第17章滑動(dòng)軸承

1、分分類類17-1滑動(dòng)軸承概述滑動(dòng)軸承概述 一、摩擦分類：一、摩擦分類： 潤(rùn)滑分類潤(rùn)滑分類: 二、二、結(jié)構(gòu)分類：結(jié)構(gòu)分類：按潤(rùn)滑材料分：按潤(rùn)滑材料分：1）、）、2）、）、3）、）、4）、）、5） 按受載按受載方向分方向分按潤(rùn)滑狀態(tài)分按潤(rùn)滑狀態(tài)分向心推力向心推力( (徑向止推徑向止推) )軸承軸承向心向心( (徑向徑向) )軸承軸承 推力推力( (止推止推) )軸承軸承chap17滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承）邊界潤(rùn)滑）流體靜壓潤(rùn)滑）流體動(dòng)壓潤(rùn)滑）流體潤(rùn)滑4321三、特點(diǎn)三、特點(diǎn)四、四、滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)解決的問題：滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)解決的問題： ）剖分式）低轉(zhuǎn)速壓軸承）精度高（主要針對(duì)靜）承載大4321）計(jì)算軸承的工作

2、能力式）選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方）決定軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)料）決定軸瓦、軸襯的材式）先決定軸承的結(jié)構(gòu)形54321一、整體式向心滑動(dòng)軸一、整體式向心滑動(dòng)軸承承 組成：組成：軸承座、軸套或軸瓦等。軸承座、軸套或軸瓦等。 油孔、油杯油孔、油杯 17-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式油杯孔油杯孔軸承軸承優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： (1)(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。應(yīng)用：應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中。低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： (2)(2) 因磨損而造成的間隙無因磨損而造成的間隙無 法調(diào)整。法調(diào)整。 (3)(3) 只能從沿軸向裝入或拆只能從沿軸向裝入或拆( (端部拆裝）端部拆裝

3、）。軸承座軸承座特點(diǎn)：特點(diǎn)：組成組成：軸承座、軸承蓋、：軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦、軸承蓋螺栓；剖分軸瓦、軸承蓋螺栓； 剖分式向心滑動(dòng)軸承剖分式向心滑動(dòng)軸承螺紋孔螺紋孔軸承座軸承座軸承蓋軸承蓋聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓剖分軸瓦剖分軸瓦二、剖分式向心滑動(dòng)軸承二、剖分式向心滑動(dòng)軸承 特點(diǎn)特點(diǎn)： 1 1）剖分面做成階梯面（定位）；）剖分面做成階梯面（定位）；2 2）剖分面必須垂直于將來）剖分面必須垂直于將來的載荷；的載荷； 3 3）軸承蓋壓緊軸瓦，保證軸）軸承蓋壓緊軸瓦，保證軸 瓦不在軸承座中轉(zhuǎn)動(dòng)；瓦不在軸承座中轉(zhuǎn)動(dòng)；4 4）油孔的位置應(yīng)開在非承載）油孔的位置應(yīng)開在非承載 區(qū)區(qū)榫口榫口潘存云教授研制潘存云教授研

4、制作用：作用：用來承受軸向載荷用來承受軸向載荷 三、三、 推力滑動(dòng)軸承：推力滑動(dòng)軸承：結(jié)構(gòu)形式：結(jié)構(gòu)形式：潘存云教授研制21F1F2F21F21空心式空心式軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤(rùn)滑條件比軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤(rùn)滑條件比 實(shí)心式要好。實(shí)心式要好。單環(huán)式單環(huán)式利用軸頸的環(huán)形端面止推，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)利用軸頸的環(huán)形端面止推，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn) 滑便，廣泛用于低速、輕載的場(chǎng)合?；悖瑥V泛用于低速、輕載的場(chǎng)合。多環(huán)式多環(huán)式不僅能承受較大的軸向載荷，有時(shí)還可承受不僅能承受較大的軸向載荷，有時(shí)還可承受 雙向軸向載荷。雙向軸向載荷。各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低各環(huán)間載荷分布不均，其單

5、位面積的承載能力比單環(huán)式低50%。 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數(shù)量在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數(shù)量一般為一般為612。傾角固定，頂部預(yù)留平臺(tái)傾角固定，頂部預(yù)留平臺(tái) 類型類型固定式固定式可傾式可傾式用來承受停車后的載荷。傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行 調(diào)整，性能好調(diào)整，性能好 FF巴氏合金巴氏合金繞此邊線自繞此邊線自行傾斜行傾斜F 四、軸瓦：四、軸瓦： 軸承直接和軸頸相接觸的零件。軸承直接和軸頸相接觸的零件。 軸承

6、襯軸承襯：為了改善軸承的性質(zhì)，常在其內(nèi)表面澆注一層或：為了改善軸承的性質(zhì)，常在其內(nèi)表面澆注一層或 兩層減磨材料兩層減磨材料 油孔、油溝、油室：油孔、油溝、油室：軸瓦中必有；軸瓦中必有； 油孔用來供應(yīng)潤(rùn)滑油，一般在頂上或兩層之油孔用來供應(yīng)潤(rùn)滑油，一般在頂上或兩層之間；間； 油溝是用來輸送和分布潤(rùn)滑油；油溝是用來輸送和分布潤(rùn)滑油； 油室起著貯油和穩(wěn)定作用；油室起著貯油和穩(wěn)定作用； 油溝強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：油溝強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)： 1）油溝的形狀和位置影響油膜的形成，影響承載能）油溝的形狀和位置影響油膜的形成，影響承載能力；力； 2）油溝應(yīng)開在非承載區(qū)或剖分面上，寬度要小于軸瓦；）油溝應(yīng)開在非承載區(qū)或剖分面上，寬度要小

7、于軸瓦； 五、結(jié)構(gòu)參數(shù)寬度B，直徑d，寬徑比B/ d 自調(diào)心滑動(dòng)軸承混合軸承）非液體摩擦潤(rùn)滑軸承（采用液體摩擦潤(rùn)滑軸承5 . 15 . 1115 . 017-3 17-3 滑動(dòng)軸承的材料（軸瓦材料和軸承襯的材料）滑動(dòng)軸承的材料（軸瓦材料和軸承襯的材料） 一、滑動(dòng)軸承常見失效形式一、滑動(dòng)軸承常見失效形式磨粒磨損磨粒磨損進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉(zhuǎn)進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)軸承表面起研磨作用。動(dòng)，對(duì)軸承表面起研磨作用。刮傷刮傷進(jìn)入軸承間隙的硬顆?；蜉S徑表面粗糙的微進(jìn)入軸承間隙的硬顆?；蜉S徑表面粗糙的微觀輪廓尖峰，在軸承表面劃出線狀傷痕。觀輪廓尖峰，在軸承表面劃出線狀傷痕。膠合膠

8、合當(dāng)瞬時(shí)溫升過高，載荷過大，油膜破裂時(shí)或當(dāng)瞬時(shí)溫升過高，載荷過大，油膜破裂時(shí)或供油不足時(shí)，軸承表面材料發(fā)生粘附和遷移，造成軸供油不足時(shí)，軸承表面材料發(fā)生粘附和遷移，造成軸承損傷。承損傷。疲勞剝落疲勞剝落在載荷得反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑在載荷得反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋，擴(kuò)展后造成軸承材料剝落。動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋，擴(kuò)展后造成軸承材料剝落。腐蝕腐蝕潤(rùn)滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物潤(rùn)滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物質(zhì)對(duì)軸承材料有腐蝕，材料腐蝕易形成點(diǎn)狀剝落。質(zhì)對(duì)軸承材料有腐蝕，材料腐蝕易形成點(diǎn)狀剝落。潘存云教授研制微動(dòng)磨損微動(dòng)磨損發(fā)生在名義上相對(duì)靜止，實(shí)際上存在

9、循環(huán)發(fā)生在名義上相對(duì)靜止，實(shí)際上存在循環(huán)的微幅相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)緊密接觸的表面上。的微幅相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)緊密接觸的表面上。其它失效形式其它失效形式:氣蝕氣蝕氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損； 流體侵蝕流體侵蝕流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損； 電侵蝕電侵蝕電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損；電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損； 軸瓦失效實(shí)例軸瓦失效實(shí)例:潘存云教授研制疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 潘存云教授研制表面劃傷表面劃傷 潘存云教授研制軸瓦磨損軸瓦磨損二、滑動(dòng)軸承的材料二、滑動(dòng)軸承的材料1.1. 軸承材料性能的要求軸承材料性能的要求 (1)足夠的強(qiáng)度和可

10、塑性足夠的強(qiáng)度和可塑性（2）減摩性減摩性材料副具有較低的摩擦系數(shù)。材料副具有較低的摩擦系數(shù)。(3) (3) 耐磨性耐磨性材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。(4) (4) 抗膠合抗膠合材料的耐熱性與抗粘附性。材料的耐熱性與抗粘附性。(5) (5) 摩擦順應(yīng)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(dòng)表材料通過表層彈塑性變形來補(bǔ)償軸承滑動(dòng)表 面初始配合不良的能力。面初始配合不良的能力。(6) (6) 嵌入性嵌入性材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動(dòng)表材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動(dòng)表 面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。 (7) (

11、7) 磨合性磨合性軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合 的表面形狀和粗糙度的能力。的表面形狀和粗糙度的能力。 （8）潤(rùn)滑性能和熱力學(xué)性能潤(rùn)滑性能和熱力學(xué)性能 此外還應(yīng)有抗腐蝕能力、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。此外還應(yīng)有抗腐蝕能力、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。軸承襯軸承襯滑滑動(dòng)動(dòng)軸軸承承材材料料 金屬材料金屬材料 非金屬材料非金屬材料 軸承合金軸承合金銅合金銅合金鋁基軸承合金鋁基軸承合金鑄鐵鑄鐵粉末冶金粉末冶金 （多孔質(zhì)金屬材料）（多孔質(zhì)金屬材料） 工程塑料工程塑料碳碳-石墨石墨橡膠橡膠硬木硬木2.2. 常用軸承材料常用軸承材料潘存云教授研制（1） 軸承合金（白合金、

12、巴氏合金）軸承合金（白合金、巴氏合金）是錫、鉛、銻、銅等金屬的合金，是錫、鉛、銻、銅等金屬的合金， 錫或鉛為基體。錫或鉛為基體。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： f 小，抗膠合性能好、對(duì)油的吸附性強(qiáng)、耐腐小，抗膠合性能好、對(duì)油的吸附性強(qiáng)、耐腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。重載的軸承。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差；價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差；只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。工作溫度：工作溫度：t120 由于巴式合金熔點(diǎn)低潘存云教授研制（2）銅合金）銅合金 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：青銅強(qiáng)度

13、高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性青銅強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性 都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)250 。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬?？伤苄圆?、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。 青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上?；蜩T鐵軸瓦上。鋁青銅鋁青銅鉛青銅鉛青銅錫青銅錫青銅 中速重載中速重載中速中載中速中載低速重載低速重載（3）鋁基合金）鋁基合金 鋁錫合金：鋁錫合金： 有相當(dāng)好的耐腐蝕合和較高的疲勞強(qiáng)度，有相當(dāng)好的耐腐蝕合和較高的疲勞強(qiáng)度，摩擦性能也較好。在部分領(lǐng)域取代了較貴

14、的軸承合摩擦性能也較好。在部分領(lǐng)域取代了較貴的軸承合金與青銅。金與青銅。（4） 鑄鐵：鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。用于不重要、低速輕載軸承。含油軸承：含油軸承： 用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲(chǔ)潤(rùn)滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱?chǎng)合?？棧纱鎯?chǔ)潤(rùn)滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱?chǎng)合。（5） 多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料 橡膠軸承：橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤(rùn)滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆穩(wěn)，可用水潤(rùn)滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場(chǎng)合。機(jī)等有泥沙的場(chǎng)合。工程塑料：工程塑料：具有摩擦系數(shù)

15、低、可塑性、跑合性良好、具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液等潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)。耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液等潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此 缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用。缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用。（6） 非金屬材料非金屬材料 碳碳-石墨：石墨：是電機(jī)電刷常用材料，具有自潤(rùn)滑性，用于是電機(jī)電刷常用材料，具有自潤(rùn)滑性，用于不良環(huán)境中。不良環(huán)境中。木材：木材：具有多孔結(jié)構(gòu)，可在灰塵極多的環(huán)境中使用。具有多孔結(jié)構(gòu)，可在灰塵極多的環(huán)境中使用。表表17-1常用軸瓦及軸承襯材

16、料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料材料 牌號(hào)牌號(hào)類別類別 （名稱）（名稱）錫基錫基軸承軸承合金合金鉛基鉛基軸承軸承合金合金ZSnSb11Cu6 ZSnSb8Cu4ZPbSb16Sn16Cu2ZCuSn10P1(10-1錫青銅錫青銅)ZPbSb15Sn56Cu3Cd2ZCuSn5Pb5Zn5(5-5-5錫青銅錫青銅)ZCuPb30(30鉛青銅鉛青銅)ZCuAl10Fe3(10-3鋁青銅鋁青銅)15 12 1015 4 1225 12 308 3 1515 10 155 8 520 60 1525 80 201 1 1 51 1 3 53 5 1 13 4 4 25 5 5 2錫青銅錫青銅鉛青

17、銅鉛青銅鋁青銅鋁青銅最大許用值最大許用值 性能比較性能比較 平穩(wěn)載荷平穩(wěn)載荷用于高速、重載用于高速、重載下工作的重要軸下工作的重要軸承，變載荷下易承，變載荷下易于疲勞，價(jià)貴。于疲勞，價(jià)貴。用于中速、中等用于中速、中等載荷作的軸承，載荷作的軸承，不宜受顯著沖擊。不宜受顯著沖擊。可作為錫銻軸承可作為錫銻軸承合金的代用品。合金的代用品。用于中速重載及用于中速重載及受變載荷的軸承受變載荷的軸承用于中速中載的用于中速中載的軸承軸承用于高速、重載用于高速、重載軸承，承受變載軸承，承受變載和沖擊和沖擊最宜用于潤(rùn)滑充分最宜用于潤(rùn)滑充分的低速重載軸承的低速重載軸承說說 明明 沖擊載荷沖擊載荷 p v pvMPa

18、 m/s MPam/s 抗咬抗咬 順應(yīng)性順應(yīng)性 耐蝕耐蝕 疲勞疲勞粘性粘性 嵌入性嵌入性 性性 強(qiáng)度強(qiáng)度注：注： pvpv 為不完全潤(rùn)滑下的為不完全潤(rùn)滑下的許用值許用值 性能比較：性能比較：1 15 5 依次由佳到差依次由佳到差 續(xù)表續(xù)表17-1常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料材料 牌號(hào)牌號(hào)類別類別 （名稱）（名稱）黃銅黃銅鋁基鋁基軸承軸承合金合金ZCuZn16Si4 (16-4硅黃銅硅黃銅)2%鋁錫合金鋁錫合金鋁鋁-硅硅-鎘鍍層鎘鍍層HT300HT150HT2502035 14 4 3 1 21435 1 2 2 2 12 2 105 5 1 10.16 30.75

19、0.30.45 4 5 1 1三元三元電鍍電鍍合金合金銀銀 鍍鍍 層層灰鑄灰鑄鐵鐵最大許用值最大許用值 性能比較性能比較 用于低俗、中載用于低俗、中載軸承軸承用于高速、中載用于高速、中載軸承，是較新的軸承，是較新的軸承材料，強(qiáng)度軸承材料，強(qiáng)度高、耐腐蝕、表高、耐腐蝕、表面性能好?？捎妹嫘阅芎?。可用于增壓強(qiáng)化柴油于增壓強(qiáng)化柴油機(jī)軸承機(jī)軸承宜用于低速、輕載宜用于低速、輕載的不重要軸承的不重要軸承說說 明明 p v pvMPa m/s MPam/s 抗咬抗咬 順應(yīng)性順應(yīng)性 耐蝕耐蝕 疲勞疲勞粘性粘性 嵌入性嵌入性 性性 強(qiáng)度強(qiáng)度注：注： pvpv 為不完全潤(rùn)滑下的為不完全潤(rùn)滑下的許用值許用值 性能比

20、較：性能比較：1 15 5 依次由佳到差依次由佳到差 10 1 10 5 5 1 114 20.5 4 5 1 1ZCuZn40Mn4 (40-2錳黃銅錳黃銅)2835 2 3 1 1 耐磨耐磨鑄鐵鑄鐵鍍鉛錫青銅作中間鍍鉛錫青銅作中間層，再鍍層，再鍍1030m三元減摩層，疲勞三元減摩層，疲勞強(qiáng)度高，嵌入性好強(qiáng)度高，嵌入性好鍍銀，上附薄層鉛再鍍銀，上附薄層鉛再鍍銦，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)鍍銦，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油有軸承機(jī)、柴油有軸承 1、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu) 按構(gòu)造按構(gòu)造分類分類整體式整體式對(duì)開式對(duì)開式按加工按加工分類分類按尺寸按尺寸分類分類按材料按材料分類分類需從軸端安裝和拆需從軸端安裝和

21、拆卸，可修復(fù)性差。卸，可修復(fù)性差。 可以直接從軸的中可以直接從軸的中部安裝和拆卸，可部安裝和拆卸，可修復(fù)。修復(fù)。 軸軸瓦瓦的的類類型型整體軸套整體軸套對(duì)開式軸瓦對(duì)開式軸瓦 三、軸瓦的結(jié)構(gòu)和定位 1、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu) 按構(gòu)造按構(gòu)造分類分類按加工按加工分類分類按尺寸按尺寸分類分類按材料按材料分類分類軸軸瓦瓦的的類類型型厚壁厚壁 薄壁薄壁 潘存云教授研制薄壁軸瓦薄壁軸瓦潘存云教授研制厚壁軸瓦厚壁軸瓦整體式整體式對(duì)開式對(duì)開式節(jié)省材料，但剛度不節(jié)省材料，但剛度不足，故對(duì)軸承座孔的足，故對(duì)軸承座孔的加工精度要求高加工精度要求高 。 具有足夠的強(qiáng)度和剛具有足夠的強(qiáng)度和剛度，可降低對(duì)軸承座度

22、，可降低對(duì)軸承座孔的加工精度要求。孔的加工精度要求。 三、軸瓦的結(jié)構(gòu)和定位 1、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu) 按構(gòu)造按構(gòu)造分類分類按加工按加工分類分類按尺寸按尺寸分類分類按材料按材料分類分類軸軸瓦瓦的的類類型型單材料單材料多材料多材料單一材料單一材料 潘存云教授研制兩種材料兩種材料 強(qiáng)度足夠的材料可強(qiáng)度足夠的材料可以直接作成軸瓦，以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。如黃銅，灰鑄鐵。軸瓦襯強(qiáng)度不足，軸瓦襯強(qiáng)度不足，故采用多材料制作故采用多材料制作軸瓦。軸瓦。厚壁厚壁 薄壁薄壁 整體式整體式對(duì)開式對(duì)開式三、軸瓦的結(jié)構(gòu)和定位 1、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu) 按構(gòu)造按構(gòu)造分類分類按加工按加工

23、分類分類按尺寸按尺寸分類分類按材料按材料分類分類軸軸瓦瓦的的類類型型潘存云教授研制鑄造軸瓦鑄造軸瓦 卷制軸套卷制軸套 鑄造鑄造 軋制軋制 鑄造工藝性好，鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚均可，適用于厚壁軸瓦。壁軸瓦。只適用于薄壁軸只適用于薄壁軸瓦，具有很高的瓦，具有很高的生產(chǎn)率。生產(chǎn)率。單材料單材料多材料多材料厚壁厚壁 薄壁薄壁 整體式整體式對(duì)開式對(duì)開式三、軸瓦的結(jié)構(gòu)和定位潘存云教授研制將軸瓦一端或兩端做凸緣將軸瓦一端或兩端做凸緣凸緣定位凸緣定位 2、軸瓦的定位方法、軸瓦的定位方法 軸向軸向定位定位凸耳凸耳(定位唇定位唇)定位定位 凸耳凸緣目的：目的：防止軸瓦與軸承座之間

24、產(chǎn)生軸向和周向的相防止軸瓦與軸承座之間產(chǎn)生軸向和周向的相 對(duì)移動(dòng)。對(duì)移動(dòng)。緊定螺釘緊定螺釘 周向定位周向定位銷釘銷釘 潘存云教授研制潘存云教授研制3、軸瓦的油孔和油槽、軸瓦的油孔和油槽 作用：作用：把潤(rùn)滑油導(dǎo)入軸頸和軸承所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副表面。把潤(rùn)滑油導(dǎo)入軸頸和軸承所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副表面。潘存云教授研制進(jìn)油孔進(jìn)油孔油槽油槽潘存云教授研制F潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制開孔原則：開孔原則：形式：形式：按油槽走向分按油槽走向分沿軸向、繞周向、斜向、螺沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等。旋線等。F（2）軸向油槽不能開通至軸承端部，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠头饷妗］S向油槽不能開通至軸承端部，應(yīng)留有適

25、當(dāng)?shù)挠头饷妗?（1）盡量開在非承載區(qū)，盡量不要降低或少降低承載區(qū)油盡量開在非承載區(qū)，盡量不要降低或少降低承載區(qū)油膜的承載能力；膜的承載能力；雙軸向油槽開在雙軸向油槽開在軸承剖分面上軸承剖分面上單軸向油槽在最單軸向油槽在最大油膜厚度處大油膜厚度處a潘存云教授研制潘存云教授研制45 寬徑比寬徑比B/d 軸瓦寬度與軸徑直徑之比。軸瓦寬度與軸徑直徑之比。重要參數(shù)液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承 B/d=0.51非液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承非液體潤(rùn)滑摩擦的滑動(dòng)軸承B/d=0.81.5 軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。載荷傾斜時(shí)結(jié)構(gòu)如圖大型液體滑動(dòng)軸

26、承常設(shè)計(jì)成兩邊供油的形式，既大型液體滑動(dòng)軸承常設(shè)計(jì)成兩邊供油的形式，既有利于形成動(dòng)壓油膜，又起冷卻作用。有利于形成動(dòng)壓油膜，又起冷卻作用。Bd17-4 滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑一、一、 概述概述 目的：目的：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。分類分類液體液體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油半固體半固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂（v12m/s） 固體固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑二、潤(rùn)滑脂及其選擇原則二、潤(rùn)滑脂及其選擇原則 特點(diǎn)：特點(diǎn)：無流動(dòng)性，可在滑動(dòng)表面形成一層薄膜。無流動(dòng)性，可在滑動(dòng)表面形成一層薄膜。適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合 ：要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載

27、要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載以及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承中。以及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承中。 性能指標(biāo)：性能指標(biāo)： 粘溫 粘壓 動(dòng)力粘度運(yùn)動(dòng)粘度,r當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小一些的當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小一些的 品種；反之，選擇針入度大一些的品種。品種；反之，選擇針入度大一些的品種。選擇原則：選擇原則：所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高 約約2030，以免工作時(shí)潤(rùn)滑脂過多地流失。，以免工作時(shí)潤(rùn)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(rùn)滑脂。在溫度較高處應(yīng)選用鈉

28、基或鈣基或鋁基潤(rùn)滑脂。在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或 復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂。復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂。潘存云教授研制但但p 350 才開始氧化，可在水中工作。才開始氧化，可在水中工作。摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣 (- -60300 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。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。使用方式：使用方式：1.1.調(diào)和在潤(rùn)滑油中；調(diào)和在潤(rùn)滑油中；2.2.涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；3.3.混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型?；烊虢饘倩蛩芰戏勰┲袩Y(jié)成型。其應(yīng)用日漸廣泛四、固體潤(rùn)滑劑及其選擇四、固體潤(rùn)滑劑及其選擇特點(diǎn)特點(diǎn)：可

29、在滑動(dòng)表面形成固體膜?？稍诨瑒?dòng)表面形成固體膜。五、潤(rùn)滑方法（裝置）五、潤(rùn)滑方法（裝置） 17-5不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 （條件性計(jì)算條件性計(jì)算-非液體摩擦、混合摩擦）非液體摩擦、混合摩擦） 一、一、失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 工作狀態(tài)工作狀態(tài)：因采用潤(rùn)滑脂、油繩或滴油潤(rùn)滑，由于軸因采用潤(rùn)滑脂、油繩或滴油潤(rùn)滑，由于軸承的不到足夠的潤(rùn)滑劑，故無法形成完全的承載油膜，承的不到足夠的潤(rùn)滑劑，故無法形成完全的承載油膜，工作狀態(tài)為邊界潤(rùn)滑或混合摩擦潤(rùn)滑。工作狀態(tài)為邊界潤(rùn)滑或混合摩擦潤(rùn)滑。失效形式失效形式：邊界油膜破裂。邊界油膜破裂。 -磨損和膠合磨損和膠

30、合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)-維持邊界油膜不遭破壞維持邊界油膜不遭破壞 （不好計(jì)算）找邊界油膜破壞的因素（不好計(jì)算）找邊界油膜破壞的因素校核內(nèi)容：校核內(nèi)容：驗(yàn)算驗(yàn)算接觸油溫（摩擦功耗接觸油溫（摩擦功耗- -摩擦發(fā)熱摩擦發(fā)熱pvpv；驗(yàn)算滑動(dòng)速度驗(yàn)算滑動(dòng)速度vv滑動(dòng)速度過高，加速磨損滑動(dòng)速度過高，加速磨損。驗(yàn)算平均壓力驗(yàn)算平均壓力 p p，為了不產(chǎn)生過度磨損，為了不產(chǎn)生過度磨損，應(yīng)限制軸承的單位面積壓力應(yīng)限制軸承的單位面積壓力 以保證強(qiáng)度要求；以保證強(qiáng)度要求；其他部位油膜軸瓦 VdnV100060PdBFPPPV20000PVBFn潘存云教授研制二、二、徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算徑向滑動(dòng)軸承

31、的設(shè)計(jì)計(jì)算-向心軸承向心軸承已知條件：已知條件：外加徑向載荷外加徑向載荷F (N)、軸頸轉(zhuǎn)速、軸頸轉(zhuǎn)速n(r/mm)及及 軸頸直徑軸頸直徑d (mm) 驗(yàn)算及設(shè)計(jì)驗(yàn)算及設(shè)計(jì) ：.驗(yàn)算軸承的平均壓力驗(yàn)算軸承的平均壓力p .驗(yàn)算摩擦熱驗(yàn)算摩擦熱v軸頸圓周速度，軸頸圓周速度，m/s；B 軸瓦寬度，軸瓦寬度， p 許用壓強(qiáng)。許用壓強(qiáng)。見下頁(yè) p= pFBdFdn pv 軸承材料的許用值。軸承材料的許用值。見下頁(yè) pv = FBddn60 1000pvn軸速度，軸速度，m/s；潘存云教授研制3.驗(yàn)算滑動(dòng)速度驗(yàn)算滑動(dòng)速度v表表17-常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號(hào)材料及其代

32、號(hào)鑄錫銻軸承合金鑄錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鉛銻軸承合金鑄鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄錫青銅鑄錫青銅ZCuSn10P1鑄錫青銅鑄錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鋁青銅鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3pMPapvMPam/s平穩(wěn)平穩(wěn)沖擊沖擊25202015HBS金屬型金屬型 砂型砂型最高工作最高工作溫度溫度軸徑硬度軸徑硬度150HBS150HBS150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC45HBC45HBC45HBC150150150150280280280280280280272730309090808065656060110110100100151515158

33、815151010151515151212 v 材料的許用滑動(dòng)速度材料的許用滑動(dòng)速度v v表表17-1常用軸瓦及軸承襯材料的性能常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料材料 牌號(hào)牌號(hào)類別類別 （名稱）（名稱）錫基錫基軸承軸承合金合金鉛基鉛基軸承軸承合金合金ZSnSb11Cu6 ZSnSb8Cu4ZPbSb16Sn16Cu2ZCuSn10P1(10-1錫青銅錫青銅)ZPbSb15Sn56Cu3Cd2ZCuSn5Pb5Zn5(5-5-5錫青銅錫青銅)ZCuPb30(30鉛青銅鉛青銅)ZCuAl10Fe3(10-3鋁青銅鋁青銅)15 12 1015 4 1225 12 308 3 1515 10 155 8

34、520 60 1525 80 201 1 1 51 1 3 53 5 1 13 4 4 25 5 5 2錫青銅錫青銅鉛青銅鉛青銅鋁青銅鋁青銅最大許用值最大許用值 性能比較性能比較 平穩(wěn)載荷平穩(wěn)載荷用于高速、重載用于高速、重載下工作的重要軸下工作的重要軸承，變載荷下易承，變載荷下易于疲勞，價(jià)貴。于疲勞，價(jià)貴。用于中速、中等用于中速、中等載荷作的軸承，載荷作的軸承，不宜受顯著沖擊。不宜受顯著沖擊?？勺鳛殄a銻軸承可作為錫銻軸承合金的代用品。合金的代用品。用于中速重載及用于中速重載及受變載荷的軸承受變載荷的軸承用于中速中載的用于中速中載的軸承軸承用于高速、重載用于高速、重載軸承，承受變載軸承，承受變載

35、和沖擊和沖擊最宜用于潤(rùn)滑充分最宜用于潤(rùn)滑充分的低速重載軸承的低速重載軸承說說 明明 沖擊載荷沖擊載荷 p v pvMPa m/s MPa m/s 抗咬抗咬 順應(yīng)性順應(yīng)性 耐蝕耐蝕 疲勞疲勞粘性粘性 嵌入性嵌入性 性性 強(qiáng)度強(qiáng)度注：注：pvpv 為不完全潤(rùn)滑下的為不完全潤(rùn)滑下的許用值許用值 性能比較：性能比較：1 15 5 依次由佳到差依次由佳到差 潘存云教授研制潘存云教授研制選擇配合選擇配合一般可選一般可選: H9/d9或或H8/f7、H7/f6 三、三、止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算-推力軸承推力軸承 zddFp)(42122p考慮承載的不均勻性，考慮承載的不均勻性， p、pv應(yīng)降低應(yīng)

36、降低50%。 Fd1d2Fd1d2已知條件：已知條件：外加徑向載荷外加徑向載荷F (N)、軸頸轉(zhuǎn)速、軸頸轉(zhuǎn)速n(r/mm) (1)根據(jù)軸向載荷和工作要求，根據(jù)軸向載荷和工作要求，選擇軸承結(jié)構(gòu)尺寸和材料；選擇軸承結(jié)構(gòu)尺寸和材料；(2)驗(yàn)算平均壓力；驗(yàn)算平均壓力；3)驗(yàn)算驗(yàn)算pv值值 2100060)(21ddnv)-(3000012apvddznFpv z軸環(huán)數(shù)軸環(huán)數(shù)表表12-7止推滑動(dòng)軸承的止推滑動(dòng)軸承的p、pv 未淬火鋼未淬火鋼 青銅青銅 4.05.0 12.5 鑄鐵鑄鐵 2.02.5 p pv軸承合金軸承合金 5.06.0 淬火鋼淬火鋼 軸承合金軸承合金 8.09.0 12.5 青銅青銅

37、7.58.0 淬火鋼淬火鋼 1215 MPam/s MPa軸環(huán)端面、凸緣軸環(huán)端面、凸緣 軸承軸承 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制FFFF v 潘存云教授研制F v vvh1aah2ccvvh0bbF一、動(dòng)壓潤(rùn)滑的形成原理一、動(dòng)壓潤(rùn)滑的形成原理兩平形板之間不能形成壓力油膜！兩平形板之間不能形成壓力油膜！動(dòng)壓油膜動(dòng)壓油膜因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力油膜因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力油膜。利用非平衡面、楔形面利用非平衡面、楔形面的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，借助于這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而對(duì)軸承間隙形成的壓力油膜。的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，借助于這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)而對(duì)軸承間隙形成的壓力油膜。 17-6液體動(dòng)力潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承液體動(dòng)力潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承液體摩擦，獲得液體

38、摩擦的兩種方法液體摩擦，獲得液體摩擦的兩種方法 （靜壓油膜是外力把油的打進(jìn)去，和運(yùn)動(dòng)無關(guān)）（靜壓油膜是外力把油的打進(jìn)去，和運(yùn)動(dòng)無關(guān)） 液體動(dòng)壓軸承液體靜壓軸承二、形成動(dòng)壓油膜的必要條件：二、形成動(dòng)壓油膜的必要條件：1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤(rùn)滑油或其它液體；兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤(rùn)滑油或其它液體；3.兩工件表面必須有相對(duì)滑動(dòng)速度。其運(yùn)動(dòng)方向必須兩工件表面必須有相對(duì)滑動(dòng)速度。其運(yùn)動(dòng)方向必須保證潤(rùn)滑油從大截面流進(jìn)，從小截面出來。保證潤(rùn)滑油從大截面流進(jìn)，從小截面出來。4 4、外加壓力相對(duì)于潤(rùn)滑油粘度，厚度、間隙、速度、外加壓

39、力相對(duì)于潤(rùn)滑油粘度，厚度、間隙、速度成一定的關(guān)系；成一定的關(guān)系； 三、雷諾潤(rùn)滑方程式三、雷諾潤(rùn)滑方程式1、流體動(dòng)力潤(rùn)滑基本方程的建立流體動(dòng)力潤(rùn)滑基本方程的建立潘存云教授研制 為了得到簡(jiǎn)化形式的流體動(dòng)力為了得到簡(jiǎn)化形式的流體動(dòng)力平衡方程（平衡方程（NavierStokes方方程），作如下假設(shè)：程），作如下假設(shè)：流體的流動(dòng)是層流流體的流動(dòng)是層流 忽略壓力對(duì)流體粘度的影響忽略壓力對(duì)流體粘度的影響 略去慣性力及重力的影響，故所研究的單元體為略去慣性力及重力的影響，故所研究的單元體為 靜平衡狀態(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，且只有表面力作用靜平衡狀態(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，且只有表面力作用 于單元體上于單元體上 流體是不可壓

40、縮的流體是不可壓縮的 流體中的壓力在各流體層之間保持為常數(shù)流體中的壓力在各流體層之間保持為常數(shù) 流體滿足牛頓定律，即流體滿足牛頓定律，即 =dud yB實(shí)際上粘度隨壓力的增高而增加； 即層與層之間沒有物質(zhì)和能量的交換； vA Axzy潘存云教授研制取微單元進(jìn)行受力分析取微單元進(jìn)行受力分析: +dp+dpppdydz+(+d)dxdz-(p+dp)dydz dxdz=0=dd ydxdpdydu=整理后得整理后得又有又有=dxdpd2ud y2得得任意一點(diǎn)的油膜壓力p沿x方向的變化率，與該點(diǎn)y向的速度梯度的導(dǎo)數(shù)有關(guān)。對(duì)對(duì)y積分得積分得u= y2+C1y+C2 21dxdp邊界條件邊界條件當(dāng)當(dāng)y=

41、0時(shí)，時(shí)，u=- -vC2 = - -v當(dāng)當(dāng)y=h時(shí)，時(shí)，u=0 0 C1= h h + +21dxdphv代入得代入得 u= (y2- - hy) +21dxdpv vhy- -hBAxzyv潘存云教授研制vvFaaccxzy2dd121d30hvhxpyuqhx任意截面內(nèi)的流量任意截面內(nèi)的流量依據(jù)流體的連續(xù)性原理，通過不同截面的流量是相等的021vhqxbb截面內(nèi)的流量截面內(nèi)的流量該處速度呈三角形分布，間隙厚度為h0負(fù)號(hào)表示流速的方向與x方向相反，因流經(jīng)兩個(gè)截面的流量相等，故有：=6vdxdph0- -hh3得：得：一維雷諾方程一維雷諾方程由上式可得壓力分布曲線由上式可得壓力分布曲線 p=

42、f(x)在在bb處處h=h0， p=pmax速度梯度速度梯度du/dy呈線性分布，其余呈線性分布，其余位置呈非線性分布。位置呈非線性分布。流量相等，陰影面積相等。液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程，它描述了油膜壓力p的變化與動(dòng)力粘度、相對(duì)滑動(dòng)速度及油膜厚度h之間的關(guān)系。pmaxxph0bb潘存云教授研制二、二、徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載量徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載量1 1、幾何關(guān)系、幾何關(guān)系見下頁(yè)見下頁(yè)2 2、承載計(jì)算：、承載計(jì)算：承載油膜、索氏數(shù)承載油膜、索氏數(shù) 流量流量 功耗功耗 熱平衡熱平衡 保證液體動(dòng)力潤(rùn)滑的條件保證液體動(dòng)力潤(rùn)滑的條件見下頁(yè)見下頁(yè)F Fy =F Fx 0 Fy =F Fx =

43、0一、徑向滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜的一、徑向滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜的 形成過程形成過程-動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)的建立動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)的建立 靜止靜止 爬升爬升將軸起抬將軸起抬質(zhì)心質(zhì)心左移左移穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)e 偏心距偏心距eahlim17-7 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向軸承的計(jì)算液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向軸承的計(jì)算潘存云教授研制最小油膜厚度最小油膜厚度 hmin= e r(1-) 定義定義 e / e / 為偏心率為偏心率 直徑間隙直徑間隙 D d 半徑間隙半徑間隙 R R r r / / 2定義連心線定義連心線OO1為極坐標(biāo)的極軸為極坐標(biāo)的極軸 相對(duì)間隙相對(duì)間隙 / r / d hlimeah0設(shè)軸孔半徑為設(shè)軸孔半徑為 R, r 直徑為直

44、徑為 D， d ，偏心距偏心距e 偏位角偏位角a在三角形在三角形 中有中有R2 e2+ （r+h)2 2e(r+h)cos v 22sin1cosReRehr解得：hDd略去二次微量略去二次微量 ，并取根號(hào)為正號(hào)，得，并取根號(hào)為正號(hào)，得22sinRe)cos1 ()cos1 (rh任意位置油膜厚度任意位置油膜厚度 將將dx=rd, v=r，h0, h代入上式得代入上式得壓力最大處的油膜厚度壓力最大處的油膜厚度 )cos1 (00h0為壓力最大處的極角。為壓力最大處的極角。 =6vdxdph0- -hh3將一維雷諾方程將一維雷諾方程 改寫成極坐標(biāo)的形式改寫成極坐標(biāo)的形式 3002)cos1 ()

45、cos(cos6ddp積分得積分得 1d)cos1 ()cos(cos63002p積分可得軸承單位寬度上的油膜承載力積分可得軸承單位寬度上的油膜承載力 )cos()(180cosaayppp在外載荷方向的分量在外載荷方向的分量 d)cos(da2121rprppyyd)cos(d)cos1 ()cos(cos6a3002211r 理論上只要將理論上只要將py乘以軸承寬度就可得到油膜總承乘以軸承寬度就可得到油膜總承載能力，但在實(shí)際軸承中，由于油可能從軸承兩端泄載能力，但在實(shí)際軸承中，由于油可能從軸承兩端泄漏出來，考慮這一影響時(shí)，壓力沿軸向呈拋物線分布。漏出來，考慮這一影響時(shí)，壓力沿軸向呈拋物線分

46、布。潘存云教授研制潘存云教授研制3、油膜壓力沿軸向的分布、油膜壓力沿軸向的分布理論分布曲線理論分布曲線水平直線，各處壓力一樣；水平直線，各處壓力一樣；實(shí)際分布曲線實(shí)際分布曲線拋物線拋物線且曲線形狀與軸承的寬徑比且曲線形狀與軸承的寬徑比B/d有關(guān)。有關(guān)。FdD B B B B FdDB/d=1/4FdDB/d=1/3FdDB/d=1/2FdDB/d=1潘存云教授研制FdDB/d= 潘存云教授研制潘存云教授研制2yy21BzCpp油膜沿軸承寬度上的壓力分布表達(dá)式為油膜沿軸承寬度上的壓力分布表達(dá)式為 py為無限寬度軸承沿軸向?yàn)闊o限寬度軸承沿軸向單位寬度上的油膜壓力；單位寬度上的油膜壓力；C為取決于寬

47、徑比和偏心為取決于寬徑比和偏心率的系數(shù)率的系數(shù); 對(duì)于有限寬度軸承，油膜的總承載能力為對(duì)于有限寬度軸承，油膜的總承載能力為 p22/2/ydd1CBzpFBB式中式中Cp為承載量系數(shù)，計(jì)算很困難，工程上可查表確定。為承載量系數(shù)，計(jì)算很困難，工程上可查表確定。dDFyz B B 或或vBFBFC2d22P解釋這些參數(shù)的含義 表表17-7有限寬度滑動(dòng)軸承的承載量系數(shù)有限寬度滑動(dòng)軸承的承載量系數(shù)Cp0.3 0.4 0.5 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80 0.85 0.90 0.925 0.95 0.975 0.99 0.3 0.052 0.0826 0.128 0.203 0.259

48、0.347 0.475 0.699 1.122 2.074 3.352 5.73 15.15 50.52 0.4 0.0893 0.141 0.216 0.339 0.431 0. 573 0.776 1.079 1.775 3.195 5.055 8.393 21.00 65.26 0.5 0.133 0.209 0.317 0.493 0.622 0. 819 1.098 1.572 2.428 4.261 6.615 10.706 25.62 75.86 0.6 0.182 0.283 0.427 0.655 0.819 1. 070 1.418 2.001 3.036 5.214 7.

49、956 12.64 29.17 83.21 0.6 0.234 0.361 0.538 0.816 1.014 1.312 1.720 2.399 3.580 6.029 9.072 14.14 31.88 88.90 0.7 0.287 0.439 0.647 0.972 1.199 1.538 1.95 2.754 4.053 6.721 9.992 15.37 33.99 92.89 0.8 0.339 0.515 0.754 1.118 1.371 1.745 2.248 3.067 4.459 7.294 10.753 16.37 35.66 96.35 0.9 0.391 0.58

50、9 0.853 1.253 1.528 1.929 2.469 3.372 4.808 7.772 11.38 17.18 37.00 98.95 1.0 0.440 0.658 0.947 1.377 1.669 2.097 2.664 3.580 5.106 8.186 11.91 17.86 38.12 101.15 1.1 0.487 0.723 1.033 1.489 1.796 2.247 2.838 3.787 5.364 8.533 12.35 18.43 39.04 102.90 1.2 0. 529 0.784 1.111 1.590 1.912 2.379 2.990 3

51、.968 5.586 8.831 12.73 18.91 39.81 104.42 1.3 0. 610 0.891 1.248 1.763 2.099 2.600 3.242 4.266 5.947 9.304 13.34 19.68 41.07 106.84 1.4 0. 763 1.001 1.483 2.070 2.446 2.981 3.671 4.778 6.54 10.091 14.34 20.97 43.11 110.79 承載量系數(shù)承載量系數(shù)Cp相對(duì)偏心率相對(duì)偏心率B/d4、最小油膜厚度、最小油膜厚度 動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的設(shè)計(jì)應(yīng)保證動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的設(shè)計(jì)應(yīng)保證 hminh其中其中 h=

52、S(Rz1+Rz2)S 安全系數(shù)，常取安全系數(shù)，常取S2。一般軸承可取為一般軸承可取為3.2m和和6.3m，或或1.6 m和和3.2m。重要軸承可取為重要軸承可取為0.8m和和1.6m，或或0.2m和和0.4m。Rz1、Rz2 軸頸和軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度軸頸和軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度?？紤]表面幾何形狀誤差和軸頸撓曲變形等加工方法、表面粗糙度及表面微觀不平度十點(diǎn)高度加工方法、表面粗糙度及表面微觀不平度十點(diǎn)高度Ra加工加工方法方法表面粗糙表面粗糙度代號(hào)度代號(hào)研磨、拋光、研磨、拋光、超精加工等超精加工等Ra / m 10 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05鉆石刀鏜鉆

53、石刀鏜頭、鏜磨頭、鏜磨鉸、精磨，鉸、精磨，刮刮(每平方厘每平方厘米米35個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn))精車或精鏜，精車或精鏜，中等磨光，中等磨光，刮刮(每平方厘每平方厘米米1.5個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn))3.21.60.80.40.20.10.050.0250.0125、軸承的熱平衡計(jì)算、軸承的熱平衡計(jì)算 熱平衡方程：熱平衡方程：產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量=散失的熱量散失的熱量 Q=Q1+Q2 其中，摩擦熱其中，摩擦熱 Q=fv W 式中式中 q 潤(rùn)滑油流量潤(rùn)滑油流量m3/s； 滑油密度滑油密度kg/m3；c 潤(rùn)滑油的比熱容，潤(rùn)滑油的比熱容，J/(kg )；ti 油出口溫度油出口溫度 ；to 油入口溫度油入口溫度 ；3 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)表

54、面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/(m2 )?；蛶ё叩臒峄蛶ё叩臒酫1 = qc(to-ti) W軸承散發(fā)的熱軸承散發(fā)的熱 Q2 =3dB (to-ti) W潘存云教授研制溫升公式溫升公式 vvBdqcpfttt310vBdq其中其中 潤(rùn)滑油流量系數(shù)潤(rùn)滑油流量系數(shù) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.240.220.200.180.160.140.120.100.080.060.04qvBd=0.4Bd 1.3 2.0 1.5 1.0 0.8 0.7 0.6 0.5 0.9 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) 55. 0pf系數(shù)系數(shù)與寬徑比有關(guān)，與寬徑比有關(guān)，若若B/d 35 40時(shí)，表明軸承承載能力

55、有冗余，時(shí)，表明軸承承載能力有冗余，可采取如下措施：可采取如下措施： 增大表面粗糙度，以降低成本增大表面粗糙度，以降低成本減小間隙，提高旋轉(zhuǎn)精度減小間隙，提高旋轉(zhuǎn)精度加寬軸承，充分利用軸承的承載能力加寬軸承，充分利用軸承的承載能力潘存云教授研制潘存云教授研制 當(dāng)當(dāng) t1 35 40時(shí)，表明軸承的承載能力不足，時(shí)，表明軸承的承載能力不足，可采取如下措施：可采取如下措施：加散熱片，以增大散熱面積加散熱片，以增大散熱面積在保證承載能力的不下降的條件下，適當(dāng)增大在保證承載能力的不下降的條件下，適當(dāng)增大 軸承間隙軸承間隙提高軸和軸承的加工精度提高軸和軸承的加工精度油泵油泵冷冷卻卻器器冷冷卻卻水水風(fēng)冷風(fēng)冷

56、增加增加冷卻裝置冷卻裝置加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻三、軸承參數(shù)的選擇三、軸承參數(shù)的選擇 取值范圍：取值范圍：B/d=0.31.5 影響效果：影響效果：B/d小，有利于提高穩(wěn)定性，增大端排泄量小，有利于提高穩(wěn)定性，增大端排泄量 以降低溫度；以降低溫度； B/d大，增大軸承的承載能力。大，增大軸承的承載能力。0.61.5 電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、離心機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、離心機(jī)、 齒輪變速器齒輪變速器;1. 寬徑比寬徑比B/d 應(yīng)用應(yīng)用 : B/d= 0.31.0 汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī); 0.81.2 機(jī)車、拖拉機(jī)機(jī)車、拖拉機(jī); 0.60.9 軋鋼機(jī)。軋鋼機(jī)。 2. 相

57、對(duì)間隙相對(duì)間隙 影響因素：影響因素：載荷和速度，軸徑尺寸，寬度載荷和速度，軸徑尺寸，寬度/直徑，調(diào)心直徑，調(diào)心 能力，加工精度。能力，加工精度。選取原則：選取原則： （1）速度高，速度高，取大值；取大值； 載荷小，載荷小，取小值；取小值； （2）直徑大，寬徑比小，調(diào)心性能好，加工精度高，）直徑大，寬徑比小，調(diào)心性能好，加工精度高， 取小值；反之，取小值；反之，取大值。取大值。應(yīng)用應(yīng)用 = 0.0010.0002汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā) 電機(jī)、齒輪變速器電機(jī)、齒輪變速器 0.00020.0015軋鋼機(jī)鐵路機(jī)車輛軋鋼機(jī)鐵路機(jī)車輛0.00020.00125機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)機(jī)床、內(nèi)燃機(jī) 0.0

58、0020.00125鼓風(fēng)機(jī)、離心機(jī)鼓風(fēng)機(jī)、離心機(jī)一般軸承，按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算一般軸承，按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 9/319/410)60/(n4、潤(rùn)滑油粘度、潤(rùn)滑油粘度 6/73/110)60/(n對(duì)承載能力，功耗、溫升都有影響對(duì)承載能力，功耗、溫升都有影響 根據(jù)平均溫度根據(jù)平均溫度 tm = (ti + to )/2 決定潤(rùn)滑油粘度決定潤(rùn)滑油粘度 設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)，tm=50 75 ，計(jì)算所得應(yīng)在，計(jì)算所得應(yīng)在 ti= 35 40 初始計(jì)算時(shí)，可取初始計(jì)算時(shí)，可取 3、平均壓強(qiáng)、平均壓強(qiáng)P 四、液體四、液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)過程動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)過程 已知條件：外加徑向載荷已知條件：外加徑向載荷F(N)，軸頸轉(zhuǎn)速，軸頸轉(zhuǎn)速n(r/min) 及軸頸直徑及軸頸直徑d(mm)。設(shè)計(jì)及驗(yàn)算設(shè)計(jì)及驗(yàn)算 （1） 保證在平均油溫保證在平均油溫 tm下下 hmin h 選擇軸承材料，驗(yàn)算選擇軸承材料，驗(yàn)算 p、v、pv。 選擇軸承參數(shù)，如軸承寬度選擇軸承參數(shù)，如軸承寬度(B)、相對(duì)間隙、相對(duì)間隙() 和潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑油() 。 計(jì)算承載量系數(shù)計(jì)算承載量系數(shù)(Cp)并查表確定偏心率并查表確定偏心率()。 計(jì)算最小油膜厚度計(jì)算最小油膜厚度(hmin)和許用油膜厚度和許用油膜厚度