機械設計第十二章滑動軸承.doc

摩擦：滾動摩擦 滾動摩擦軸承 滾動軸承滑動摩擦 滑動摩擦軸承 滑動軸承第十二章滑動軸承第一節(jié)概述1、滑動軸承應用場合：1）工作轉(zhuǎn)速特高軸承，如汽輪發(fā)電機；2）要求對軸的支撐位置特別精確的軸承，如精密磨床；3）特重型的軸承，如水輪發(fā)電機；4）承受巨大的沖擊和振動，如軋鋼機；5）根據(jù)工作要求必須做成剖分式的軸承，如曲軸軸承；6）在特殊的工作條件下（如在水中或腐蝕性介質(zhì)中）工作的軸承，如軍艦推進器的軸承；7）在安裝軸承處的徑向空間尺寸受到限制時，也常采用滑動軸承，如多輥軋鋼機。2、分類 按載荷方向：徑向（向心）軸承、止推軸承、向心止推 按接觸表面之間潤滑情況：液體滑動軸承、非液體滑動軸承液體滑動軸承：完全是液體非液體滑動軸承：不完全液體潤滑軸承、無潤滑軸承不完全液體潤滑軸承（表面間處于邊界潤滑或混合潤滑狀態(tài)）無潤滑軸承（工作前和工作時不加潤滑劑）液體潤滑承載機理：液體動力潤滑軸承（即動壓軸承） 液體靜壓潤滑軸承（即液體靜壓軸承）3、如何設計滑動軸承（設計內(nèi)容）1）軸承的型式和結(jié)構(gòu)2）軸瓦的結(jié)構(gòu)和材料選擇3）軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)4）潤滑劑的選擇和供應5）軸承的工作能力及熱平衡計算4.特點：承載能力大，工作平穩(wěn)可靠，噪聲小，耐沖擊，吸振，可剖分等特點。第二節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)一、整體式徑向滑動軸承：特點：結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，端部裝入，裝拆不便，軸承磨損后無法調(diào)整。應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。二、對開式徑向滑動軸承：裝拆方便，間隙可調(diào)，應用廣泛。特點：結(jié)構(gòu)復雜、可以調(diào)整磨損而造成的間隙、安裝方便。應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。三、止推式滑動軸承：多環(huán)式結(jié)構(gòu)，可承受雙向軸向載荷。第三節(jié)滑動軸承的失效形式及常用材料一、失效形式1、磨粒磨損：硬顆粒對軸頸和軸承表面起研磨作用。2、刮傷： 硬顆粒劃出傷痕。3、膠合： 軸承溫度過高，載荷過大，油膜破裂或供油不足時，軸頸和軸承相對運動表面材料發(fā)生粘附和遷移，從而造成軸承損壞。嚴重時導致運動停止。4、疲勞剝落5、腐蝕： 潤滑劑氧化，所生成的酸性物質(zhì)對軸承材料腐蝕。二、軸承材料1、軸承材料：軸瓦和軸承襯的材料。（軸套，軸承減摩層材料）失效形式?jīng)Q定對軸承材料性能的要求。（一） 對軸承材料性能的要求。1、良好的減摩性，耐摩性和抗膠合性。2、良好的摩擦順應性，嵌入性和磨合性。3、足夠的強度和抗腐蝕能力。4、良好的導熱性、工藝性、經(jīng)濟性等。（二） 常用軸承材料：、 、木材第四節(jié)軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦和軸直接接觸，軸瓦應具一定的強度和剛度，在軸承中定位可靠，便于輸入潤滑劑，容易散熱，并且裝拆，調(diào)整方便。因此軸瓦在外形結(jié)構(gòu)、定位、油槽開設和配合等方面采用不同的形式以適應不同的工作要求。1、軸瓦的形式和構(gòu)造軸瓦2、軸瓦的定位為了防止軸瓦沿軸向和周向移動，可將其兩端做出凸緣來做軸向定位，也可用緊定螺釘或銷釘將其固定在軸承座上，或在軸瓦上沖出定位唇（凸耳）供定位用。3、油孔及油槽，油室（注意開設的位置） 油孔導油 油槽將油分布到整個摩擦面 有時油孔，油槽只要一個就行了。油室：在軸瓦上挖出一大塊腔體裝油。一般開設在軸瓦的剖分處。4、軸承襯與瓦背的貼附 在澆鑄軸承襯的瓦背上應開設溝槽，使軸承襯與瓦背緊密貼合第五節(jié)滑動軸承潤滑劑的選用及潤滑方式1、潤滑作用：減小摩擦，降低磨損，冷卻，防塵，防銹，吸振作用等。一、潤滑劑潤滑脂選用時：1）壓力高，轉(zhuǎn)速低時，應選針入度小些的品種，反之相反。2）所用潤滑脂的滴點，一般應較軸承的工作溫度高約20-30度，以免工作時潤滑脂過多地流失。3）在水或潮濕環(huán)境下，應選擇防水性強的鈣基或鋁基潤滑脂。在溫度較高處應選用耐熱性強鈉基或復合鈣基潤滑脂。備注：針入度（或稠度）：它標志著潤滑脂內(nèi)阻力的大小和流動性的強弱。針入度愈小，則表明潤滑脂愈稠。滴點：在規(guī)定的加熱條件下，潤滑脂從標準測量杯中的孔口滴下第一滴時的溫度叫潤滑脂的滴點。潤滑脂的滴點決定了它的工作溫度。潤滑脂的工作溫度至少應低于滴點20度。二、滑動軸承的潤滑方式和潤滑裝置潤滑效果與潤滑劑、潤滑方式、潤滑裝置有關(guān)。供油方式1、連續(xù)供油： 滴油潤滑 油芯潤滑（油繩）油環(huán)潤滑 浸油潤滑（完全液體軸承）飛濺 壓力循環(huán)2、間歇供油：油杯、油槍、滴油潤滑三、潤滑方式的選擇潤滑方式的選擇可根據(jù)軸承平均載荷系數(shù)K來選擇1、 K= ：軸承平均壓強（N/mm2）；軸頸的圓周速度（m/s）K值越大，表明軸承載荷大或溫升高，要充分供油，應選擇黏度高的潤滑劑?；瑒虞S承潤滑方式的選擇K22-1616-3232潤滑劑潤滑脂潤滑油潤滑方式油杯滴油飛濺、油環(huán)、壓力循環(huán)壓力循環(huán)第六節(jié) 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算循環(huán)壓力潤滑30000 采用潤滑脂、油繩或滴油潤滑的徑向滑動軸承，由于軸承中得不到足夠的潤滑劑，在相對運動表面間難以產(chǎn)生一個完全的承載油膜，軸承只能在混合摩擦潤滑狀態(tài)（即邊界潤滑和液體潤滑同時存在的狀態(tài)）下運轉(zhuǎn)。1、不完全液體潤滑滑動軸承可靠的工作條件是：邊界膜不遭破裂，維持粗糙表面微腔內(nèi)有液體潤滑存在。2、不完全液體潤滑滑動軸承的承載能力：與邊界膜的強度及其破裂溫度有關(guān)，與軸承材料、軸頸與軸承表面粗糙度、潤滑油的供給量等因素有密切關(guān)系。3、液體摩擦滑動軸承的主要失效形式是；軸瓦的過度磨損和膠合。4、非液體摩擦潤滑軸承的計算準則：根據(jù)邊界膜的強度和破裂溫度來決定軸承的工作能力。由于促使邊界摸破裂的因素十分復雜，目前采用一種簡化的條件性計算。一、徑向滑動軸承的計算： 在設計時，已知軸承所受的徑向載荷，軸頸轉(zhuǎn)速及軸頸直徑1、驗算軸承的平均壓力： 式中：為軸承寬度（長度），要滿足寬徑比的限制。設計： 驗算的目的：防止油被完全擠出，軸瓦過度磨損。2、驗算軸承的值軸承的發(fā)熱量與單位面積上的摩擦功耗成正比，是摩擦系數(shù)，限制值就是限制軸承溫升。單位時間在單位面積上的摩擦功：限制的目的：限制軸承溫升，防止發(fā)生膠合。3、驗算滑動速度（軸承圓周速度） 對于和驗算合格的軸承，由于滑動速度過高，也會加速磨損使軸承報廢，這是因為只是平均壓力，實際上，在軸發(fā)生彎曲或不同心等引起的一系列誤差及振動的影響下，軸承邊緣可能產(chǎn)生相當高的壓力，因而局部區(qū)域的值還會超過許用值。4、配合要求：或 或二、止推滑動軸承的計算1、 組成：軸承座、止推軸承2、 常用結(jié)構(gòu)形式：空心式、單環(huán)式、多環(huán)式3、 驗算軸承的平均壓力：式中；為軸承孔直徑；為軸環(huán)直徑；為軸向載荷；為環(huán)數(shù)。驗算的目的：防止油被完全擠出，軸環(huán)過度磨損。4、驗算軸承的值； 式中；為軸徑轉(zhuǎn)速。限制的目的：限制軸承溫升，防止發(fā)生膠合。 第七節(jié)液體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算1、形成原理：油液不可壓縮，各截面流量必須相等。（見第四章）（一）、形成流體動力潤滑（即形成動壓油膜）的必要條件1、相對運動的表面間必須形成收斂條件的楔形間隙。2、兩表面相對運動，運動放向是大口進，小口出。3、供油充分，有一定粘度。（二）、徑向滑動軸承形成流體動力潤滑的過程。（三）徑向滑動軸承的幾何關(guān)系和承載量系數(shù)。1、 直徑間隙：d選取時注意：當載荷越大，越小。 當轉(zhuǎn)速越高，摩擦系數(shù)大，溫升高，為了冷卻，要取大。旋轉(zhuǎn)精度高的軸承，要小。 材料膨脹系數(shù)大，要大。2、半徑間隙：3、相對間隙： （配合精度高）h承載P 高速重載高精度要 低速、輕載、低精度 。4、偏心距e ： 軸頸穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，其中心與軸瓦中心之距離。5、偏心率： 6、承載量系數(shù)： 7、油膜厚度： 受軸頸、軸承表面粗糙度、軸的剛性及軸承與軸頸的幾何形狀誤差等有關(guān)，另與軸和軸瓦的熱變形以及混于潤滑油中污物的顆粒大小等有關(guān)。8、： 大承載能力p，但T承載能力 小承載能力p但側(cè)漏使T升高不大變化不大（四）、軸承的耗油量1、充足供油好處：補充由軸承兩端漏出的油量。 借助于漏出的油量帶走一部分摩擦熱量，從而使軸承不致發(fā)生過熱現(xiàn)象。2、耗油量的確定：必須注意：不必要地加大供油量會帶來有害的結(jié)果。因為供油過多時，軸承的非承載區(qū)內(nèi)也充滿了潤滑油，而這部分油中也要產(chǎn)生內(nèi)阻，因而就加大了內(nèi)阻，降低了軸承的機械效率。（五）軸承的熱平衡計算1、熱平衡計算目的：軸承工作時，摩擦功耗熱量油溫度承載能力防止油溫升過高。2、 平衡條件： 式中：為軸承摩擦生熱；為油流動時帶走的熱量；為軸承散發(fā)的熱量, =， =式中：為軸承表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，隨軸承結(jié)構(gòu)的散熱條件而定；為油液出口溫度，代表軸承溫度；為油液入口溫度，代表周圍介質(zhì)溫度；為潤滑油流量；為潤滑油的比熱容；為潤滑油的密度。于是得出為了達到熱平衡而必須控制的油溫= ； 為潤滑油流量系數(shù)實際上軸承上各點的溫度是不相同的。油從入口到出口，溫度逐漸升高，因而軸承中不同之處油的粘度也將不同，但