滑動軸承及軸

1、滑動軸承(zhuchng)及軸承(zhuchng)安裝與潤滑共三十八頁滑動軸承(hu dn zhu chn)本章(bn zhn)重點：液體動壓滑動軸承，動壓形成機理，最小油膜厚度，雷諾方程滑動軸承類型按照其承受載荷方向的不同，可以分為徑向軸承(承受徑向載荷)和止推軸承(承受軸向載荷)。根據(jù)其滑動表面間的潤滑狀態(tài)的不同，則可分為液體潤滑軸承、不完全液體潤滑軸承(指滑動表面間處于邊界潤滑或者混合潤滑狀態(tài))和自潤滑軸承(即工作時不需要加潤滑劑)。根據(jù)液體潤滑承載機理的不同，滑動軸承又可以分成液體動力潤滑軸承(簡稱液體動壓軸承)和液體靜壓潤滑軸承(簡稱液體靜壓軸承)。 共三十八頁在滑動軸承與軸頸表面之

2、間輸入高壓的潤滑劑以承受外載荷，使運動副表面分離(fnl)的潤滑方法稱為流體靜力潤滑，這類軸承就稱為液體靜壓滑動軸承；表面的相對運動和幾何形狀，借助流體粘性，把潤滑劑逼進(jìn)摩擦面之間，從而依靠自然形成的流體壓力油膜，將運動副表面分開的潤滑方法稱為流體動力潤滑，這類軸承為液體動壓滑動軸承。 共三十八頁滑動軸承通常由軸承座、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置組成。簡易軸承可以(ky)不用軸瓦、軸承襯等。 整體式徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式。它是由軸承座1、減摩材料制成的整體軸套或套筒整體式軸瓦2等組成。軸承座常用灰鑄鐵制造，其頂部開有安裝潤滑油杯的螺紋孔。在軸套上開設(shè)油孔，并且在軸套的內(nèi)表面上開設(shè)油槽 共三十八

3、頁對開式徑向(jn xin)滑動軸承 軸承蓋和軸承座對開處接合面常常加工成階梯形，以便安裝時對中和防止發(fā)生橫向錯位。軸承蓋頂部開有安裝潤滑油杯或油管的螺紋(luwn)孔。一般在軸瓦剖分面間會安裝上一些薄墊片，用減少墊片厚度來調(diào)整軸承的徑向間隙 共三十八頁自動(zdng)調(diào)心式軸承的寬度與軸頸的直徑之比(B/d)為寬徑比。對于寬徑比大于1.5的滾動軸承，多采用自動調(diào)心式軸承。軸瓦可動式結(jié)構(gòu) 軸瓦的外部中間做成凸出的球面，安裝(nzhung)在軸承蓋和軸承座上的凹球面上，隨著軸在支承處傾角的變化，軸瓦也有相應(yīng)的傾角，從而使軸頸與軸瓦保持良好接觸，避免軸承邊緣的磨損。 共三十八頁共三十八頁失效(sh

4、 xio)滑動軸承在工作時由于軸頸與軸瓦的接觸會產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致表面發(fā)熱、磨損甚而“咬死”，所以在設(shè)計軸承時，應(yīng)選用減摩性好的滑動軸承材料制造軸瓦，合適的潤滑劑并采用合適的供應(yīng)方法，改善軸承的結(jié)構(gòu)以獲得厚膜潤滑等。1、瓦面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)有色金屬元素濃度(nngd)異常；譜中出現(xiàn)了許多有色金屬成分的亞微米級磨損顆粒；潤滑油水分超標(biāo)、酸值超標(biāo)。 共三十八頁2、軸頸表面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵元素濃度異常，鐵譜中有許多鐵成分的亞微米顆粒，潤滑油水分超標(biāo)或酸值超標(biāo)。3、軸頸表面拉傷：鐵譜中有鐵系切削磨?；蚝谏趸镱w粒，金屬表面存在回火色。4、瓦背微動磨損(m sn)：光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵濃度異常，鐵譜中有許

5、多鐵成分亞微米磨損(m sn)顆粒， 潤滑油水分及酸值異常。5、軸承表面拉傷：鐵譜中發(fā)現(xiàn)有切削磨粒，磨粒成分為有色金屬。共三十八頁6、瓦面剝落：發(fā)現(xiàn)有許多(xdu)大尺寸的疲勞剝落合金磨損顆粒、層狀磨粒。7、軸承燒瓦：鐵譜中有較多大尺寸的合金磨粒及黑色金屬氧化物。8、軸承磨損：由于軸的金屬特性（硬度高，退讓性差）等原因，易造成粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、微動磨損等狀況。共三十八頁滑動軸承也可用潤滑脂來潤滑，在選擇(xunz)潤滑脂時應(yīng)考慮下列幾點：(1）軸承載荷大，轉(zhuǎn)速低時，應(yīng)選擇錐入度小的潤滑脂，反之要選擇錐入度大的。高速軸承選 滑動軸承用錐入度小些、機械安定性好的潤滑脂。特別注意的是潤滑

6、脂的基礎(chǔ)油的粘度要低一些。(2）選擇的潤滑脂的滴點一般高于工作溫度20-30，在高溫連續(xù)運轉(zhuǎn)的情況下，注意不要超過潤滑脂的允許使用溫度范圍。(3）滑動軸承在水淋或潮濕環(huán)境里工作時，應(yīng)選擇抗水性能好的鈣基、鋁基或鋰基潤滑脂。(4）選用具有較好粘附性的潤滑脂。共三十八頁非金屬材料在軸承中應(yīng)用最多的類型是各種塑料(聚合物塑料)，如酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯、碳石墨、二硫化鉬、木材和橡膠等。聚合物的特性是：它們與許多化學(xué)物質(zhì)不起反應(yīng)，抗腐蝕能力特別強。例如聚四氟乙烯(PTFE)能抗強酸弱堿(ru jin)；具有一定的自潤滑特性，可以在無潤滑條件下工作，在高溫條件下具有一定的潤滑能力；嵌入性好，不易擦傷

7、配合對象表面；減摩性及耐磨性也比較好。碳石墨可加聚四氟乙烯或二硫化鉬、也可浸漬潤滑劑成為自潤滑的?？勺鏊疂櫥妮S承材料木材是多孔質(zhì)，可加填充劑以減少吸濕，提高強度。如聚四氟乙烯，可在灰塵多的條件下工作。共三十八頁特點(tdin)1.容易摩擦生熱，且不易導(dǎo)熱，所以必須控制其轉(zhuǎn)速和壓力，也需要散熱；2.聚合物的線膨脹比鋼大得多，因此在工作時聚合物軸承與鋼制軸頸之間的間隙要比金屬軸承的間隙大。還有，聚合物材料的強度和屈服極限(jxin)較低，在裝配和工作時能夠承受的載荷較小，另外，它還會產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，所以不宜用作間隙要求嚴(yán)格的軸承。 共三十八頁軸瓦(zhuw)材料對開式軸瓦有厚壁軸瓦和薄壁軸瓦之分。

8、厚壁軸瓦鑄造而成，內(nèi)表面可以附有軸承襯。常把軸承合金用離心鑄造法澆注(jio zh)在鑄鐵、鋼或青銅軸瓦的內(nèi)表面上。為了使軸承合金與軸瓦貼附可靠，常常在瓦背內(nèi)表面上制造出各種榫頭、凹溝或螺紋。 共三十八頁共三十八頁薄壁軸瓦由于能采用雙金屬板連續(xù)軋制等新工藝大量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定、成本低廉，但是(dnsh)此種軸瓦的缺點是剛性較小，而且不能再修刮軸瓦的內(nèi)圓表面。軸瓦受力后，形狀完全取決于軸承座的形狀，因此，軸瓦和軸承座均需精密加工。薄壁軸瓦在汽車發(fā)動機、柴油機軸承上廣泛應(yīng)用。 共三十八頁液體潤滑劑通常為礦物油，是從基礎(chǔ)石油原料中提煉出的液體。通常，礦物油能夠以相對低的成本實現(xiàn)良好的性能，也成為液體的

9、首選。合成碳?xì)浠衔锏臐櫥褪鞘筒牧现圃斓摹５?dnsh)有些具有獨特性能的合成油是用非石油基的油生產(chǎn)的，包括聚乙二醇、磷酸酯、聚硅酯等。潤滑脂主要有兩種成分，即基礎(chǔ)油和能通過毛細(xì)作用保持油箱的稠化劑。軸瓦結(jié)構(gòu)油孔油槽等自學(xué)。 注意周向油槽對承載能力的影響。共三十八頁液體動壓軸承(zhuchng)潤滑常采用潤滑油作潤滑劑。選擇潤滑油的原則如下：當(dāng)轉(zhuǎn)速高、壓力小時，應(yīng)選用粘度較低的油，這樣可以減小摩擦功耗；在重載或沖擊載荷工作條件(tiojin)下，應(yīng)選擇油性大、粘度較高的油。以形成穩(wěn)定的潤滑油膜，而在靜壓或動靜壓滑動軸承中，可選用粘度小的潤滑油；在表面粗糙或未經(jīng)跑合的表面，應(yīng)選擇粘度高的潤

10、滑油； 共三十八頁選擇(xunz)潤滑脂品種的原則1)當(dāng)壓力高及滑動速度比較低時，選擇針入度小一些的品種；反之，則選擇針入度大一些的品種。2)為了避免軸承(zhuchng)工作時潤滑脂過多的泄漏，潤滑脂的滴度應(yīng)高于軸承(zhuchng)工作溫度2030C。3)工作溫度高(低于120C)，應(yīng)采用鈉基脂；在有水、潮濕或低溫(低于0C)的條件下，應(yīng)采用鋰基脂。共三十八頁動壓油膜形成(xngchng)機理動壓油膜形成是從粘性流體力學(xué)的基本方程得到的。如圖所示，兩剛體平板被油膜隔開后，當(dāng)上(dn shn)板以速度v沿著x軸的方向移動時，下板靜止不動。 共三十八頁一維雷諾方程，即流體動壓潤滑滑動軸承的基本

11、方程。這個方程未考慮沿z軸方向的流動，故也被稱為無限(wxin)寬雷諾方程。一維雷諾方程揭示了油膜壓力沿x軸方向的分布規(guī)律，也揭示了油膜速度沿y軸方向的分布規(guī)律 共三十八頁形成(xngchng)液體動壓潤滑的必要條件兩相對運動(xin du yn dn)的表面間必須形成楔形間隙；兩表面必須具有一定的相對滑動速度，且移動表面的運動方向必須使?jié)櫥痛罂谶M(jìn)、小口出；潤滑油必須具有一定的粘度，且供油充分。共三十八頁油楔形成機理(j l)受徑向載荷F的軸頸靜止時，軸頸下方與軸瓦接觸，軸頸與軸瓦兩表面間形成楔形間隙(油楔) 當(dāng)軸頸開始轉(zhuǎn)動時，速度很低，軸瓦對軸頸的摩擦力迫使軸頸沿孔壁左移。當(dāng)軸頸加速后，帶

12、入軸承左邊(zu bian)楔形間隙內(nèi)的測量逐漸增大，楔形油膜隨之產(chǎn)生壓力，將軸頸托起并向右移動，直到承受同樣大小外載荷的平衡位置。這時，軸承處于軸頸穩(wěn)定運轉(zhuǎn)下的流體動壓潤滑狀態(tài)，軸頸的中心位置保持不變。 共三十八頁滾動軸承(gndngzhuchng)共三十八頁手錘裝軸承為了使拆卸工具的鉤頭能鉤住軸承的套圈，應(yīng)限制軸肩的高度。為了滿足其它方面的要求需要(xyo)有較高的軸肩或座肩高度而影響到軸承拆卸時，可在軸肩或軸承座肩上預(yù)先加工出拆卸槽。 共三十八頁壓入法裝配(zhungpi)軸承 共三十八頁共三十八頁內(nèi)圈與軸頸采用基孔制配合，軸承外圈與軸承座孔之間采用基軸制配合。 內(nèi)、外徑的公差帶均為單向

13、制，而且統(tǒng)一采用上偏差為零，下偏差為負(fù)值的分布(fnb)。軸承的內(nèi)圈配合為過盈配合。 當(dāng)工作載荷的方向不變時，不動套圈的配合應(yīng)比轉(zhuǎn)動套圈的配合松一些，以便使不動套圈的摩擦力作用下緩慢轉(zhuǎn)動，改變其受載位置，有利于提高軸承的壽命；游動套圈的配合應(yīng)松一些；轉(zhuǎn)速越高、載荷越大，振動越強烈時，選用的配合越緊。 共三十八頁軸承(zhuchng)的潤滑潤滑脂不易流失，承載能力大，便于密封(mfng)和維護，可用于載荷大而且不經(jīng)常拆卸的地方。潤滑脂的裝填量一般不超過軸承空間的1/3-1/2，裝脂過多，易于引起摩擦發(fā)熱，影響軸承的正常工作。油潤滑的潤滑和冷卻效果都比潤滑脂好，適用于速度較高的場合。當(dāng)滾動軸承采用

14、浸油潤滑或飛濺潤滑時，為了防止因攪油損失過大而使軸承過熱，其油面高度不應(yīng)超出位于最下方的滾動體的中心 根據(jù)潤滑劑的特點，轉(zhuǎn)速高時，滾動軸承一般采用油潤滑，低速時，宜用脂潤滑。特殊環(huán)境如高溫或真空條件下用固體潤滑。 共三十八頁脂潤滑(rnhu)稠度在規(guī)定的剪力下，測定潤滑脂結(jié)構(gòu)體系變形程度以表達(dá)體系的結(jié)構(gòu)性，即為稠度。是一個潤滑脂在所潤滑部位上的保持能力和密封性能及與潤滑脂的泵送能力和加注方式有關(guān)的重要性能指標(biāo)。溫度對其有巨大影響。溫度高，易流失。會蒸發(fā)、變質(zhì)和凝縮分油。低溫(dwn)性能低溫(dwn)應(yīng)當(dāng)能保持良好潤滑性能極壓性涂在金屬表面的脂膜，能承受來自軸向與徑向的負(fù)荷。脂膜具有的承受負(fù)荷

15、的特性就叫做潤滑脂的極壓性?？量虠l件下使用的潤滑脂，常添加有極壓劑，以增強極壓性。共三十八頁球軸承油粘度略低于滾子軸承所使用的油粘度。脂潤滑軸承在低速、工作溫度為65C以下可選用鈣基脂，較高溫度時選用鈉基脂或鈣鈉基脂；高速或載荷(zi h)工況復(fù)雜時可選擇鋰基脂；潮濕環(huán)境中可以選擇鋁基或鋇基脂，不宜再選擇遇水分解的鈉基脂。 滾動軸承(gndngzhuchng)的潤滑共三十八頁潤滑脂的主要性能指標(biāo)是錐入度和滴點。軸承的dn值大、載荷較小時(xiosh)，應(yīng)當(dāng)選用錐入度較大的潤滑脂；反之，應(yīng)當(dāng)選用錐入度較小的潤滑脂。此外，因為潤滑脂的工作溫度必須要低于潤滑脂的滴點，選用礦物潤滑脂，要將溫度控制低于

16、滴點10C20C；對于合成潤滑脂，則應(yīng)低20C30C。 共三十八頁油浴潤滑(rnhu)把軸承浸入潤滑油中，當(dāng)軸承靜止時，油面的高度不應(yīng)高于滾動軸承滾動體的中心。此法不宜用于高速，會有比較大的攪油損失，并引起油液和滾動軸承嚴(yán)重過熱。滴油潤滑(rnhu)適用于需要定量供應(yīng)潤滑油的軸承部件，滴油量應(yīng)當(dāng)合理控制。過多的油量會引起軸承溫度的增高。為使滴油順暢，使用的一般為15號全損耗系統(tǒng)用油，粘度較低。 共三十八頁飛濺(fijin)潤滑這是閉式齒輪傳動裝置中常用的潤滑方式，即利用齒輪轉(zhuǎn)動把潤滑油甩到四壁上，再通過適當(dāng)?shù)挠蜏蠈櫥鸵胼S承。這種潤滑方法的裝置和結(jié)構(gòu)形式較多，可以參考(cnko)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)

17、行設(shè)計。 共三十八頁噴油潤滑(rnhu)適用于高速、載荷(zi h)大、要求潤滑可靠的軸承。用軸承將潤滑油增壓通過油管或機體上特制的油孔，經(jīng)噴嘴將油噴入軸承中實現(xiàn)潤滑；流過軸承后的潤滑油，在過濾冷卻后再循環(huán)使用。這類潤滑方法必須保證油進(jìn)入調(diào)整轉(zhuǎn)動的軸承，噴嘴要對準(zhǔn)內(nèi)圈和保持架之間的間隙。 共三十八頁油霧潤滑(rnhu) 當(dāng)軸承滾動體的線速度很高時(如dn值大于6105mmr/min)時，常用油霧潤滑，以避免其它潤滑方法供油過多，油的內(nèi)摩擦增大而增高軸承的工作溫度。潤滑油在油霧發(fā)生器中變成油霧，溫度比液體潤滑方法的油溫低，對于軸承的冷卻更加有利。但潤滑軸承的油霧會隨空氣飄散，進(jìn)而(jn r)污染環(huán)境，故在必要時要采用油氣分離器來收集油霧 共三十八頁固體(gt)潤滑固體潤滑時可采用粘接劑把固體潤滑劑粘接在滾道和保持架上，也可以(ky)把固體潤滑劑加入工程塑料或粉末冶金材料中，制成有自潤滑性能的軸承零件。常用的固體潤滑劑有二硫化鉬(MoS2)、石墨和聚四氟乙烯(PTEF)等。 共三十八頁內(nèi)容摘要滑動軸承及軸承安裝與潤滑。本章重點：液體動壓滑動軸承，動壓形成機理