处分目录上一页下一页退出§2.径向滑动轴承的典型结构一、整体式径向滑动轴承特点：结构简单，成本低廉，但轴套磨损后轴承间隙过大无法调整，不便装拆粗重的轴。应用：低速、轻载或间歇性工作的机械中。分目录上一页下一页退出二、剖分式径向滑动轴承特点：轴承装拆方便，轴瓦磨损后便于调整轴承间隙。§2.径向滑动轴承的典型结构分目录上一页下一页退出§3.滑动轴承的失效形式及材料一、滑动轴承的失效形式磨粒磨损刮伤咬粘（胶合）疲劳剥落分目录上一页下一页退出二、轴承材料金属材料多孔质金属材料非金属材料对材料性能要求良好的减摩性、耐磨性和咬粘性。良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。足够的强度和抗腐蚀的能力。良好的导热性、工艺性、经济性等。常用轴承材料轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。多孔铁、多孔质青铜。酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。继续…§3.滑动轴承的失效形式及材料分目录上一页下一页退出轴承合金类型锡基轴承合金铅基轴承合金特点嵌入性和摩擦顺应性最好，易于轴颈磨合，但强度低，价格较贵。应用重载、中高速场合。返回原处分目录上一页下一页退出铜合金特点锡青铜减摩性和耐磨性最好，铅青铜抗粘附能力强，铝青铜强度及硬度较高。应用锡青铜适用于重载、中速场合，铅青铜适用于高速、重载场合，铝青铜适用于低速、重载场合。类型锡青铜铅青铜铝青铜返回原处分目录上一页下一页退出铸铁特点有一定的减摩性和耐磨性，价格低廉，但铸铁性脆、磨合性差。应用适用于低速、轻载和不受冲击的场合。类型灰铸铁耐磨铸铁返回原处分目录上一页下一页退出剖分式整体式§4.滑动轴承的轴瓦结构一、轴瓦的形式和构造单金属双金属分目录上一页下一页退出二、轴瓦的定位轴瓦凸缘紧定螺钉销钉§4.滑动轴承的轴瓦结构分目录上一页下一页退出三、油孔和油槽整体式轴承开在最大油膜厚度位置。油槽的形状剖分式轴承开在轴承分面处。§4.滑动轴承的轴瓦结构分目录上一页下一页退出§5.滑动轴承的润滑牛顿粘性定律yv流体中任意点处的切应力均与该流体的速度梯度成正比。——流体的动力粘度——流体的运动粘度分目录上一页下一页退出§5.滑动轴承的润滑一、润滑剂润滑油润滑脂固体润滑剂轴颈速度小于1~2m/s有特殊要求的场合转速高、压力小时选粘度低的油；转速低、压力大时选粘度高的油；较高温度下工作时用粘度高些的油。压力高、滑动速度低时，选择针入度小的脂；反之，选择针入度大的脂；润滑脂的滴点一般应高于轴承工作温度约20—30℃。分目录上一页下一页退出二、润滑方式间歇供油黄油杯压配式压注油杯旋套式注油油杯针阀式注油油杯§5.滑动轴承的润滑分目录上一页下一页退出二、润滑方式芯捻或线纱润滑油杯润滑浸油润滑压力循环润滑连续供油§5.滑动轴承的润滑分目录上一页下一页退出§6.不完全液体润滑滑动轴承设计计算设计准则：保证边界油膜不致破裂——不完全液体润滑轴承的条件性计算；及液体动力润滑轴承的初步计算。一、径向滑动轴承的计算式中：F——径向载荷（N）B——轴承宽度（ｍｍ）[P]—轴瓦材料的许用压力（Mpa)d——轴颈直径（ｍｍ）pBdFp1）验算轴承的平均压力p分目录上一页下一页退出一、径向滑动轴承的计算2）验算轴承的pV值BnFdnBdFVp19100100060pV式中：V——轴颈圆周速度，即滑动速度（m/s）n——轴颈转速（r/min)[pV]——轴承材料pV的许用值MPa·m/s3）验算滑动速度VV≤［V］式中：［V］——许用滑动速度（m/s)§6.不完全液体润滑滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出式中：Fa——轴向载荷（Ｎ）z——环的数目[p]——许用压力（ＭＰａ）pddZFAFpaa21224二、止推滑动轴承的计算1）验算轴承的平均压力Ｐ§6.不完全液体润滑滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出２）验算轴承的pV值bznFdndbzFpVaa4106100060式中：b——轴颈环形工作宽度(mm)n——轴颈转速(r/min)V——轴颈的圆周速度(m/s)[pV]——pV的许用值(MPa·m/s)二、止推滑动轴承的计算§6.不完全液体润滑滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出若B板静止不动，Ａ板以速度Ｖ移动,板间各流层的速度呈三角形分布，两板间的油量保持不变，流层形成剪切流。§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算一、动力润滑的形成原理1）当两板平行时油膜无承载能力分目录上一页下一页退出当两板间形成楔形收敛间隙，且移动件的运动方向是由间隙大的方向移向间隙小的方向，此时间隙内油层流动速度将由剪切流和压力流二者叠加，因而进口油的速度曲线呈内凹形，出口呈外凸形。２）当两板倾斜时一、动力润滑的形成原理油膜具有承载能力§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出二、流体动力学基本方程条件假设：（１）ｚ向无限长，润滑油在ｚ向没有流动；（２）同一油膜截面上压力为常数；（３）忽略压力对流体粘度的影响（４）忽略油层的重力和惯性（５）润滑油处于层流状态受力分析§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出0dxdzdyydydzdxxppdxdzpdydz22yvxpyxp整理后得：——压力沿Ｘ方向及速度沿Ｙ方向的变化关系二、流体动力学基本方程yv由牛顿粘性定律知：§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出对y积分并取边界条件二、流体动力学基本方程22yvxp由式xpyv122得：xpyhyhyhVv2)()(——油层的速度分布当时0yVv当时hy0v前一项由剪切流引起呈线性分布的速度，后一项由压力流引起呈抛物线分布的速度。§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出任意截面上单位宽度面积的流量Q为：xphVhdyxpyhyhyhVvdyQhh122]2)()([300设：在处的油膜厚度为h0（即时，）maxpp0xp0hh二、流体动力学基本方程20VhQ该截面处的流量为：根据液体的连续性原理，各截面的流量相等得：xphVhVh122230整理后得：036hhhVxp——一维雷诺方程§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出二、流体动力学基本方程将式对x取偏导数得：036hhhVxpxhVxphx6)(3若再考虑润滑油沿z方向的流动，则：xhVzphzxphx6)()(33——二维雷诺方程§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出a）相对运动的两表面间必须形成楔形间隙；形成动力润滑的必要条件：c）润滑油须有一定的粘度，供油要充分。b）被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，其方向应保证润滑油由大口进，从小口出；§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出二、径向轴承形成流体动力润滑过程起动阶段不稳定润滑阶段动力润滑阶段§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出几何关系：直径间隙：△=D－d半径间隙：δ=R－r相对间隙：ψ=△／d=δ／r偏心距：e偏心率：=e／δ最小油膜厚度：hmin=δ－ｅ=δ（１－）=ｒψ（１－）D（R）——轴承孔的直径（半径）d（r）——轴颈直径（半径）三、径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出三、径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度将一维雷诺方程改写为极坐标形式得：302)cos1()cos(cos6ddp从油膜起始角1到任意角进行积分得任意位置的压力：dp1302)cos1()cos(cos6有限宽轴承油膜的总承载能力为：pCdBF2CP——承载量系数（索氏数）承载能力：dzBzCddBCBBap])2(1['])cos(][)cos1(coscos[322/2/30211§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出CP承载量系数（索氏数）CPCp取决于轴承包角（=2-1）、偏心率、宽径比B/d§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出式中：ＲZ1、ＲZ2——分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度Ｓ——安全系数常取Ｓ≥2三、径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度最小油膜厚度：hmin=δ－ｅ=δ（１－）=ｒψ（１－）分析：hmin↘（即↗）——轴承的承载能力↗，但hmin不能无限缩小hmin=ｒψ（１－）≥[ｈ][ｈ]＝S（Ｒz1+Rz2)§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出四、径向滑动轴承的流量计算及功耗计算流量计算：轴承的体积流量vqdqv_3vq_式中：——流量系数，是、B/d、的函数=120时的流量系数§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出四、径向滑动轴承的流量计算及功耗计算功耗计算：_式中：/—摩擦特性系数，是、B/d、的函数=120时的摩擦特性系数径向轴承在承载区的摩擦功耗FVFVP_§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出式中：qv——轴承的润滑油体积流量，（m3/s);——轴承的摩擦系数；△t——润滑油的温升，(C)；cp_——润滑油的比定压热容，约为1680~2100J/（kgC);ρ——润滑油的密度，对矿物油为850～900kg/m3;αb——轴承的表面散热系数，（W/（m2C)五、轴承的热平衡计算热平衡条件：产生的热量H=流动油带走的热量H1+轴承散发的热量H2在轴承中产生的热量H为：H=FV（Ｗ）由流出的油带走的热量Ｈ1为：H1＝cpρqv△t（Ｗ）轴承散发的热量Ｈ2为：H2=αbπｄB△t（Ｗ）§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出式中：t1——润滑油的入口温度（°C），常取为30～45°C；ｔ2——润滑油出口的温度（°C）；五、轴承的热平衡计算VavqBdcptttbp__12)(2油的温升△t为：油的平均温度tm为：2)(21121ttttttmm§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出六、滑动轴承的参数选择１）宽径比Ｂ／ｄＢ/ｄ↘——运转平稳性↗承载能力↘则常用范围：B/d=0.3~1.5宽径比对承载能力的影响端泄漏量↗——△ｔ↘§7.液体动力润滑径向滑动轴承设计计算分目录上一页下一页退出２）相对间隙ψ由速度和载荷选取——Ｖ↗——ψ↗F↗——ψ↘六、滑动轴承的参数选择经验公式：4310)0.1~6.0(v汽轮机、电动机、齿轮减速器=