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1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容1、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)及軸瓦的材料和選用原則。2、非液體摩擦和液體摩擦徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法。3、液體摩擦動(dòng)壓潤(rùn)滑單油楔徑向滑動(dòng)軸承的參數(shù)對(duì)軸承承載能力的影響。第七章第七章 滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)重點(diǎn)重點(diǎn)1、軸瓦材料及其應(yīng)用。2、軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及設(shè)計(jì)方法。3、液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程式。4、液體摩擦動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)及主要參數(shù)的選擇。一、滑動(dòng)軸承的類型及其結(jié)構(gòu)型式一、滑動(dòng)軸承的類型及其結(jié)構(gòu)型式1. 類型類型按承載方向分按承載方向分按摩擦狀態(tài)分按摩擦狀態(tài)分向心滑動(dòng)軸承向心滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體摩擦滑動(dòng)軸承非液體

2、摩擦滑動(dòng)軸承動(dòng)壓軸承動(dòng)壓軸承靜壓軸承靜壓軸承推力軸承推力軸承向心軸承向心軸承滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承相比,滑動(dòng)軸承具有承載能力高、抗振性好,工作平穩(wěn)可靠,噪聲小,和滾動(dòng)軸承相比,滑動(dòng)軸承具有承載能力高、抗振性好,工作平穩(wěn)可靠,噪聲小,壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),它廣泛用于內(nèi)燃機(jī)、軋鋼機(jī)、大型電機(jī)及儀表、雷達(dá)、天文望遠(yuǎn)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),它廣泛用于內(nèi)燃機(jī)、軋鋼機(jī)、大型電機(jī)及儀表、雷達(dá)、天文望遠(yuǎn)鏡等方面。鏡等方面。 滑動(dòng)軸承的摩擦狀態(tài)滑動(dòng)軸承的摩擦狀態(tài)完全液體摩擦完全液體摩擦邊界摩擦邊界摩擦干摩擦干摩擦潤(rùn)滑油膜將摩擦表面完全隔開(kāi),只存潤(rùn)滑油膜將摩擦表面完全隔開(kāi),只存在液體分子間的摩擦在液體分子間的摩擦潤(rùn)滑油膜部分地

3、將摩擦表面隔開(kāi),部潤(rùn)滑油膜部分地將摩擦表面隔開(kāi),部分摩擦表面仍可直接接觸分摩擦表面仍可直接接觸摩擦表面間沒(méi)有任何物質(zhì)的摩擦摩擦表面間沒(méi)有任何物質(zhì)的摩擦008. 0001. 0f邊界摩擦常與半液體摩擦、半干摩擦并邊界摩擦常與半液體摩擦、半干摩擦并 存,通稱非液體摩擦存,通稱非液體摩擦1 . 001. 0f2. 結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式向心軸承向心軸承剖分式剖分式整體式整體式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝困難安裝困難 間隙不可調(diào)間隙不可調(diào)結(jié)構(gòu)較繁結(jié)構(gòu)較繁 間隙可調(diào)間隙可調(diào)廣泛采用廣泛采用水平剖分 斜剖分 間隙可調(diào)式間隙可調(diào)式自動(dòng)調(diào)心式自動(dòng)調(diào)心式推力軸承推力軸承實(shí)心式實(shí)心式空心式空心式單環(huán)式單環(huán)式多環(huán)式多環(huán)式中間比壓

4、大中間比壓大對(duì)于尺寸較大的平面推力軸承,為了改善軸承的性能,便于形成液體摩擦狀態(tài)??稍O(shè)計(jì)成多油楔形狀結(jié)構(gòu) 多油楔推力軸承多油楔推力軸承 二、軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)二、軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)1. 軸瓦的材料軸瓦的材料(1) 基本要求基本要求耐磨性耐磨性磨損少磨損少減摩性減摩性摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小其他要求:其他要求: 抗膠合性抗膠合性跑合性跑合性耐腐蝕性耐腐蝕性強(qiáng)度強(qiáng)度 (2) 常用材料常用材料鑄鐵鑄鐵輕載、低速的軸瓦材料輕載、低速的軸瓦材料軸承合金軸承合金 (巴氏合金巴氏合金)錫基錫基鉛基鉛基銻、銅鹼金屬硬粒銻、銅鹼金屬硬粒錫基體或鉛基體錫基體或鉛基體綜合性能好綜合性能好機(jī)械強(qiáng)度較低機(jī)械強(qiáng)度較低價(jià)昂價(jià)昂軸承

5、合金澆鑄在鋼或軸承合金澆鑄在鋼或鑄鐵的軸瓦基體上鑄鐵的軸瓦基體上銅合金銅合金錫青銅錫青銅 中速、中載或重載中速、中載或重載鋁青銅鋁青銅 低速重載低速重載鉛青銅鉛青銅 高速重載高速重載粉末冶金粉末冶金鐵或銅粉末混入石墨壓制燒結(jié)而成鐵或銅粉末混入石墨壓制燒結(jié)而成 多孔性存油多孔性存油用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不便場(chǎng)合用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不便場(chǎng)合非金屬材料非金屬材料塑料、橡膠、尼龍等塑料、橡膠、尼龍等摩擦系數(shù)小、耐磨、耐腐蝕、承載低、熱變形大摩擦系數(shù)小、耐磨、耐腐蝕、承載低、熱變形大2. 軸瓦的結(jié)構(gòu)軸瓦的結(jié)構(gòu)(1) 軸瓦的結(jié)構(gòu)要素軸瓦的結(jié)構(gòu)要素油孔油孔油溝油溝壁厚壁厚定位唇定位唇油室油室定位唇:防

6、止軸瓦在軸承中移動(dòng)定位唇:防止軸瓦在軸承中移動(dòng)壁厚壁厚油孔和油溝:將油引入軸承油孔和油溝:將油引入軸承油室:存油油室:存油(2) 結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式整體式整體式剖分式剖分式 為了使滑動(dòng)軸承獲得良好的潤(rùn)滑,軸瓦或軸頸上需開(kāi)設(shè)油孔及油溝,油孔用于供應(yīng)潤(rùn)滑油,油溝用于輸送和分布潤(rùn)滑油。其位置和形狀對(duì)軸承的承載能力和壽命影響很大。通常,油孔應(yīng)設(shè)置在油膜壓力最小的地方;油溝應(yīng)開(kāi)在軸承不受力或油膜壓力較小的區(qū)域,要求既便于供油又不降低軸承的承載能力。圖8-11為油孔和油溝對(duì)軸承承載能力的影響。圖8-12為幾種常見(jiàn)的油溝,油孔和油溝均位于軸承的非承載區(qū),油溝的長(zhǎng)度均較軸承寬度短。 ab三三 潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置潤(rùn)

7、滑劑和潤(rùn)滑裝置 1 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑劑的功用潤(rùn)滑劑的功用 :降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振和防銹等。和防銹等。 潤(rùn)滑劑分類:潤(rùn)滑劑分類:液體潤(rùn)滑劑液體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑油、半固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑油、半固體潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑脂和固體潤(rùn)滑劑等。潤(rùn)滑脂和固體潤(rùn)滑劑等。 潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 粘度粘度表征液體流動(dòng)的內(nèi)摩擦性能。它是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)表征液體流動(dòng)的內(nèi)摩擦性能。它是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦阻力的量度。潤(rùn)滑油的粘度越大,內(nèi)摩擦阻力越大,流摩擦阻力的量度。潤(rùn)滑油的粘度越大,內(nèi)摩擦阻力越大,流動(dòng)性越差,因此,在壓力作用下,油不易被擠出,易形成油動(dòng)性越差,因此,在壓力作用下,油不易被擠出,易形成油膜

8、,承載能力強(qiáng),但摩擦系數(shù)大,效率較低。膜,承載能力強(qiáng),但摩擦系數(shù)大,效率較低。 流體抵抗變形的能力稱為粘度,以流體內(nèi)摩擦阻力表示流體抵抗變形的能力稱為粘度,以流體內(nèi)摩擦阻力表示平行板間油的層流流動(dòng)平行板間油的層流流動(dòng)貼近靜止扳的油層速度貼近靜止扳的油層速度0u各油層以不同速度各油層以不同速度移動(dòng)移動(dòng)udydu貼近移動(dòng)扳的油層速度貼近移動(dòng)扳的油層速度vu dydu油層間剪應(yīng)力油層間剪應(yīng)力與油層速度梯度與油層速度梯度成正比成正比( 粘性流體粘性定律粘性流體粘性定律)比例常數(shù),即動(dòng)力粘度比例常數(shù),即動(dòng)力粘度設(shè)長(zhǎng)寬高各為設(shè)長(zhǎng)寬高各為 1m 的流體,若上下的流體,若上下兩面發(fā)生兩面發(fā)生 1m/s 的相對(duì)

9、滑動(dòng),所需的相對(duì)滑動(dòng),所需施加的力為施加的力為 1N 時(shí),時(shí), 則該流體的則該流體的粘度為粘度為 1 個(gè)國(guó)際單位制的動(dòng)力粘度個(gè)國(guó)際單位制的動(dòng)力粘度記為記為 Pa.s2/11msNsPa( 用于流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算用于流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算 )動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度smStcSt/10101262動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度與同溫下該流體密度與同溫下該流體密度的比值的比值(潤(rùn)滑油的粘度潤(rùn)滑油的粘度)單位換算單位換算sm /2國(guó)際單位制國(guó)際單位制scm /2物理單位物理單位稱為稱為 St (斯斯)smm /2常用單位常用單位cSt(厘斯厘斯)運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度cSt100St1/scm12 =粘粘- -溫曲線:溫曲線:潤(rùn)滑油的粘度

10、隨著潤(rùn)滑油的粘度隨著溫度的升高而降低。溫度的升高而降低。 潤(rùn)滑油的粘度隨著壓力的升高而增潤(rùn)滑油的粘度隨著壓力的升高而增大,但壓力不太高時(shí)(小于大,但壓力不太高時(shí)(小于10 MPa),),變化極小,可忽略不計(jì)。變化極小,可忽略不計(jì)。 溫度溫度壓力壓力粘度粘度粘度粘度粘度溫度曲線粘度溫度曲線c cS St tC C0 0牌號(hào):牌號(hào):我國(guó)的石油產(chǎn)品是用運(yùn)動(dòng)粘度(我國(guó)的石油產(chǎn)品是用運(yùn)動(dòng)粘度(cStcSt)標(biāo)定的,)標(biāo)定的,GB44389規(guī)定采用潤(rùn)滑油在規(guī)定采用潤(rùn)滑油在40C40C時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度中心值作為潤(rùn)滑油的牌號(hào)時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度中心值作為潤(rùn)滑油的牌號(hào) 選用潤(rùn)滑油的原則選用潤(rùn)滑油的原則外載大外載大 難形成油

11、膜難形成油膜 選粘度高的油選粘度高的油速度高速度高 摩擦大摩擦大 選粘度低的油選粘度低的油溫度高溫度高 油變稀油變稀 選粘度高的油選粘度高的油比壓大比壓大 油易擠出油易擠出 選粘度高的油選粘度高的油潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂 特點(diǎn)及應(yīng)用:特點(diǎn)及應(yīng)用:密封簡(jiǎn)單,不需經(jīng)常添加,不易流失,所以在垂密封簡(jiǎn)單,不需經(jīng)常添加,不易流失,所以在垂直的摩擦表面上也可以應(yīng)用。潤(rùn)滑脂對(duì)載荷和速度的變化有較大直的摩擦表面上也可以應(yīng)用。潤(rùn)滑脂對(duì)載荷和速度的變化有較大的適應(yīng)范圍,受溫度的影響不大,但摩擦功耗較大,機(jī)械效率較的適應(yīng)范圍,受溫度的影響不大,但摩擦功耗較大,機(jī)械效率較低,故不宜用于高速。因此潤(rùn)滑脂主要用于低速或帶有沖擊的機(jī)

12、低,故不宜用于高速。因此潤(rùn)滑脂主要用于低速或帶有沖擊的機(jī)器。器。 由潤(rùn)滑油和各種稠化劑(如鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂)混合由潤(rùn)滑油和各種稠化劑(如鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂)混合稠化而成。稠化而成。 分類:分類: 1 1)鈣基潤(rùn)滑脂)鈣基潤(rùn)滑脂 具有耐水性,常用于具有耐水性,常用于60C以下的各種機(jī)器中以下的各種機(jī)器中的軸承潤(rùn)滑,是目前使用最多一種潤(rùn)滑脂。的軸承潤(rùn)滑,是目前使用最多一種潤(rùn)滑脂。 2 2)鈉基潤(rùn)滑脂)鈉基潤(rùn)滑脂 可用于可用于115115145145C C以下,但不耐水。以下,但不耐水。 3 3)鋰基潤(rùn)滑脂)鋰基潤(rùn)滑脂 性能優(yōu)良,耐水,適用在性能優(yōu)良,耐水,適用在- -2020150150

13、C C范圍內(nèi)范圍內(nèi)工作,并可代替鈣基、鈉基潤(rùn)滑脂。工作,并可代替鈣基、鈉基潤(rùn)滑脂。 固體潤(rùn)滑劑固體潤(rùn)滑劑 分類:分類: 1 1)石墨)石墨 性能穩(wěn)定,在性能穩(wěn)定,在350C C以上才開(kāi)始氧化,并可在水中工以上才開(kāi)始氧化,并可在水中工作。作。 2 2)聚四氟乙?。┚鬯姆蚁?摩擦系數(shù)低,只有石墨的一半。摩擦系數(shù)低,只有石墨的一半。 3 3)二硫化鉬)二硫化鉬 與金屬表面吸附性強(qiáng),摩擦系數(shù)低,使用溫度與金屬表面吸附性強(qiáng),摩擦系數(shù)低,使用溫度范圍也廣范圍也廣(-60300C),),但遇水則性能下降。但遇水則性能下降。 應(yīng)用:應(yīng)用:一般在超出潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂使用范圍才使用。常將固體一般在超出潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑

14、脂使用范圍才使用。常將固體潤(rùn)滑劑調(diào)合在潤(rùn)滑油中使用,也可以涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成潤(rùn)滑劑調(diào)合在潤(rùn)滑油中使用,也可以涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜,或者用固結(jié)成型的固體潤(rùn)滑劑嵌裝在軸承中使用,或者覆蓋膜,或者用固結(jié)成型的固體潤(rùn)滑劑嵌裝在軸承中使用,或者混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型。混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型。 2 潤(rùn)滑裝置潤(rùn)滑裝置 間歇潤(rùn)滑間歇潤(rùn)滑 可用于小型、低速或間歇運(yùn)動(dòng)的軸承。對(duì)于重要的軸承,必須可用于小型、低速或間歇運(yùn)動(dòng)的軸承。對(duì)于重要的軸承,必須采用連續(xù)供油的方法。采用連續(xù)供油的方法。 1 1)壓配式注油杯)壓配式注油杯 2 2)旋套式注油杯)旋套式注油杯 3 3)旋蓋式油脂杯)旋蓋

15、式油脂杯 連續(xù)潤(rùn)滑連續(xù)潤(rùn)滑 1 1)滴油潤(rùn)滑)滴油潤(rùn)滑 針閥油杯;針閥油杯;油芯油杯油芯油杯 2 2)油環(huán)潤(rùn)滑)油環(huán)潤(rùn)滑rpm 000 25001rpm10060 n 3 3)飛濺潤(rùn)滑)飛濺潤(rùn)滑 4 4)壓力循環(huán)潤(rùn)滑)壓力循環(huán)潤(rùn)滑 四、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)四、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)1. 失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式失效形式磨損磨損防止過(guò)度磨損防止過(guò)度磨損發(fā)熱引起膠合發(fā)熱引起膠合防止膠合防止膠合ppvvpvpvpvfdlfFv單位面積摩擦功率單位面積摩擦功率p比壓比壓小、油難擠出、潤(rùn)滑好小、油難擠出、潤(rùn)滑好v速度速度大、磨損大大、磨損大 非液體摩擦滑動(dòng)軸承工

16、作時(shí),因其摩擦表面不能被潤(rùn)滑油完全隔開(kāi),只能形非液體摩擦滑動(dòng)軸承工作時(shí),因其摩擦表面不能被潤(rùn)滑油完全隔開(kāi),只能形成邊界油膜,存在局部金屬表面的直接接觸。因此,軸承工作表面的磨損和因邊成邊界油膜,存在局部金屬表面的直接接觸。因此,軸承工作表面的磨損和因邊界油膜的破裂導(dǎo)致的工作表面膠合或燒瓦是其主要失效形式。設(shè)計(jì)時(shí),約束條件界油膜的破裂導(dǎo)致的工作表面膠合或燒瓦是其主要失效形式。設(shè)計(jì)時(shí),約束條件是:維持邊界油膜不遭破裂。是:維持邊界油膜不遭破裂。 壓強(qiáng)壓強(qiáng)dlFpr向心軸承向心軸承kddzFpa)(42221推力軸承推力軸承速度速度100060dnv向心軸承向心軸承100060)2(21nddvm推

17、力軸承推力軸承油溝引起接觸油溝引起接觸面積減小系數(shù)面積減小系數(shù)2. 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟(1) 選擇軸承結(jié)構(gòu)型式及材料選擇軸承結(jié)構(gòu)型式及材料(2) 初定軸承基本型式和參數(shù)初定軸承基本型式和參數(shù)選擇寬徑比選擇寬徑比5 . 15 . 0dldl承載承載散熱性散熱性油溫油溫(3) 校核計(jì)算校核計(jì)算(4) 選擇軸承的配合選擇軸承的配合(5) 選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置五、液體摩擦動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)五、液體摩擦動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)1. 壓力油膜形成的原理壓力油膜形成的原理軸頸和軸瓦同心時(shí)軸頸和軸瓦同心時(shí)兩平行板的摩擦狀況兩平行板的摩擦狀況軸頸和軸瓦偏心時(shí)軸頸和軸瓦偏心時(shí)兩傾斜板的摩擦狀況

18、兩傾斜板的摩擦狀況(1) 兩平行板兩平行板(2) 兩傾斜板兩傾斜板層與層間靠?jī)?nèi)摩擦阻力層與層間靠?jī)?nèi)摩擦阻力(粘性粘性)帶動(dòng)前進(jìn)帶動(dòng)前進(jìn)油層間壓力無(wú)變化,平行板間潤(rùn)滑油不產(chǎn)生壓力油層間壓力無(wú)變化,平行板間潤(rùn)滑油不產(chǎn)生壓力vy沿沿方向按線性變化方向按線性變化vhQQOUTIN21vabQIN21vcdQOUT21OUTINQQ 潤(rùn)滑油不可壓縮潤(rùn)滑油不可壓縮“擁擠擁擠”形成壓力形成壓力油的粘性和壓力的油的粘性和壓力的作用,改變了油層作用,改變了油層速度變化規(guī)律速度變化規(guī)律2. 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程pdydzdydzdpp)( dxdzdxdzd )(dyddxdpdydu22

19、dyuddxdp21221CyCydxdpuouhyvuoy)()(21yhhvyhydxdpu對(duì)對(duì) y 積分:積分:邊界條件:邊界條件:假設(shè)假設(shè)油按層狀流動(dòng)油按層狀流動(dòng)忽略壓力、溫度的影響忽略壓力、溫度的影響油不可壓縮油不可壓縮油層在油層在Z Z方向無(wú)流動(dòng)方向無(wú)流動(dòng)hXhvhdxdpudyq0321210max21vhqXmaxXXqq 任意截面上單位寬度任意截面上單位寬度( z方向方向)的流量的流量0dxdp設(shè)油膜壓力最大處設(shè)油膜壓力最大處( 此截面此截面)的間隙為的間隙為0h則則流體是連續(xù)的流體是連續(xù)的306hhhvdxdp一維雷諾方程一維雷諾方程)()(21yhhvyhydxdpu討論

20、之一:討論之一:22dyuddxdp由由油膜壓力沿油膜壓力沿 x 方向變化規(guī)律方向變化規(guī)律對(duì)平行板對(duì)平行板對(duì)傾斜板對(duì)傾斜板kyu 022dyud022dyud022dyud0dxdp0dxdp0dxdp平行板間油膜壓力沿平行板間油膜壓力沿 x 方向無(wú)變化,方向無(wú)變化,等于入口處壓力等于入口處壓力 (壓力為壓力為 0)入口處速度圖形為凹形入口處速度圖形為凹形出口處速度圖形為凸形出口處速度圖形為凸形在在0dxdp處處0h油膜厚度為油膜厚度為u 沿沿 y 方向線性分布方向線性分布maxp油膜壓力達(dá)油膜壓力達(dá))()(21yhhvyhydxdpu討論之二:討論之二:液體摩擦形成的條件液體摩擦形成的條件由

21、由306hhhvdxdp(1) 兩工作表面必須形成收斂的楔形間隙兩工作表面必須形成收斂的楔形間隙(2) 兩工作表面必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),兩工作表面必須有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),且且 v 方向是從大口道小口方向是從大口道小口(3) 間隙中必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油間隙中必須連續(xù)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油0hh若若0dxdp則則無(wú)粘度無(wú)粘度各油層無(wú)速度各油層無(wú)速度兩板間油無(wú)流動(dòng)兩板間油無(wú)流動(dòng)不能形成油膜壓力不能形成油膜壓力討論之三:討論之三:向心滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜形成過(guò)程向心滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜形成過(guò)程(1) 停車停車(2) 啟動(dòng)啟動(dòng)0n0n金屬直接金屬直接接觸接觸摩擦力使摩擦力使軸頸右移軸頸右移油膜壓力將

22、軸油膜壓力將軸頸托起頸托起其合力將軸頸其合力將軸頸左推左推n(3) 隨著隨著油膜壓力將軸油膜壓力將軸頸完全托起頸完全托起其合力與外載其合力與外載平衡平衡(4)n為工作轉(zhuǎn)速為工作轉(zhuǎn)速n油膜壓力油膜壓力偏心距偏心距 e3. 承載能力計(jì)算承載能力計(jì)算(1) 轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)系eOO21rRrrRe)cos1 (cos)180cos(cos022eerRNONCMOh)1 (minhdrdx)cos1 (00h取取連線為極坐標(biāo)軸連線為極坐標(biāo)軸21OO偏心距偏心距間隙間隙相對(duì)間隙相對(duì)間隙偏心率偏心率任意任意處處( M 點(diǎn)點(diǎn) )的油膜厚度的油膜厚度)(最小油膜厚度最小油膜厚度)(0最大油膜壓力處

23、的厚度最大油膜壓力處的厚度(2) 承載能力的推導(dǎo)過(guò)程承載能力的推導(dǎo)過(guò)程代入雷諾方程代入雷諾方程306hhhvdxdp承載區(qū)任意點(diǎn)承載區(qū)任意點(diǎn) M 的油膜壓力的油膜壓力1dp沿沿 y 方向的分壓力方向的分壓力)(180cos0aypp沿沿 z 方向單位寬度上油膜壓力的合力方向單位寬度上油膜壓力的合力21dppyy考慮端泄考慮端泄2)21 (lzkppbyy油膜總壓力與外載油膜總壓力與外載 F 平衡平衡22llydzpFPClvF22研究點(diǎn)研究點(diǎn) M承載量系數(shù)承載量系數(shù)采用國(guó)際單位:采用國(guó)際單位:NFsPasmvml./2當(dāng)軸承結(jié)構(gòu)當(dāng)軸承結(jié)構(gòu)確定確定),(vldPCdl由由則可計(jì)算承受多大的則可計(jì)

24、算承受多大的徑向載荷徑向載荷 FFl vCP22計(jì)算計(jì)算PCdl由由P PC Cf fC C承載量系數(shù)承載量系數(shù)PClvF22公式公式的用途的用途則可計(jì)算承受外載則可計(jì)算承受外載 F 時(shí)要多大的時(shí)要多大的)1 (minrh動(dòng)壓潤(rùn)滑條件:動(dòng)壓潤(rùn)滑條件:minhh)(32 (21ZZRRh軸瓦表面粗糙度軸瓦表面粗糙度軸頸表面粗糙度軸頸表面粗糙度4. 主要參數(shù)的選擇主要參數(shù)的選擇承載承載回轉(zhuǎn)精度回轉(zhuǎn)精度摩擦阻力摩擦阻力溫度溫度軸承寬度軸承寬度油膜壓力油膜壓力承載承載散熱散熱溫升溫升承載承載端泄端泄溫升溫升選軸承配合選軸承配合rrR(1) 相對(duì)間隙相對(duì)間隙PCvlF22的選擇:的選擇:載荷大、載荷大、

25、應(yīng)取小一些,提高承載能力應(yīng)取小一些,提高承載能力速度大、速度大、應(yīng)取大一些,減少發(fā)熱應(yīng)取大一些,減少發(fā)熱4310)0 . 16 . 0(v經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算計(jì)算dl(2) 寬徑比寬徑比dldl軸頸中心與軸承中心接近重合軸頸中心與軸承中心接近重合反之,接近于反之,接近于 1受表面粗糙度、幾何形狀誤差、軸變形、安裝誤差受表面粗糙度、幾何形狀誤差、軸變形、安裝誤差等的限制等的限制軸承表面粗糙度軸承表面粗糙度軸頸表面粗糙度軸頸表面粗糙度轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速載荷載荷油膜壓力油膜壓力承載承載rRe(3) 偏心率偏心率值越趨向于值越趨向于 095. 05 . 0一般:一般:)1 ()1 (minrh(4) 最小油膜厚

26、度最小油膜厚度minh(即(即 )不可能無(wú)限小不可能無(wú)限小minh一般:一般:動(dòng)壓潤(rùn)滑條件動(dòng)壓潤(rùn)滑條件)(32(21minZZRRh hhmin5. 熱平衡計(jì)算熱平衡計(jì)算(1) 溫升公式溫升公式tAtQcvFfS摩擦發(fā)熱量摩擦發(fā)熱量流動(dòng)油帶走的熱量流動(dòng)油帶走的熱量軸承散熱量軸承散熱量vCcldFCtSQf溫升溫升CkgJc0./21001680比熱比熱3/900850mkg密度密度CsmJS02. ./140,80,50散熱系數(shù)散熱系數(shù)P PC Cf fC C摩擦特性系數(shù)摩擦特性系數(shù)Q QC C流量系數(shù)流量系數(shù)(2) 熱平衡計(jì)算熱平衡計(jì)算初定初定計(jì)算計(jì)算左右左右Ctm050初定值與計(jì)算值相差初

27、定值與計(jì)算值相差大于大于 5C 時(shí),時(shí), 必須改必須改變參數(shù)重新計(jì)算變參數(shù)重新計(jì)算 不得超過(guò)不得超過(guò) 30C 21tttm定得過(guò)高、粘度下降定得過(guò)高、粘度下降Ctm075Ct014535定得過(guò)低、外部冷卻難定得過(guò)低、外部冷卻難vCcldFCtSQf左右左右Ct01408 已知潤(rùn)滑油牌號(hào)已知潤(rùn)滑油牌號(hào) L-AN32 7 選軸瓦材料選軸瓦材料 ZSnSb11Ch6 p=25、v=80、pv=1006 pv值值(Mpa.m/s) 63.74 51.03 5 速度速度(m/s) 31.44 壓強(qiáng)壓強(qiáng)(MPa) 2.03 1.6253 軸承寬度軸承寬度(m) 0.16 0.22 選取寬徑比選取寬徑比 0

28、.8 1.01 選結(jié)構(gòu)型式選結(jié)構(gòu)型式 正剖分軸承、剖分面兩側(cè)供油、包角為正剖分軸承、剖分面兩側(cè)供油、包角為 1809 初定平均溫度初定平均溫度(C) 50設(shè)計(jì)動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承已知:已知:d=200mm、F=65000N、n=3000r/min、要求軸承剖分、要求軸承剖分、L-AN32潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案方案 1方案方案 2方案方案 3序號(hào)序號(hào) 10 查運(yùn)動(dòng)粘度查運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s) 2011 動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度(Pa.s) 0.01812 選擇相對(duì)間隙選擇相對(duì)間隙 0.00145 0.0019 0.0023 13 選擇軸頸表面粗糙度選擇軸頸表面粗糙度(m) 1.614 選擇軸瓦表面粗糙度選擇軸瓦表面粗糙度(m) 3.2 15 承載量系數(shù)承載量系數(shù) 0.756 1.297 1.5216 查偏心率查偏心率 0.5 0.66 0.62517 最小油膜厚度最小油膜厚度(mm) 0.0725 0.0646 0.0862518 計(jì)算計(jì)算(23)(Rz1+Rz2)值值 0.00960.014420 查摩擦特性系數(shù)查摩擦特性系數(shù) 3.5

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