17 滑动轴承

机械设计基础——滑动轴承箱体齿轮轴轴承轴承孔轴承：支持轴或轴上转动零件的部件作用：支持轴及轴上零件，保持轴的旋转精度减少转轴与支持面间的摩擦磨损分类：按承载方向分：向心轴承、推力轴承按摩擦性质分：滑动轴承、滚动轴承轴承第17章滑动轴承17-1滑动轴承的应用及类型17-2滑动轴承的结构17-3润滑剂和润滑装置17-4非液体摩擦滑动轴承的计算机械设计基础——滑动轴承基本要求:了解滑动轴承的特点、应用场合了解滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则了解常用润滑剂及润滑装置掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计原理及设计方法17-1滑动轴承的应用及类型主要特点：工作平稳，无噪声；液体润滑时摩擦损失小应用情况：工作转速特高的轴承；要求对轴的支承位置特别精确的轴承；特重型轴承；大冲击和振动载荷的轴承；剖分式轴承；径向尺寸小的轴承；特殊工况下滑动轴承中的摩擦按润滑油存在方式分：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦(非液体摩擦)机械设计基础——滑动轴承17-2滑动轴承的结构机械设计基础——滑动轴承向心滑动轴承推力滑动轴承滑动轴承组成：轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置滑动轴承分类：向心滑动轴承——整体式、剖分式、自动调心式推力滑动轴承一、滑动轴承的结构1整体式向心滑动轴承机械设计基础——滑动轴承轴承座整体轴套油孔螺纹孔结构：轴承座、轴套（整体）轴承座设有安装润滑油杯的螺纹孔轴套上开有油孔，内表面开有油槽特点：结构简单，成本低但装拆不便，无法调整应用：低速、轻载或间歇性工作的机器2剖分式向心滑动轴承机械设计基础——滑动轴承轴承座轴承盖双头螺柱油孔油槽剖分式轴瓦结构：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱特点：剖分面作成阶梯状，且垂直载荷方向正剖、斜剖，装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬磨损后可调整间隙，结构复杂应用：常用3自动调心式向心滑动轴承机械设计基础——滑动轴承应用：用于支承挠度较大或多支点的长轴结构：轴瓦瓦背制成凸球面其支承面制成凹球面特点：轴瓦能摆动，适应轴的变形4推力滑动轴承机械设计基础——滑动轴承分类：空心式、单环式、多环式轴上的轴向力应采用推力轴承来承受止推面：轴端面、轴中段做凸肩或装上推力圆盘二、滑动轴承的材料机械设计基础——滑动轴承轴瓦或轴承衬：轴颈应比轴瓦耐磨对材料性能的要求:良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性足够的强度和抗腐蚀能力良好的导热性、工艺性和经济性等常用材料：金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯轴承盖、轴承座：灰铸铁，铸钢轴颈：钢常用材料性能比较机械设计基础——滑动轴承材料组成性能特点应用轴承合金(巴氏合金)Sn,Pb,Sb合金耐磨，磨合，导热性，油吸附性好强度小，价格贵重载，中高速青铜Cu+Sn,Pb,Al较硬,强度高,耐磨磨合性差重载，中速粉末冶金Fe+石墨Cu+石墨含油轴承韧性低平稳载荷，无冲击，中低速铸铁HT、KT轴颈硬度轴瓦硬度轻载，低速滑动轴承的关键零件—轴瓦轴瓦｛整体式｛对开式｛厚壁轴瓦—浇铸薄壁轴瓦—轧制整体轴套卷制轴套机械设计基础——滑动轴承开设油孔及油槽的原则：将油导入整个摩擦表面而又不影响油膜承载能力油槽结构：机械设计基础——滑动轴承17-3润滑剂和润滑装置一、润滑剂二、润滑装置机械设计基础——滑动轴承一、润滑剂机械设计基础——滑动轴承润滑油：液体，用途最广泛润滑脂：半固体，润滑油＋稠化剂，一般用于中低速固体润滑剂：主要用作油、脂的添加剂，也可单独使用，如C,MoS2,PTFE(聚四氟乙烯)等作用：减少摩擦损失、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等常用润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂润滑油的性能指标及选择性能指标：粘度——液体流动时，每薄层相互间的阻抗剪力，它是液体流动时内部摩擦阻力的度量是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据油性——也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附性能。油性好则摩擦系数小凝点——反映润滑油的低温工作性能闪点——反映润滑油的高温工作性能机械设计基础——滑动轴承润滑油的选择原则：压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降润滑脂的性能指标及选择性能指标：针入度(稠度)——表征润滑脂的稀稠度，类似于油的粘度用一特制重1.5N锥形针在25°C恒温下5s内刺入润滑脂内的深度。标志润滑脂内阻力的大小和受力后流动性的强弱滴点——温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征润滑脂耐高温的性能耐水性——润滑脂与水接触时，其特性的保持程度机械设计基础——滑动轴承润滑脂的选择原则：压力大、速度低——小针入度，反之选针入度大的润滑脂的滴点应高于轴承工作温度20~30℃，以免流失在有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂二、润滑装置机械设计基础——滑动轴承润滑油润滑装置：油孔、芯捻或线纱油杯、针阀滴油杯、油杯、飞溅润滑、压力润滑润滑脂润滑装置：旋转油杯、压注油嘴润滑油润滑装置油孔芯捻或线纱油杯针阀滴油杯油环机械设计基础——滑动轴承飞溅润滑压力润滑17-4非全液体摩擦滑动轴承的计算工作条件：边界膜不破坏、粗糙表面内有流体润滑存在失效形式：磨损——导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作胶合——高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合设计准则：维持边界膜不遭破坏主要进行压强p、压强与速度乘积pv的验算机械设计基础——滑动轴承一、向心轴承的计算二、推力轴承的计算三、设计步骤一、向心轴承的计算机械设计基础——滑动轴承2压强和速度乘积pv的验算限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏1压强p验算限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损bdFbdFpMPa][p许用压强p查表17-1bnFdnbdFpv19100100060][pv许用pv值查表17-1二、推力轴承的计算机械设计基础——滑动轴承2压强和速度乘积pv的验算限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏1压强p验算限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损)(4202ddzFpMPa][p许用压强p查表17-4mpv][pv许用pv值查表17-4d0Fn平均速度三、设计步骤机械设计基础——滑动轴承选择轴瓦材料确定轴承结构形式确定轴承宽度b和直径d验算p、pv选择轴承的配合选择润滑剂与润滑装置补充：液体动力润滑一.流体摩擦流体中任意点处切应力均与该处流体的速度梯度成正比比例系数η—粘度yv二.流体动力润滑两相对运动物体的摩擦表面，借助相对速度产生的油膜把两表面完全隔开，由油膜产生的压力来平衡外载荷。机械设计基础——滑动轴承楔效应承载机理平行板—相对运动—流速直线分布—油无内压力不平行板—相对运动—流速变化—油有内压力机械设计基础——滑动轴承流体动力润滑的必要条件：⑴流体必须有粘度，供应充分；⑵两表面必须有相对速度，油从大口进，小口出；⑶相对滑动两表面必须现成收敛的楔形油隙。机械设计基础——滑动轴承作业思考题：17-3习题：17-6机械设计基础——滑动轴承