第17章--滑動軸承..

1、（1）工作轉(zhuǎn)速特高的軸承）工作轉(zhuǎn)速特高的軸承（2）要求對軸的支撐位置特別精確的軸承）要求對軸的支撐位置特別精確的軸承（3）承受巨大的沖擊和振動載荷的軸承）承受巨大的沖擊和振動載荷的軸承（4）特重型軸承）特重型軸承（5）根據(jù)裝配要求必須做成剖分式的軸承）根據(jù)裝配要求必須做成剖分式的軸承（6）當(dāng)軸的排列較緊密時，由于空間尺寸的限制，）當(dāng)軸的排列較緊密時，由于空間尺寸的限制， 必須采用徑行尺寸較小的軸承必須采用徑行尺寸較小的軸承（7）在特殊工作條件下，（水或腐蝕性介質(zhì)）工作的軸承）在特殊工作條件下，（水或腐蝕性介質(zhì)）工作的軸承軸軸軸承軸承滾動軸承滾動軸承滾動摩擦滾動摩擦滑動軸承滑動軸承滑動摩擦滑動摩

2、擦1、軸承的型式和結(jié)構(gòu)、軸承的型式和結(jié)構(gòu)2、軸瓦的結(jié)構(gòu)和材料、軸瓦的結(jié)構(gòu)和材料3、結(jié)構(gòu)參數(shù)（由強度、強度決定）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（由強度、強度決定）4、選擇潤滑劑和潤滑方法、選擇潤滑劑和潤滑方法5、軸承的工作能力計算（溫度、壓力分布、軸承的間隙）、軸承的工作能力計算（溫度、壓力分布、軸承的間隙）滑動軸承設(shè)計的內(nèi)容（非標(biāo)準(zhǔn)件）：滑動軸承設(shè)計的內(nèi)容（非標(biāo)準(zhǔn)件）：17.1 概述概述： 工作平穩(wěn)，無噪聲；工作平穩(wěn)，無噪聲； 運轉(zhuǎn)精度高；運轉(zhuǎn)精度高； 形成液體潤滑時摩擦損失小，適合于高速；形成液體潤滑時摩擦損失小，適合于高速； 徑向尺寸小而且可剖分。徑向尺寸小而且可剖分。：1、干摩擦狀態(tài)、干摩擦狀態(tài)應(yīng)避免此種摩

3、擦狀態(tài)。應(yīng)避免此種摩擦狀態(tài)。摩擦表面無潤滑劑，功率損失嚴(yán)重，摩擦表面無潤滑劑，功率損失嚴(yán)重，磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。2、邊界摩擦狀態(tài)、邊界摩擦狀態(tài)摩擦表面間有潤滑油存在，金屬表摩擦表面間有潤滑油存在，金屬表面上形成了一層極薄的邊界油膜。面上形成了一層極薄的邊界油膜。但尖峰部分仍直接接觸。但尖峰部分仍直接接觸。多數(shù)滑動軸承都是這種摩擦狀態(tài)。多數(shù)滑動軸承都是這種摩擦狀態(tài)。3、液體摩擦狀態(tài)、液體摩擦狀態(tài)兩摩擦表面完全被潤滑油分隔開，兩摩擦表面完全被潤滑油分隔開，形成了一定厚度的壓力油膜。形成了一定厚度的壓力油膜。這種摩擦狀態(tài)是潤滑油分子之間這種摩擦狀態(tài)是潤滑油分子

4、之間的摩擦，摩擦系數(shù)極小。的摩擦，摩擦系數(shù)極小。重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。非液體摩擦非液體摩擦滑動軸承滑動軸承液體摩擦滑液體摩擦滑動軸承動軸承17.2 徑向滑動軸承的主要類型徑向滑動軸承的主要類型缺點：間歇調(diào)整困難缺點：間歇調(diào)整困難 安裝不便安裝不便優(yōu)點：間歇調(diào)整方便優(yōu)點：間歇調(diào)整方便 安裝方便安裝方便當(dāng)寬徑比當(dāng)寬徑比B/d1.5時，調(diào)心式。軸瓦自動調(diào)位以適應(yīng)時，調(diào)心式。軸瓦自動調(diào)位以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時所產(chǎn)生的偏斜軸頸在軸彎曲時所產(chǎn)生的偏斜17.3 滑動軸承的材料滑動軸承的材料17.3.1、材料的要求、材料的要求軸瓦的主要失效形式是磨損，因此對軸瓦材料的主要要求是：軸

5、瓦的主要失效形式是磨損，因此對軸瓦材料的主要要求是：1. 強度：足夠的沖擊強度，抗壓強度，疲勞強度。強度：足夠的沖擊強度，抗壓強度，疲勞強度。2. 跑合性能好跑合性能好3. 很好的順應(yīng)性和嵌藏性很好的順應(yīng)性和嵌藏性4. 很好的減摩性和耐磨性很好的減摩性和耐磨性5. 耐腐蝕性耐腐蝕性6. 很好的工藝性很好的工藝性7. 良好的熱學(xué)性能良好的熱學(xué)性能8. 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性17.3.2、常用材料、常用材料1. 金屬材料金屬材料 以錫為基體加入一定量的以錫為基體加入一定量的SbSb、CuCu錫基軸承合金錫基軸承合金軸承合金（巴氏合金）軸承合金（巴氏合金） 以鉛為基體加入一定量的以鉛為基體加入一定量的SnSn

6、、SbSb鉛基軸承合金鉛基軸承合金跑合性能好，順應(yīng)性和嵌藏性為軸承材料中最好，抗膠合性能好，但強跑合性能好，順應(yīng)性和嵌藏性為軸承材料中最好，抗膠合性能好，但強度低，通常作為襯附在青銅或鑄鐵的軸瓦上使用。度低，通常作為襯附在青銅或鑄鐵的軸瓦上使用。青青 銅銅 強度較高。鑄錫鉛鋅青銅最常用強度較高。鑄錫鉛鋅青銅最常用鋁基合金鋁基合金 強度高，耐腐蝕，導(dǎo)熱性良好強度高，耐腐蝕，導(dǎo)熱性良好減摩鑄鐵減摩鑄鐵2. 2. 多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料有鐵基粉末冶金和銅基粉末冶金。將金屬粉碎和石墨按一定比例混合，有鐵基粉末冶金和銅基粉末冶金。將金屬粉碎和石墨按一定比例混合，放在模子中壓鑄，然后燒，石墨被燒掉，

7、留下間隙形成多孔結(jié)構(gòu)。使用前放在模子中壓鑄，然后燒，石墨被燒掉，留下間隙形成多孔結(jié)構(gòu)。使用前浸放在潤滑油中，并給潤滑油一定的壓力，使油滲透進(jìn)去，工作時產(chǎn)生潤浸放在潤滑油中，并給潤滑油一定的壓力，使油滲透進(jìn)去，工作時產(chǎn)生潤滑?；?。3. 3. 非金屬材料非金屬材料 塑料、橡膠、梗木塑料、橡膠、梗木17.4 軸瓦的結(jié)構(gòu)軸瓦的結(jié)構(gòu)供油供油油孔油孔輸油輸油油溝（注意開設(shè)的位置）油溝（注意開設(shè)的位置）儲油和穩(wěn)定供油儲油和穩(wěn)定供油油室油室17.5 潤滑材料潤滑材料潤滑油潤滑油植物油，礦物油，動物油植物油，礦物油，動物油 主要指標(biāo)：粘度、油性、凝點、閃點、酸值等主要指標(biāo)：粘度、油性、凝點、閃點、酸值等潤滑脂潤

8、滑脂鈣基、鈉基、鋰基潤滑脂鈣基、鈉基、鋰基潤滑脂 主要指標(biāo)：針入度，滴點主要指標(biāo)：針入度，滴點固體潤滑劑固體潤滑劑二硫化鉬，石墨二硫化鉬，石墨潤滑的目的：減小摩擦，磨損、散熱、防銹、防塵、吸振潤滑的目的：減小摩擦，磨損、散熱、防銹、防塵、吸振潤滑油性能指標(biāo)潤滑油性能指標(biāo)粘度粘度粘度：是反映液體層之間的剪應(yīng)力的速度梯度的比例關(guān)系粘度：是反映液體層之間的剪應(yīng)力的速度梯度的比例關(guān)系dyduAFdydu牛頓液體內(nèi)摩擦定律牛頓液體內(nèi)摩擦定律速度梯度速度梯度動力粘度動力粘度（絕對粘度）（絕對粘度）1、動力粘度：、動力粘度：物理意義：長寬高均為物理意義：長寬高均為1米時的立方體中充滿米時的立方體中充滿 液體

9、，上下面之間發(fā)生液體，上下面之間發(fā)生 v=1 m/s的相對運動速的相對運動速 度所需作用力為度所需作用力為 1 N，這時液體的動力粘度，這時液體的動力粘度 為為 1 Ns/m2（ 或或1pas ）常用單位：常用單位：1 P（泊）（泊）=1dyns/cm2 1Pas=10 P=100 cP（厘泊）（厘泊）2、運動粘度：工業(yè)中常用粘度單位、運動粘度：工業(yè)中常用粘度單位smmkgsPa/)/()(23常用常用cm2/s得實用單位得實用單位st(厘斯或厘池厘斯或厘池)舊標(biāo)準(zhǔn)：舊標(biāo)準(zhǔn)： 20# 500C =20cst新標(biāo)準(zhǔn)：新標(biāo)準(zhǔn)： 20# 400C =20cst舊舊 20# 新標(biāo)準(zhǔn)：新標(biāo)準(zhǔn)：32#3、

10、恩氏粘度、恩氏粘度0Et：工業(yè)中常用粘度單位：工業(yè)中常用粘度單位200ml 水水 200C 流經(jīng)流經(jīng)2.8mm的孔徑所需時間的孔徑所需時間 t1 油油 T0C t2則則:120ttEtttEE00/31. 611. 7粘溫特性：隨溫度變化而變化粘溫特性：隨溫度變化而變化(溫度溫度粘度粘度)，且變化比較敏感，且變化比較敏感， 應(yīng)根據(jù)工作溫度來選取應(yīng)根據(jù)工作溫度來選取粘壓特性：隨壓力變化而變化，但變化較小。在粘壓特性：隨壓力變化而變化，但變化較小。在50大氣壓下，對大氣壓下，對 粘度影響不大，可以不考慮，但在彈性流體中必須計粘度影響不大，可以不考慮，但在彈性流體中必須計 及壓力的影響及壓力的影響粘

11、度的變化規(guī)律粘度的變化規(guī)律:選擇粘度的原則：選擇粘度的原則：當(dāng)速度較高時，宜選用粘度低的油，防止功率損失太大當(dāng)速度較高時，宜選用粘度低的油，防止功率損失太大當(dāng)有振動沖擊時，粘度宜高，可以起到緩和沖擊吸收振動作用當(dāng)有振動沖擊時，粘度宜高，可以起到緩和沖擊吸收振動作用當(dāng)表面未經(jīng)跑合時，粘度宜高，油膜不易破壞當(dāng)表面未經(jīng)跑合時，粘度宜高，油膜不易破壞當(dāng)循環(huán)潤滑時，粘度宜低，便于油的循環(huán)當(dāng)循環(huán)潤滑時，粘度宜低，便于油的循環(huán)低溫工作時的軸承，宜選用凝點低的油低溫工作時的軸承，宜選用凝點低的油 也可通過測試來確定油的粘度：在同一機(jī)器和相同的工作也可通過測試來確定油的粘度：在同一機(jī)器和相同的工作條件下，對不同

12、粘度油進(jìn)行試驗，功耗小而溫升又較低的潤滑條件下，對不同粘度油進(jìn)行試驗，功耗小而溫升又較低的潤滑油，其粘度較為相宜油，其粘度較為相宜17.6 潤滑方法潤滑方法失效形式：失效形式：1 1、磨損、磨損導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承不能正常工作。至使軸承不能正常工作。高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發(fā)熱多，使高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合。軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合。17.7 滑動軸承的條件性計算滑動軸承的條件性計算2 2、膠合、膠合設(shè)計準(zhǔn)則：條件性計算設(shè)計準(zhǔn)則：條件性計算1

13、 1、限制軸承的、限制軸承的壓強壓強 p ：目的目的 防止軸瓦過度磨損。防止軸瓦過度磨損。BdF許用壓強查許用壓強查表表17.4 平均壓強：平均壓強：17.7.1 徑向軸承徑向軸承2 2、限制軸承的、限制軸承的 pv 值值 ：目的目的 控制軸承的發(fā)熱量，防止膠合破壞。控制軸承的發(fā)熱量，防止膠合破壞。 pv f 單位面積上的摩擦功率損失單位面積上的摩擦功率損失所以，所以， pv 值表征了軸承發(fā)熱量的大小。值表征了軸承發(fā)熱量的大小。 pv發(fā)熱量發(fā)熱量溫升溫升潤滑效果潤滑效果膠合膠合許用許用pv值查值查表表17.4軸頸表面線軸頸表面線速度速度摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)3 3、限制滑動速度、限制滑動速度 v ：

14、目的目的 防止滑動速度過高而引起磨損防止滑動速度過高而引起磨損許用線許用線速度速度17.7.2 推力軸承推力軸承2 2、限制軸承的、限制軸承的 pv 值值 ：推力軸承推力軸承許用壓強許用壓強查表查表17.4dd0Fz 軸環(huán)數(shù)軸環(huán)數(shù)推力滑動軸承推力滑動軸承n1 1、限制軸承的、限制軸承的壓強壓強 p ：平均直徑平均直徑dm(d+d0)/2許用許用pvm值值查表查表17.4平均速度平均速度確定軸承結(jié)構(gòu)形式確定軸承結(jié)構(gòu)形式確定軸承寬度確定軸承寬度 B 和直徑和直徑 d驗算驗算p、pv、v選擇軸承的配合選擇軸承的配合選擇潤滑劑與潤滑裝置選擇潤滑劑與潤滑裝置選擇軸瓦材料選擇軸瓦材料17.7.3 設(shè)計步驟

15、設(shè)計步驟17.8 液體動力潤滑的基本方程式液體動力潤滑的基本方程式17.8.1 雷諾潤滑方程式雷諾潤滑方程式雷諾的假設(shè)：雷諾的假設(shè)：1、接觸面間充滿液體、接觸面間充滿液體牛頓液體（符合牛頓液體內(nèi)摩擦定律牛頓液體（符合牛頓液體內(nèi)摩擦定律2、液體處于層流狀態(tài)、液體處于層流狀態(tài)3、不計液體質(zhì)量力的影響、不計液體質(zhì)量力的影響4、假設(shè)液體與固體表面有很好的吸附力（影響邊界條件）、假設(shè)液體與固體表面有很好的吸附力（影響邊界條件）5、假設(shè)液體不可壓縮（即粘度、密度是定值）、假設(shè)液體不可壓縮（即粘度、密度是定值）6、沿、沿z方向液體無流動（方向液體無流動（z向無窮大）向無窮大）yu0)()(dxdzdyydx

16、dzdydzdxxpppdydzyxp1、平衡、平衡整理得整理得雷諾方程的推導(dǎo)雷諾方程的推導(dǎo)yxp由牛頓液體由牛頓液體yu代入前式得代入前式得22yuxpxpyu122積分得積分得21221cycyxpu確定確定c1、c2xphhvcuhyvcvuy20012任一點速度：任一點速度：yhyxpyhhuu)(21)(301212hxphvudyqhx03211212vhhxphv306hhhvxp0210vhqqhxx0 xp2、任一截面沿、任一截面沿x方向單位方向單位 寬度上的流量即寬度上的流量即dZ=13、壓力最大處間歇、壓力最大處間歇h=h0 ，此時，此時，其流量為：其流量為：4、液體不可

17、壓縮，流量處處、液體不可壓縮，流量處處 相等有相等有5、整理后得一維雷諾方程：、整理后得一維雷諾方程：雷諾方程的討論雷諾方程的討論17.8.2 油歇承載機(jī)理油歇承載機(jī)理1、當(dāng)、當(dāng)h=h0時，時，0 xpmaxpp 而而22yuxp因因0constyuyu022u的變化與的變化與y成線性關(guān)系，如圖成線性關(guān)系，如圖2、當(dāng)、當(dāng)hh0時，時，0 xp)(xp單調(diào)上升單調(diào)上升022yuu的曲線是凹的，如圖的曲線是凹的，如圖3、當(dāng)、當(dāng)hh0時，時，)(xp022yuu的曲線是凸的，如圖的曲線是凸的，如圖0 xp單調(diào)下降單調(diào)下降可利用積分法求出全部油膜壓力之和可利用積分法求出全部油膜壓力之和油膜的承載能力。

18、油膜的承載能力。正常情況下，油膜的承載能力與外載荷相平衡正常情況下，油膜的承載能力與外載荷相平衡306)(hhhvdxxdpxxxdpxp0)()(dxzxpFxx10)(影響影響 的因素的因素xpxphxpvxp均可提高承載均可提高承載能力，其中能力，其中h的影響最大的影響最大)(21zzRRhS安全度安全度系數(shù)系數(shù)如果如果h=h0，則不能形動壓，則不能形動壓，如下圖所示。如下圖所示。總結(jié)：總結(jié)：vF兩摩擦表面平行，兩摩擦表面平行，不會產(chǎn)生壓力油膜不會產(chǎn)生壓力油膜vp兩摩擦表面成楔形間隙，兩摩擦表面成楔形間隙，產(chǎn)生了壓力油膜產(chǎn)生了壓力油膜間隙內(nèi)的潤滑間隙內(nèi)的潤滑油形成了擁擠油形成了擁擠進(jìn)油口

19、進(jìn)油口出油口出油口形成動壓油膜的必要條件形成動壓油膜的必要條件 兩摩擦表面必須形成楔形兩摩擦表面必須形成楔形 潤滑油必須從大口進(jìn)小口出潤滑油必須從大口進(jìn)小口出 必須具有足夠的滑動速度必須具有足夠的滑動速度 必須充滿足夠粘度的潤滑油必須充滿足夠粘度的潤滑油形成動壓油膜的條件形成動壓油膜的條件v1V2=0v1V1=0V1=0v2v2v1v1v1v1v2v2v2v2vvv1v2v1v2v1v2v1v217.9 液體動力潤滑徑向軸承的計算液體動力潤滑徑向軸承的計算計算項目：計算項目：1、驗算、驗算p，pv，v，因為起動時屬于混合摩擦狀態(tài)，因為起動時屬于混合摩擦狀態(tài) 2、液體動力潤滑時承載能力的計算、液

20、體動力潤滑時承載能力的計算 （1）坐標(biāo)的變換：直角坐標(biāo)）坐標(biāo)的變換：直角坐標(biāo)極坐標(biāo)極坐標(biāo) （2）作用力方向上的合力（承載能力在外）作用力方向上的合力（承載能力在外 載荷方向上的力）載荷方向上的力） （3）軸承寬度的影響（即）軸承寬度的影響（即z方向）端部泄漏問題方向）端部泄漏問題17.9.1 幾何關(guān)系幾何關(guān)系d、r 軸徑直徑、半徑軸徑直徑、半徑D、R軸承孔直徑、半徑軸承孔直徑、半徑=D-d直徑之差直徑之差=R-r半徑之差半徑之差：為相對間隙：為相對間隙re：為偏心距：為偏心距minminhhrRe：為偏心率：為偏心率e10與工作狀態(tài)有關(guān)與工作狀態(tài)有關(guān)hmin ：為最小油膜厚度：為最小油膜厚度)

21、1 (minrehh：為任意位置處油膜厚度：為任意位置處油膜厚度)cos1 (h17.9.2 動壓潤滑狀態(tài)的建立動壓潤滑狀態(tài)的建立no1oo1oo1oo1onn靜止靜止啟動啟動不穩(wěn)定運行不穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行RRRR17.9.3 承載能力和索氏數(shù)承載能力和索氏數(shù)S0)cos1 (h第第1步：坐標(biāo)變換步：坐標(biāo)變換rddx )cos1 (00hrv 306hhhvxp306hhhvdxdpddp302)cos1 ()cos(cos6代入雷諾方程得代入雷諾方程得11302)cos1 ()cos(cos6ddpp積分后得積分后得第第2步：單位寬度沿載荷方向的油膜壓力步：單位寬度沿載荷方向的油膜壓力 21121)(180cos)cos1 ()cos(cos61)(180cos030201rddrdpF第第3步：整個寬度步：整個寬度B沿載荷方向的油膜壓力沿載荷方向的油膜壓力BdddF 2112)(180cos)cos1 ()cos(