軸承設(shè)計手冊.ppt

軸承的功用是支承軸及軸上零件 保持軸的旋轉(zhuǎn)精度 減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損 并承受載荷 根據(jù)支承處相對運動表面的摩擦性質(zhì) 軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦軸承 分別簡稱為滑動軸承和滾動軸承 第15章軸承 15 1滾動軸承的構(gòu)造 類型及特點 一 滾動軸承的構(gòu)造 內(nèi)圈 外圈 滾動體 保持架 滾動軸承依靠滾動體與軸承座圈間的滾動接觸來工作 用于支撐旋轉(zhuǎn)零件或擺動零件 內(nèi)圈 內(nèi)圈裝在軸頸上 與軸一起轉(zhuǎn)動 外圈 外圈裝在機(jī)座或零件的軸承孔內(nèi) 多數(shù)情況下 外圈不轉(zhuǎn)動 滾動體 當(dāng)內(nèi)外圈之間相對旋轉(zhuǎn)時 滾動體沿著滾道滾動 保持架 保持架使?jié)L動體均勻分布在滾道上 并減少滾動體之間的碰撞和磨損 各類滾動體 滾動軸承的特點 滾動軸承的內(nèi)外圈和滾動體應(yīng)具有較高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度 良好的耐磨性和沖擊韌性 一般用特殊軸承鋼制造 常用材料有GCrl5 GCrl5SiMn GCr6 GCr9等 經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)60 65HRC 滾動軸承的工作表面必須經(jīng)磨削拋光 以提高其接觸疲勞強(qiáng)度 保持架多用低碳鋼板通過沖壓成形方法制造 也可采用有色金屬或塑料等材料 滾動軸承的材料 二 滾動軸承的類型與特點 球軸承 滾子軸承 點接觸 承載能力低 極限轉(zhuǎn)速高 線接觸 承載能力高 極限轉(zhuǎn)速低 QJ 調(diào)心球軸承1000 調(diào)心滾子軸承2000 圓錐滾子軸承3000 雙列深溝球軸承4000 推力球軸承5000 深溝球軸承6000 角接觸球軸承7000 推力圓柱滾子軸承8000 圓柱滾子軸承N 一 滾動軸承的代號 15 2滾動軸承的代號及類型選擇 前置代號 表示軸承的分部件 基本代號 表示軸承的類型與尺寸等主要特征 后置代號 表示軸承的精度與材料的特征 類型代號為字母時與后數(shù)字空半格 1 基本代號 1 軸承類型 基本代號右起五位 寬度系列 右起第四位 數(shù)字0 9 2 尺寸系列 基本代號右起三 四位 寬度系列在前 直徑系列在后 801234567912 特窄窄正常寬特寬特低低正常 向心軸承寬度增加 推力軸承高度增加 但對圓錐滾子軸承 3類 和調(diào)心滾子軸承 2類 不能省略 0 寬度系列代號 一般正常寬度為 0 通常不標(biāo)注 直徑系列 右起第三位 數(shù)字0 9 789012345 超輕特輕輕中重特重 直徑增加 3 軸承的內(nèi)徑 右起一二位數(shù)字 a d 10 12 15 17mm時 代號00010203 b d 20 480mm時 d 代號 5 mm c d500mm d 22 28 32mm時 代號 內(nèi)徑尺寸 直徑代號 內(nèi)徑代號 2 前置代號 表示軸承的分部件 用字母表示 L 可分離軸承的可分離內(nèi)圈或外圈如LN207K 軸承的滾動體與保持架組件K81107R 不帶可分離內(nèi)圈或外圈的軸承 如RNU207 3 后置代號 軸承的結(jié)構(gòu) 公差 游隙及材料的特殊要求等 1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號 C AC B 角接觸球軸承的接觸角 2 密封 防塵與外部形狀變化代號 3 軸承的公差等級 精度高 低 代號 P2 P4 P5 P6X P6 P0 公差等級2456X60 普通級可省略 NU 表示內(nèi)圈無檔邊的圓柱滾子軸承WS GS 分別為推力圓柱滾子軸承的軸圈和座圈 如WS81107 GS81107 4 軸承的徑向游隙 5 保持架代號 游隙代號 游隙分1 2 0 3 4 5共六個組別 以 C1 C2 C3 C4 C5為代號 0組不標(biāo)注 將滾動軸承的一個套圈固定 另一個套圈沿徑向的最大活動量 稱為徑向游隙 沿軸向最大活動量 稱為軸向游隙 游隙 徑向游隙 軸向游隙 軸承中的滾動體與內(nèi) 外滾道之間的間隙 分為徑向游隙和軸向游隙 6308 6 深溝球軸承 3 中系列 08 內(nèi)徑d 40mm 公差等級為0級 游隙組為0組 N105 P5 7214AC P4 7 角接觸球軸承 2 輕系列 14 內(nèi)徑d 70mm 公差等級為4級 游隙組為0組 公稱接觸角 15 30213 3 圓錐滾子軸承 2 輕系列 13 內(nèi)徑d 65mm 0 正常寬度 0不可省略 公差等級為0級 游隙組為0組 6103 6 深溝球軸承 1 特輕系列 03 內(nèi)徑d 17mm 公差等級為0級 游隙組為0組 N 圓柱滾子軸承 1 特輕系列 05 內(nèi)徑d 20mm 公差等級為5級 游隙組為0組 工作載荷 轉(zhuǎn)速 支承剛性 安裝精度 1 n高 載荷小 旋轉(zhuǎn)精度高 球軸承 n低 載荷大 或沖擊載荷 滾子軸承 2 主要受Fr 向心軸承 徑向接觸軸承 主要受Fa n不高時 推力軸承 軸向接觸軸承 n高時 角接觸球軸承或深溝球軸承 二 滾動軸承的類型選擇 同時受Fr和Fa均較大時 圓錐滾子軸承3類 n較低時 Fr較大 Fa較小時 Fa較大 Fr較小時 深溝球軸承 深溝球軸承 推力球軸承推力角接觸軸承 角接觸球軸承7類 n較高時 3 要求n nlim 極限轉(zhuǎn)速 球軸承極限轉(zhuǎn)速高滾子軸承極限轉(zhuǎn)速低推力軸承極限轉(zhuǎn)速低 4 軸的剛性較差 軸承孔不同心 調(diào)心軸承 5 便于裝拆和間隙調(diào)整 內(nèi) 外圈不分離的軸承 6 3 7兩類軸承應(yīng)成對使用 對稱安裝 7 旋轉(zhuǎn)精度較高時 較高的公差等級和較小的游隙 8 優(yōu)先考慮用普通公差等級的深溝球軸承 9 要求支承剛度高時 滾子軸承 1 受力分析 1 受軸向載荷Fa 各滾動體平均分擔(dān) 2 受徑向載荷Fr 上半圈滾動體不受力下半圈滾動體受力 一 滾動軸承失效形式及計算準(zhǔn)則 15 3滾動軸承的壽命計算 滾動體 內(nèi)圈 不穩(wěn)定脈動循環(huán)變應(yīng)力 固定套圈 穩(wěn)定的脈動循環(huán)變應(yīng)力 詳細(xì)分析 詳細(xì)分析 2 主要失效形式 1 疲勞點蝕 安裝潤滑和維護(hù)良好 更多的失效 2 塑性變形 轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動 3 磨損 潤滑不良 密封不嚴(yán) 多塵條件 3 軸承壽命計算準(zhǔn)則 一般軸承 疲勞壽命計算 針對點蝕 靜強(qiáng)度計算 針對塑性變形 低速或擺動軸承 只進(jìn)行靜強(qiáng)度計算 高速軸承 進(jìn)行疲勞壽命計算 校驗極限轉(zhuǎn)速 二 滾動軸承的承載能力計算 壽命計算 1 滾動軸承的基本額定壽命與可靠度 壽命 軸承中任一元件首次出現(xiàn)疲勞點蝕前軸承所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù) 或恒定轉(zhuǎn)速下的總工作小時數(shù) 與一般結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命一樣 滾動軸承的疲勞壽命的離散性也是相當(dāng)大的可靠度 在同一條件下運轉(zhuǎn)的一組近于相同的軸承所能達(dá)到或超過某一規(guī)定壽命的百分率 軸承的壽命 106r 基本額定壽命 一批相同的軸承 在相同條件下運轉(zhuǎn) 其中90 的軸承不出現(xiàn)疲勞點蝕時的總轉(zhuǎn)數(shù)或在給定轉(zhuǎn)速下工作的小時數(shù) 用L10或Lh表示 2 基本額定動載荷 一批同型號的軸承基本額定壽命為1 106轉(zhuǎn) 時軸承所承受的載荷 用C表示 對徑向接觸軸承 6 7 3 C 徑向載荷Cr表示 對推力軸承C 軸向載荷Ca表示 C 載荷徑向分量Cr表示 C 100 c 可查手冊得到 角接觸球軸承圓錐滾子軸承 3 滾動軸承的壽命計算公式 載荷與壽命的關(guān)系 3球軸承 10 3滾子軸承 壽命指數(shù) 代入一組數(shù)據(jù)求解 P CL10 1 106r 或 P 軸承當(dāng)量動載荷 當(dāng)工作t 100 時 因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化 軸承的基本額定動載荷C有所下降 引入溫度系數(shù)ft 當(dāng)P n已知 預(yù)期壽命為Lh 則要求選取的軸承的額定動載荷為 選軸承型號和尺寸 校核軸承壽命Lh L h 三 滾動軸承的當(dāng)量動載荷P 1 對只能承受徑向載荷Fr的軸承 6 N NA軸承 P fPFR 3 同時受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的軸承 2 對只能承受軸向載荷Fa的軸承 5和8 P fPFA P fP XFR YFA fP 載荷系數(shù)X 徑向載荷系數(shù)Y 軸向載荷系數(shù) 四 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷的計算 1 內(nèi)部軸向力大小方向 方向 由外圈寬端面指向窄端面支反力作用點偏向窄端面一側(cè) a 正裝 面對面 適合于傳動零件位于兩支承之間 b 反裝 背靠背 適合于傳動零件處于外伸端 二內(nèi)部軸向力相對 二內(nèi)部軸向力相背 2 實際軸向載荷FA的確定 1 當(dāng) 軸有向左移動的趨勢 軸承1被 壓緊 軸承2被 放松 軸承1上的內(nèi)部軸向力由S1增大到Fa S2 阻止軸左移 軸承2上的軸向力為 軸承1的實際軸向載荷為 2 當(dāng) 軸有右移的趨勢 軸承2被 壓緊 軸承1被 放松 軸承2上的內(nèi)部軸向力由S2增大到S1 Fa 阻止軸右移 軸承2實際所受的軸向力為 軸承1實際所受的軸向力為 結(jié)論 實際軸向力Fa的計算方法 1 分析軸上內(nèi)部軸向力和外加軸向載荷 判定被 壓緊 和 放松 的軸承 2 壓緊 端軸承的軸向力等于除本身內(nèi)部軸向力外 軸上其他所有軸向力代數(shù)和 3 放松 端軸承的軸向力等于本身的內(nèi)部軸向力 向心推力軸承所受軸向力Fa的計算方法也可以歸納為 就一個支點的軸承而言 對比其本身內(nèi)部軸向力與外加軸向力 另一支點的內(nèi)部軸向力與外加軸向力之合力 其較大者為該軸承的軸向力 五 滾動軸承的靜強(qiáng)度計算 對于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動的軸承 其失效形式不是疲勞點蝕 而是因滾動接觸面上的接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形 在國家標(biāo)準(zhǔn)中 對每一種規(guī)格的滾動軸承規(guī)定了一個不應(yīng)超過得載荷界限 基本額定靜載荷 用C0表示 式中 P0 當(dāng)量靜載荷 S0 靜強(qiáng)度安全系數(shù)其值查表11 14當(dāng)量靜載荷P0計算 對于 0 的向心滾子軸承 P0 Fr 對于角接觸軸承 P0r X0Fr Y0FaP0r Fr取上式中的P0較大值 X0 Y0 靜徑向和軸向載荷系數(shù) 教材表11 13 選擇軸承的類型和直徑系列 滾動軸承選擇的一般過程如下 滾動軸承壽命計算的過程 由力分析確定軸承所承受的FR與FA 與C比較 一 軸系的軸向定位 1 兩端單向固定 15 4滾動軸承的組合設(shè)計 正常的滾動軸承支承應(yīng)使軸能正常傳遞載荷而不發(fā)生軸向竄動及軸受熱膨脹后卡死等現(xiàn)象 常用的滾動軸承支承結(jié)構(gòu)型式有三種 正確選用軸承類型和型號之后 為了保證軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件正常運行 還應(yīng)解決軸承組合的結(jié)構(gòu)問題 其中包括 軸承組合的軸向固定 軸承與相關(guān)零件的配合 間隙調(diào)整 裝拆 潤滑等一系列問題 軸的兩個軸承分別限制一個方向的軸向移動 這種固定方式稱為兩端單向固定 考慮到軸受熱伸長 對于深溝球軸承可在軸承蓋與外圈端面之間 留出熱補(bǔ)償間隙c 0 2 0 3mm 間隙量的大小可用一組墊片來調(diào)整 這種支承結(jié)構(gòu)簡單 安裝調(diào)整方便 它適用于工作溫度變化不大的短軸 正裝 2 一端雙向固定 一端游動 一端支承的軸承 內(nèi) 外圈雙向固定 另一端支承的軸承可以軸向游動 雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷 游動端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間隙 以適應(yīng)軸的伸縮量 這種支承結(jié)構(gòu)適用于軸的溫度變化大和跨距較大的場合 3 兩端游動 兩端游動支承結(jié)構(gòu)的軸承 分別不對軸作精確的軸向定位 兩軸承的內(nèi) 外圈雙向固定 以保證軸能作雙向游動 兩端采用圓柱滾子軸承支承 適用于人字齒輪主動軸 但與其嚙合的另一軸系必須兩端固定 軸承內(nèi)圈常用的四種軸向固定方法 利用軸肩作單向固定 它能承受大的單向的軸向力 利用軸肩和軸用彈性擋圈作雙向固定 擋圈能承受的軸向力不大 例用軸肩和軸端擋板作雙向固定 擋板能承受中等的軸向力 利用軸肩和圓螺母 止動墊 作雙向固定 能受大的軸向力 滾動軸承的軸向固定 內(nèi)圈與軸 5 開口圓錐緊定套 圓螺母和止動墊圈 1 軸肩 2 軸用彈性擋圈 3 軸端檔圈 緊固螺釘 4 圓螺母 止動墊圈 外圈與座孔 1 孔用彈性擋圈 2 軸承外圈止動槽內(nèi)嵌入止動環(huán)固定 3 軸承端蓋 4 軸承座孔凸肩 5 螺紋環(huán) 二 滾動軸承的預(yù)緊與軸向位置的調(diào)整 通過帶螺紋的零件或端蓋下的墊片來調(diào)節(jié) 軸承預(yù)緊 安裝時用某種方法在軸承中產(chǎn)生軸向力 以消除游隙 1 軸承游隙的調(diào)整 用墊片和長短隔套預(yù)緊 2 軸系軸向位置的調(diào)整 為了保證機(jī)器正常工作 軸上某些零件通過調(diào)整位置以達(dá)到工作所要求的準(zhǔn)確位置 例如蝸桿傳動中要求能調(diào)整蝸輪軸的軸向位置 來保證正確嚙合 在圓錐齒輪傳動中要求兩齒輪的節(jié)錐頂重合于一點 要求兩齒輪都能進(jìn)行軸向調(diào)整 其調(diào)整是利用軸承蓋與套杯之間的墊片組 調(diào)整軸承的軸向游隙 利用套杯與箱孔端面之間的墊片組 調(diào)整軸的軸向位置 三 提高軸承系統(tǒng)的剛度和同軸度 應(yīng)盡量保證軸及軸承座有足夠的剛度 以避免過大的變形使?jié)L動體受阻滯而使軸承提前損壞 1 為保證軸承支座孔的剛度 可采用加強(qiáng)筋和增加軸承座孔的厚度 2 對于角接觸軸承采用正裝 提高支承剛性 3 對于角接觸軸承要進(jìn)行預(yù)緊 可增加剛度 支承的剛度和座孔的同心度 提高支承剛度的措施 1 增加軸承座孔的壁厚 2 減小軸承支點相對于箱體孔壁的懸臂 3 采用加強(qiáng)筋加強(qiáng)支承部位的剛性 4 同一根軸上的軸承座孔應(yīng)保證同心 應(yīng)使兩軸承座孔直徑相同 以便加工時能一次定位鏜孔 如兩軸承外徑不同時 外徑小的軸承可在座孔處安裝襯套 使軸承座孔直徑相同 以便一次鏜出 如果不保證支承系統(tǒng)的剛度和同軸度 會使軸線有較大的偏移 影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度 從而降低軸承使用壽命 保證軸上兩個支承的座孔的同心度的方法 1 整體機(jī)座 兩軸承座孔一次鏜出 2 如軸上兩軸承外徑不同 采用套杯結(jié)構(gòu) 1 滾動軸承與軸和座孔的配合的配合 軸承內(nèi)圈與軸 松 緊js6 j6 k6 m6 n6 松 緊G7 H7 JS7 J7 軸承外圈與軸承座孔 基孔制 基軸制 滾動軸承的配合是指內(nèi)圈與軸頸 外圈與外殼孔的配合 滾動軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制 外徑與外殼孔的配合采用基軸制 四 配合和裝拆 5 與空心軸配合的軸承應(yīng)取較緊的配合 滾動軸承配合的選擇原則 1 轉(zhuǎn)動圈比不動圈配合松一些 2 高速 重載 有沖擊 振動時 配合應(yīng)緊一些 載荷平穩(wěn)時 配合應(yīng)松一些 3 旋轉(zhuǎn)精度要求高時 配合應(yīng)緊一些 4 常拆卸的軸承或游動套圈應(yīng)取較松的配合 2 滾動軸承的安裝與拆卸軸承的內(nèi)圈與軸頸配合較緊 對于小尺寸的軸承 一般可用壓力直接將軸承的內(nèi)圈壓入軸頸 對于尺寸較大的軸承 可先將軸承放在溫度為80 100 的熱油中加熱 使內(nèi)孔脹大 然后用壓力機(jī)裝在軸頸上 拆卸軸承時應(yīng)使用專用工具 為便于拆卸 設(shè)計時軸肩高度不能大于內(nèi)圈高度 拆卸 安裝 軸肩高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈高度 滾動軸承的裝拆 要求 1 壓力應(yīng)直接加于配合較緊的套圈上 2 不允許通過滾動體傳遞裝拆力 3 要均勻施加裝拆力 一 滾動軸承的潤滑 潤滑目的 減少摩擦和磨損 減振 散熱 防腐 潤滑劑 潤滑油 潤滑脂 軸頸圓周速度v 4 5m s用脂 潤滑油 優(yōu)點 摩擦阻力小 散熱冷卻好缺點 易于流失應(yīng)用 速度及溫度較高的場合常用 L AN選用 溫度 P dn方式 油浴 油面不能高于最下方滾動體中心 攪油損耗 飛濺潤滑噴油潤滑 油霧潤滑 高速 潤滑脂 優(yōu)點 不易流失 便于密封與維護(hù) 缺點 摩擦阻力大 不利于散熱方式 人工定期更換 潤滑脂不能超過軸承內(nèi)空隙的1 3 1 2 過多引起軸承發(fā)熱 15 6滾動軸承的維護(hù)和使用 要延長軸承的使用壽命和保持旋轉(zhuǎn)精度 在使用中應(yīng)及時對軸承進(jìn)行維護(hù) 采用合理的潤滑和密封 并經(jīng)常檢查潤滑和密封狀況 二 滾動軸承的密封 1 密封的作用 防止灰塵雜質(zhì)水進(jìn)入軸承 防止?jié)櫥瑒┝魇?2 密封的類型 A 接觸式密封 密封件與軸直接接觸 氈圈密封 特點 結(jié)構(gòu)簡單 價格低廉但易磨損應(yīng)用 v 4 5m s 工做溫度不高的脂潤滑場合 皮碗密封 特點 效果比氈圈密封好標(biāo)準(zhǔn)件 高速易于發(fā)熱應(yīng)用 n較低 工做溫度不高的脂潤滑或油潤滑場合 在軸承蓋中 放置一個用耐油橡膠制的唇形密封圈 靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)形螺旋彈簧的扣緊作用而緊套在軸上 以便起密封作用 唇形密封圈的密封唇的方向要朝向密封的部位 即如果主要是為了封油 密封唇應(yīng)對著軸承 朝內(nèi) 如果主要是為了防止外物浸入 則密封唇應(yīng)背對軸承 朝外 如果兩方面要求都需要 最好使用密封唇反向放置的兩個唇形密封圈 唇形密封圈密封可用于接觸面滑動速度小于10m s 當(dāng)軸頸是精車的 或小于15m s 當(dāng)軸頸是磨光的 的場合 皮碗密封 B 非接觸式密封 利用狹小間隙填滿潤滑脂起到密封作用 組合式密封 三 滾動軸承的檢驗 檢驗的主要內(nèi)容有以下三個方面 外觀檢驗檢驗是否有點蝕出現(xiàn) 磨損是否嚴(yán)重 保持架是否松動 空轉(zhuǎn)檢驗手拿內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)外圈 軸承轉(zhuǎn)動是否靈活 有無噪聲阻滯現(xiàn)象 游隙測量游隙一般不超過0 1 0 15mm 徑向游隙不能過大 根據(jù)檢查結(jié)果和使用要求決定軸承是否能繼續(xù)使用 軸承內(nèi)圈與軸或外圈與座孔松動時 可采取金屬噴鍍軸頸或電鍍軸承內(nèi)外圈表面的方法修復(fù) 15 7滑動軸承概述 一 滑動軸承的類型滑動軸承按其承受載荷的方向分為 1 徑向滑動軸承 它主要承受徑向載荷 2 止推滑動軸承 它只承受軸向載荷 滑動軸承按摩擦 潤滑 狀態(tài)可分為液體摩擦 潤滑 軸承和非液體摩擦 潤滑 軸承 1 完全流體潤滑滑動軸承 流體潤滑軸承 軸頸與軸瓦的摩擦面間有充足的潤滑油 潤滑油的厚度較大 將軸頸和軸瓦表面完全隔開 因而摩擦系數(shù)很小 一般摩擦系數(shù)f 0 001 0 008 由于始終能保持穩(wěn)定的液體潤滑狀態(tài) 這種軸承適用于高速 高精度和重載等場合 2 不完全流體潤滑滑動軸承 不完全潤滑軸承 軸和軸承孔表面間有潤滑流體存在 但不能完全將兩摩擦表面隔開 有一部分表面直接接觸 因而摩擦系數(shù)大 f 0 05 0 5 如果潤滑油完全流失 將會出現(xiàn)干摩擦 劇烈摩擦 磨損 甚至發(fā)生膠合破壞 一 徑向滑動軸承 特點 1 結(jié)構(gòu)簡單 成本低2 軸套磨損后 間隙無法調(diào)整3 裝拆不便 只能從軸端裝拆 應(yīng)用 低速 輕載或間歇工作的機(jī)器 標(biāo)記 HZ H 滑動軸承 Z 整體正座 軸承內(nèi)徑 mm 如圖 由軸承座 整體軸套 油孔等組成 1 整體式徑向滑動軸承 整體式 15 8滑動軸承的結(jié)構(gòu)和材料 2 對開式徑向滑動軸承 剖分式 正剖分 軸承座和軸瓦被分成兩部分 由螺栓聯(lián)接 便于調(diào)整間隙和裝拆 有正剖分和斜剖分兩種 剖分面制成階梯狀 便于對中防錯動 發(fā)動機(jī)曲軸 標(biāo)記 H2 H4 斜剖分 載荷與剖分面垂線大于35 柴油機(jī)連桿大頭 標(biāo)記 HX 3 自動調(diào)心式 軸瓦與軸承之間不是柱面配合 而是球面配合 軸瓦可隨著軸的彎曲而轉(zhuǎn)動 適應(yīng)軸徑的偏斜 通常的滑動軸承要限制軸徑的長度 用寬徑比來表示L d 一般L d 0 5 1 5 當(dāng)L d 1 5時 常用調(diào)心式滑動軸承 二 止推滑動軸承 實心止推滑動軸承 軸頸端面的中部壓強(qiáng)比邊緣的大 潤滑油不易進(jìn)人 潤滑條件差 空心止推滑動軸承 軸頸端面的中空部分能存油 壓強(qiáng)也比較均勻 承載能力不大 多環(huán)止推滑動軸承 壓強(qiáng)較均勻 能承受較大載荷 但各環(huán)承載不等 環(huán)數(shù)不能太多 二 軸瓦結(jié)構(gòu) 1 軸瓦的形式與結(jié)構(gòu) 軸瓦應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度 要固定可靠 潤滑良好 散熱容易 便于裝拆和調(diào)整 軸瓦固定在軸承座上 軸瓦表面常澆鑄一層減摩性更好的材料 稱為軸承襯 厚度從零點幾個毫米到6毫米 為使軸承襯固定可靠 可在軸瓦上作出溝槽 油孔 油槽開設(shè)原則 1 油槽 溝 開在非承載區(qū) 否則會破壞油膜的連續(xù)性降低油膜的承載能力 2 油槽軸向不能開通 以免油從油槽端部大量流失軸向油溝的長度應(yīng)稍短于軸瓦寬 80 2 油孔 油槽和油室 剖分式整體式 三 滑動軸承的失效形式及材料 1 主要失效形式 磨損和膠合 疲勞破壞 對材料性能要求 2 軸承材料 1 具有足夠的抗壓強(qiáng)度 抗疲勞能力和抗沖擊能力 2 具有良好的減摩性 材料要有較低的摩擦阻力 3 具有良好的耐磨性 抗粘著磨損和磨粒磨損性能較好 4 具有良好的跑合性 能較容易消除接觸表面不平度而使軸頸與軸瓦表面間相互盡快吻合 5 良好的可塑性 具有適應(yīng)因軸的彎曲和其他幾何誤差而使軸與軸承滑動表面初始配合不良的能力 6 具有嵌藏性 軸承材料具有容納金屬碎屑和灰塵的能力 7 良好的工藝性和導(dǎo)熱性 并應(yīng)具有抗腐蝕性能 金屬材料多孔質(zhì)金屬材料非金屬材料 常用軸承材料 軸承材料是指在軸承結(jié)構(gòu)中直接參與摩擦部分的材料 如軸瓦和軸承襯的材料 軸承材料性能應(yīng)滿足以下要求 減摩性 材料副具有較低的摩擦系數(shù) 耐磨性 材料的抗磨性能 通常以磨損率表示 抗咬粘性 材料的耐熱性與抗粘附性 摩擦順應(yīng)性 材料通過表層彈塑性變形來補(bǔ)償軸承滑動表面初始配合不良的能力 嵌入性 材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入 從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能 此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力 良好的導(dǎo)熱性 工藝性和經(jīng)濟(jì)性 磨合性 軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后 形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力 或性質(zhì) 軸承合金 銅合金 鑄鐵 潤滑目的 減少摩擦 降低磨損 散熱冷卻 緩沖吸振 密封防銹 一 潤滑劑 1 潤滑油 潤滑油 粘度的種類有很多 如 動力粘度 運動粘度 條件粘度等 粘度是潤滑油的主要質(zhì)量指標(biāo) 抵抗變形的能力 粘度值越高 油越稠 反之越稀 溫度升高 粘度降低 潤滑油的牌號于運動粘度有一定的對應(yīng)關(guān)系 如 牌號為L AN10的油在40 時的運動粘度大約為10cSt 具體說明 工程中常用運動粘度 單位是 St 斯 或cSt 厘斯 量綱為 m2 s 動植物油 礦物油 合成油 潤滑油牌號表 15 3滑動軸承的潤滑 2 潤滑脂 潤滑脂 潤滑脂的主要質(zhì)量指標(biāo)是 錐入度 反映其稠度大小 滴點 決定工作溫度 潤滑油 稠化劑 鈣鈉鋁鋰 穩(wěn)定劑 1 壓力大 溫度高 載荷沖擊變動大 粘度大的潤滑油 2 滑動速度大 粘度較低的潤滑油 4 粗糙或未經(jīng)跑合的表面 粘度較高的潤滑油 特點 無流動性 可在滑動表面形成一層薄膜 適用場合 要求不高 難以經(jīng)常供油 或者低速重載以及作擺動運動的軸承中 選擇原則 3 散熱差 工做溫度高 粘度較高的潤滑油 選擇原則 當(dāng)壓力高和滑動速度低時 選擇針入度小一些的品種 反之 選擇針入度大一些的品種 所用潤滑脂的滴點 一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約20 30 以免工作時潤滑脂過多地流失 在有水淋或潮濕的環(huán)境下 應(yīng)選擇防水性能強(qiáng)的鈣基或鋁基潤滑脂 在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基潤滑脂 潤滑脂牌號表 特點 可在滑動表面形成固體膜 適用場合 有特殊要求的場合 如環(huán)境清潔要求處 真空中或高溫中 常用類型 二硫化鉬 碳 石墨 聚四氟乙烯等 使用方法 涂敷 粘結(jié)或燒結(jié)在軸瓦表面 制成復(fù)合材料 依靠材料自身的潤滑性能形成潤滑膜 3 固體潤滑劑 二 潤滑方式 1 潤滑方式的選擇 滑動軸承的潤滑方式 可按下式計算求得k值后選擇 式中 p為軸頸的平均壓強(qiáng) Mpa v為軸頸的圓周速度m s 當(dāng)k 2時 選擇潤滑脂潤滑 用旋蓋式油杯注入潤滑脂 當(dāng)k 2 16時 油壺或油槍定期向潤滑孔和杯內(nèi)注油 壓注式油杯 旋套式油杯 針閥式油杯 利用繩芯的毛吸管作用吸油滴到軸頸上 當(dāng)k 16 32時 油環(huán)潤滑 油環(huán)下端浸到油里 飛濺潤滑 利用下端浸在油池中的轉(zhuǎn)動件將潤滑油濺成油來潤滑 當(dāng)k 32時 壓力循環(huán)潤滑 用油泵進(jìn)行連續(xù)壓力供油 潤滑 冷卻 效果較好 適于重載 高速或交變載荷作用 2 油潤滑 連續(xù)供油 間歇供油 油壺或油槍 1 滴油潤滑 2 繩芯潤滑 3 飛濺潤滑 4 浸油潤滑 5 壓力循環(huán)潤滑 3 脂潤滑 旋蓋式油脂杯 黃油槍 15 4不完全液體潤滑軸承的設(shè)計計算大多數(shù)軸承實際處在混合潤滑狀態(tài) 邊界潤滑與液體潤滑同時存在的狀態(tài) 其可靠工作的條件是 維持邊界油膜不受破壞 以減少發(fā)熱和磨損 計算準(zhǔn)則 并根據(jù)邊界膜的機(jī)械強(qiáng)度和破裂溫度來決定軸承的工作能力 但影響邊界膜的因素很復(fù)雜 采用簡化的條件性計算 一 徑向滑動軸承通常已知條件是軸頸直徑d 轉(zhuǎn)速n和徑向載荷FR 根據(jù)這些條件 選擇軸承的結(jié)構(gòu)型式 確定軸承的寬度B 并進(jìn)行校核計算 對于不完全液體潤滑軸承 常取寬度B 0 8 1 5 d 由于滑動軸承的主要失效形式為磨損和膠合 故設(shè)計時進(jìn)行相應(yīng)的計算 1 限制平均壓強(qiáng)P目的 避免在載荷作用下潤滑油被完全擠出 而導(dǎo)致軸承過度磨損 p 許用壓強(qiáng)Mpa 表11 1 d B 軸頸直徑和寬度 mm FR為徑向載荷 N Mpa 2 限制軸承的pv值為了反映單位面積上的摩擦功耗與發(fā)熱 pv越高 軸承溫升越高 容易引起邊界膜的破裂 目的 限制pv是控制軸承溫升 避免邊界膜的破裂 n 軸頸轉(zhuǎn)速 r min v 軸頸圓周線速度m s p v 軸承材料許用pv值 表11 1 3 限制滑動速度v目的 當(dāng)p較小時 避免由于v過高而引起軸瓦加速磨損 v 軸承材料的許用v值 見表11 1 表11 2 Mpa m s m s 二 止推滑動軸承的計算止推滑動軸承的計算與徑向滑動軸承類似如圖教材11 16所示 實心端面由于跑合時中心與邊緣磨損不均勻 愈近邊緣部分磨損愈快 空心軸頸和環(huán)狀軸頸可以克服此缺點 載荷很