New第12章滑動(dòng)軸承課件

第12章滑動(dòng)軸承1、了解徑向滑動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)及其應(yīng)用；

2、了解常用軸瓦材料、軸瓦結(jié)構(gòu)、滑動(dòng)軸承采用的潤滑劑與潤滑裝置；3、掌握非液體潤滑軸承的失效形式、設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則；

4、掌握流體動(dòng)壓潤滑的基本方程——一維雷諾方程、油楔承載機(jī)理及條件、熱平衡的計(jì)算；

5、熟悉液體動(dòng)壓潤滑徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算要點(diǎn)、工作過程，壓力曲線及需要哪些計(jì)算?；疽螅?軸承的功用：用來支承軸及軸上零件。滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣用于高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場(chǎng)合?！?2-1滑動(dòng)軸承概述

1．能承擔(dān)一定的載荷，具有一定的強(qiáng)度和剛度。2．具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。3．具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉(zhuǎn)精度。一、軸承的基本要求二、軸承的分類分類按摩擦性質(zhì)分按受載方向分按潤滑狀態(tài)分向心推力(徑向止推)軸承向心(徑向)軸承推力(止推)軸承不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承液體潤滑滑動(dòng)軸承2三、滑動(dòng)軸承的應(yīng)用領(lǐng)域1.工作轉(zhuǎn)速特高的軸承，如汽輪發(fā)電機(jī)；2.要求對(duì)軸的支承位置特別精確的軸承，如精密磨床；3.特重型的軸承，如水輪發(fā)電機(jī)；4.承受巨大沖擊和振動(dòng)載荷的軸承，如破碎機(jī)；5.根據(jù)裝配要求必須做成剖分式的軸承，如曲軸軸承；6.在特殊條件下（如水中、或腐蝕介質(zhì)）工作的軸承，如艦艇螺旋槳推進(jìn)器的軸承；7.軸承處徑向尺寸受到限制時(shí)，可采用滑動(dòng)軸承。如多輥軋鋼機(jī)。

四、滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)內(nèi)容軸承的型式和結(jié)構(gòu)選擇；軸瓦的結(jié)構(gòu)和材料選擇；軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，潤滑劑及其供應(yīng)量的確定；軸承工作能力及熱平衡計(jì)算。3一、向心滑動(dòng)軸承組成：軸承座、軸套或軸瓦等?！?2-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式油杯孔軸承1)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。2)因磨損而造成的間隙無法調(diào)整。3)只能從沿軸向裝入或拆卸。1)整體式向心滑動(dòng)軸承軸承座特點(diǎn)：軸套應(yīng)用場(chǎng)合：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器。45將軸承座和軸瓦分半制造，兩部分用雙頭螺柱連接。剖分式向心滑動(dòng)軸承螺紋孔軸承座軸承蓋雙頭螺柱剖分軸瓦2)剖分式向心滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以調(diào)整因磨損而造成的間隙，安裝方便。榫口應(yīng)用：比較廣泛。6745?寬徑比B/d----軸瓦寬度與軸徑直徑之比。液體潤滑摩擦的滑動(dòng)軸承:B/d=0.5~1非液體潤滑摩擦的滑動(dòng)軸承:B/d=0.8~1.5軸承中剖分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。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。Bd83)調(diào)心式向心滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：軸瓦能自動(dòng)調(diào)整位置，以適應(yīng)軸的偏斜。注：調(diào)心式軸承必須成對(duì)使用。當(dāng)軸傾斜時(shí)，可保證軸頸與軸承配合表面接觸良好，從而避免產(chǎn)生偏載。應(yīng)用：主要用于軸的剛度較小，軸承寬度較大的場(chǎng)合。9作用：用來承受軸向載荷二、推力滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式：21F1F2F21F21空心式---軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件比實(shí)心式要好。單環(huán)式---利用軸頸的環(huán)形端面止推，結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、輕載的場(chǎng)合。多環(huán)式---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。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50%。

10結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形塊。其數(shù)量一般為6~12。---傾角固定，頂部預(yù)留平臺(tái)，類型固定式可傾式---傾角隨載荷、轉(zhuǎn)速自行調(diào)整，性能好。

FF巴氏合金繞此邊線自行傾斜F11§12-3滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料一、滑動(dòng)軸承常見失效形式磨粒磨損----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。刮傷----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。膠合----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，造成軸承損傷。疲勞剝落----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。腐蝕----潤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。12微動(dòng)磨損----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。其它失效形式:氣蝕---氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；流體侵蝕---流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損；電侵蝕---電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損；軸瓦失效實(shí)例:軸瓦磨損表面劃傷疲勞點(diǎn)蝕13汽車用滑動(dòng)軸承故障原因的平均比率其它氣蝕制造精度低腐蝕故障原因6.08.115.911.138.3比率／％6.72.85.55.6比率／％超載對(duì)中不良安裝誤差潤滑油不足不干凈故障原因二、滑動(dòng)軸承的材料(一)軸承材料性能的要求1)減摩性----材料副具有較低的摩擦系數(shù)。2)耐磨性----材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。3)抗膠合----材料的耐熱性與抗粘附性。4)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)表面初始配合不良的能力。14工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種不同的金屬組合在一起，性能上取長補(bǔ)短。軸承襯此外還應(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。6)磨合性----軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力。5)嵌入性----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。15滑動(dòng)軸承材料金屬材料非金屬材料軸承合金銅合金鋁基軸承合金鑄鐵多孔質(zhì)金屬材料工程塑料碳—石墨橡膠木材(二)常用軸承材料161)軸承合金（白合金、巴氏合金）是錫、鉛、銻、銅等金屬的合金，錫或鉛為基體。優(yōu)點(diǎn)：f小，嵌入性與摩擦順應(yīng)性最好，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。缺點(diǎn)：價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)度低；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：t<120℃應(yīng)用：中高速、重載場(chǎng)合172）銅合金優(yōu)點(diǎn)：青銅強(qiáng)度高、承載能力大，有較好的減磨性、耐磨性和導(dǎo)熱性。工作溫度250℃。缺點(diǎn)：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。青銅可單獨(dú)制成軸瓦，也可作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上。鋁青銅：強(qiáng)度、硬度高，抗粘附能力差鉛青銅：抗粘附能力強(qiáng)錫青銅：減磨性、耐磨性最好；磨合性、嵌入性差→中速重載→高速重載→低速重載3）鋁基軸承合金有相當(dāng)好的耐腐蝕性和較高的疲勞強(qiáng)度，摩擦性能也較好。在部分領(lǐng)域取代了較貴的軸承合金與青銅。18鑄鐵：普通灰鑄鐵、耐磨灰鑄鐵、球墨鑄鐵。石墨：減磨性、耐磨性好；性脆，磨合性差，用于低速輕載、不受沖擊載荷場(chǎng)合。含油軸承：用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲(chǔ)潤滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱?chǎng)合。5)多孔質(zhì)金屬材料橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場(chǎng)合。工程塑料：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)溶液等潤滑的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：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。6)非金屬材料碳--石墨：是電機(jī)電刷常用材料，有自潤滑性，用于不良環(huán)境中。木材：具有多孔結(jié)構(gòu)，可在灰塵極多的環(huán)境中使用。19常用軸瓦及軸承襯材料的性能20常用軸瓦及軸承襯材料的性能21§12-4滑動(dòng)軸承軸瓦結(jié)構(gòu)

一、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)整體式對(duì)開式需從軸端安裝和拆卸，可修復(fù)性差?？梢灾苯訌妮S的中部安裝和拆卸，可修復(fù)。按構(gòu)造分類按加工分類按尺寸分類按材料分類軸瓦的類型整體軸套對(duì)開式軸瓦

22§12-4滑動(dòng)軸承軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)按構(gòu)造分類按加工分類按尺寸分類按材料分類軸瓦的類型厚壁薄壁薄壁軸瓦厚壁軸瓦整體式對(duì)開式軋制，節(jié)省材料，但剛度不足，故對(duì)軸瓦、軸承座孔的加工精度要求高。鑄造，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，可降低對(duì)軸承座孔的加工精度要求。23§12-4滑動(dòng)軸承軸瓦結(jié)構(gòu)

一、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)按構(gòu)造分類按加工分類按尺寸分類按材料分類軸瓦的類型單材料多材料單一材料兩種材料強(qiáng)度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。軸瓦襯強(qiáng)度不足，故采用多材料制作軸瓦。厚壁薄壁整體式對(duì)開式24§12-4滑動(dòng)軸承軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)按構(gòu)造分類按加工分類按尺寸分類按材料分類軸瓦的類型鑄造軸瓦卷制軸套鑄造軋制鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚壁軸瓦。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產(chǎn)率。單材料多材料厚壁薄壁整體式對(duì)開式25----將軸瓦一端或兩端做凸緣。凸緣定位二、軸瓦的定位方法軸向定位凸耳(定位唇)定位凸耳凸緣目的：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)。26緊定螺釘周向定位銷釘三、軸瓦的油孔和油槽作用：把潤滑油導(dǎo)入軸頸和軸承所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副表面。進(jìn)油孔油槽F27開孔原則：形式：按油槽走向分——沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等。F2)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?)盡量開在非承載區(qū)，不要降低或少降低承載區(qū)油膜的承載力；雙軸向油槽開在軸承剖分面上δδ單軸向油槽在最大油膜厚度處φa282930§12-5滑動(dòng)軸承潤滑劑的選擇一、概述作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。分類液體潤滑劑----潤滑油半固體潤滑劑----潤滑脂固體潤滑劑二、潤滑脂及其選擇

特點(diǎn)：稠度大不易流失,可在滑動(dòng)表面形成一層薄膜，密封簡單,不需經(jīng)常添加,但摩擦損耗大,故高速不宜用。適用場(chǎng)合：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。31１．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。三、選擇原則：２．所用潤滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約20～30℃，以免工作時(shí)潤滑脂過多地流失。３．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。

(1)鈣基潤滑脂:有較好的耐水性,但不耐熱(使用溫度不超60℃)；(2)鈉基潤滑脂:耐熱性較好(使用溫度可達(dá)115~145℃),但抗水差；(3)鋁基潤滑脂:具有良好的抗水性；(4)鋰基潤滑脂:性能良好,既耐水又耐熱,在-20~150℃范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。32滑動(dòng)軸承潤滑脂的選擇

33但p<10Mpa時(shí)可忽略。0.080.070.060.050.040.030.020.0130405060708090℃η潤滑油的特性：1）溫度t↑2）壓力p

↑選用原則：1)載荷大、轉(zhuǎn)速低的軸承，宜選用粘度大的油；2)載荷小、轉(zhuǎn)速高的軸承，宜選用粘度小的油；→η↓ →η↑ 粘--溫圖L-TSA32L-TSA32L-TSA32L-TSA32四、潤滑油及其選擇3)高溫時(shí)，粘度應(yīng)高一些；低溫時(shí)，粘度可低一些。34滑動(dòng)軸承潤滑油的選擇

<0.1L-AN68、110、150<0.1L-AN1500.1~0.3L-AN68、1100.1~0.3L-AN100、1500.3~2.5L-AN46、680.3~0.6L-AN1002.5~5L-AN32、460.3~1.2L-AN68、1005~9.0L-AN15、22、321.2~2.0L-AN68>9.0L-AN7、10、15軸徑圓周速度平均壓力軸徑圓周速度平均壓力m/sp<3Mpam/sp<(3~7.5)Mpa注：1）表中潤滑油是以40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度為基礎(chǔ)的牌號(hào)2）不完全液體潤滑，工作溫度<60℃

35聚氟乙烯樹脂適用場(chǎng)合：用于潤滑油不能勝任工作的場(chǎng)合，如高溫、低速重載、有環(huán)境清潔要求。石墨二流化鉬（MoS2）---性能穩(wěn)定、t>350℃才開始氧化，可在水中工作。-----摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣(-60~300℃)，但遇水性能下降。-----摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。使用方式：1.調(diào)和在潤滑油中；2.涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；3.混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型。五、固體潤滑劑及其選擇特點(diǎn)：可在滑動(dòng)表面形成固體膜。36

在選定潤滑劑之后,還要選用恰當(dāng)?shù)臐櫥绞??；瑒?dòng)軸承的潤滑方式可按下式求得的k值選?。菏街?p為軸頸的平均壓強(qiáng),單位為MPa；v為軸頸的平均圓周速度,單位為m/s。六、潤滑方式37當(dāng)k≤2時(shí),若采用潤滑脂潤滑,則用旋蓋式油杯手工加油,若采用潤滑油潤滑,則用壓注油杯或旋套式注油油杯進(jìn)行定期加油。

旋蓋式油杯

壓注油杯

旋套式注油油杯38當(dāng)k＞2~16時(shí),用針閥式注油油杯或油芯式油杯進(jìn)行滴油潤滑

針閥式注油油杯

油芯式油杯

39當(dāng)k＞16~32時(shí),用油環(huán)帶油方式,或采用飛濺、壓力循環(huán)等連續(xù)供油方式進(jìn)行潤滑。

油環(huán)潤滑

40當(dāng)k＞32時(shí),則必須采用壓力循環(huán)的供油方式進(jìn)行潤滑41§12-6不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一、失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則工作狀態(tài)：因采用潤滑脂、油繩或滴油潤滑，使軸承得不到足夠的潤滑劑，無法形成完全的承載油膜，工作狀態(tài)為邊界潤滑或混合摩擦潤滑。失效形式：邊界油膜破裂。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證邊界膜不破裂。校核內(nèi)容：２．驗(yàn)算摩擦發(fā)熱pv≤[pv]；不致過渡發(fā)熱產(chǎn)生膠合；３．驗(yàn)算滑動(dòng)速度v≤[v]。避免速度過高，產(chǎn)生局部磨損。１．驗(yàn)算平均壓力p≤[p]；以保證潤滑油不被擠出；42二、徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：外加徑向載荷F(N)、軸頸轉(zhuǎn)速n(r/mm)及軸頸直徑d(mm)Fdn

1）根據(jù)工作條件和使用要求，確定軸承的結(jié)構(gòu)型式，并選定軸瓦材料。2）確定軸承的寬度B。一般按寬徑比B/d及d來確定B。B/d越大，軸承的承載能力越大，油不易從兩端流出，但散熱性差，油溫升高；B/d越小，則兩端泄漏量大，摩擦功耗小，軸承溫升小，但承載能力小。通常取B/d＝0.8～1.5。若必須要求B/d>1.5～1.75時(shí)，應(yīng)改善潤滑條件，并采用自動(dòng)調(diào)心軸承43機(jī)器種類軸承B/d機(jī)器種類軸承B/d汽車及航空發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸主軸承0.75～1.75空氣壓縮機(jī)及往復(fù)式泵主軸承1.0～2.0連桿軸承0.75～1.75連桿軸承1.0～1.25活塞銷1.5～2.2活塞銷1.2～1.5柴油機(jī)曲軸主軸承0.6～2.0電機(jī)主軸承0.6～1.5

連桿軸承0.6～1.5機(jī)床主軸承0.8～1.2

活塞銷1.5～2.0沖、剪床主軸承1.0～2.0鐵路車輛輪軸支撐0.8～2.0起重設(shè)備

1.5～2.0汽輪機(jī)主軸承0.4～1.2齒輪減速器

1.0～2.0常用機(jī)械推薦值44驗(yàn)算及設(shè)計(jì)：１.驗(yàn)算軸承的平均壓力p２.驗(yàn)算摩擦熱v—軸頸圓周速度，m/s；B----軸瓦寬度，[p]----許用壓強(qiáng)。p=≤[p]FBdFdn

[pv]—軸承材料的許用值。pv=·

FBdπdn60×1000≤[pv]n—軸速度，m/s；3.驗(yàn)算滑動(dòng)速度V

[v]—材料的許用滑動(dòng)速度v≤[v]45常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號(hào)鑄錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄錫青銅ZCuSn10P1鑄錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3[p]Mpa[pv]Mpa.m/s平穩(wěn)沖擊25202015HBS金屬型砂型最高工作溫度℃軸徑硬度150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC15015028028028027309080656011010015158151015151246常用軸瓦及軸承襯材料的性能47４．選擇配合軸承孔與軸頸的配合一般可選:H9/d9或H8/f7、H7/f6

精度等級(jí)配合符號(hào)使用情況2H7/g6磨床和車床分度頭軸承2H7/f6銑床、鉆床和車床的軸承，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的主軸承及連桿軸承，齒輪減速器及蝸桿減速器軸承2H8/f7汽輪發(fā)電機(jī)軸、內(nèi)燃機(jī)凸輪軸、高速轉(zhuǎn)軸、刀架絲杠、機(jī)車多支點(diǎn)軸承等的軸承4H9/d9電機(jī)、離心泵、風(fēng)扇及惰齒輪軸的軸承，蒸汽機(jī)與內(nèi)燃機(jī)曲軸的主軸承及連桿軸承6H11/d11農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的軸承6H11/b11農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的軸承48二、止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算≤[p]考慮承載的不均勻性，[p]、[pv]應(yīng)降低50%。

Fd1d2Fd1d2已知條件：外加徑向載荷F(N)、軸頸轉(zhuǎn)速n(r/mm)1)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；2)驗(yàn)算平均壓力；3)驗(yàn)算pv值

z--軸環(huán)數(shù)49止推滑動(dòng)軸承的[p]、[pv]未淬火鋼青銅4.0~5.01~2.5鑄鐵2.0~2.5[p][pv]軸承合金5.0~6.0淬火鋼軸承合金8.0~9.01~2.5青銅7.5~8.0淬火鋼12~15Mpa.m/sMpa軸環(huán)端面、凸緣軸承50FFFFvF

v

vvh1aah2ccvvh0bbF一、動(dòng)壓潤滑的形成原理和條件兩平形板之間不能形成壓力油膜！動(dòng)壓油膜----因運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的壓力油膜?！?2-7液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算51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；2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤滑油或其它液體；3.兩工件表面必須有相對(duì)滑動(dòng)速度。其運(yùn)動(dòng)方向必須保證潤滑油從大截面流進(jìn)，從小截面出來。52二、流體動(dòng)力潤滑基本方程的建立為了得到簡化形式的流體動(dòng)力平衡方程（Navier－Stokes方程），作如下假設(shè)：▲流體的流動(dòng)是層流;▲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；▲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)。BV▲流體滿足牛頓定律，即xAyz▲

z向無限長，潤滑油在z向沒有流動(dòng)；53取微單元進(jìn)行受力分析:τp整理后得：又有：得：對(duì)y積分得：邊界條件：當(dāng)y=0時(shí)，u=vC2=v當(dāng)y=h時(shí)，u=0代入得：BAxzyV54vvFaaccxzy無側(cè)泄，任意截面內(nèi)的流量：b-b截面內(nèi)的流量：---一維雷諾方程由上式可得壓力分布曲線:p=f(x)在b-b處：h=h0，p=pmaxb-b處速度梯度呈線性分布，其余位置呈非線性分布。pmaxxph0bb得：55▲

軸承的孔徑D和軸頸的直徑d名義尺寸相等；直徑間隙Δ是公差形成的?！S頸上作用的液體壓力與F相平衡，在與F垂直的方向，合力為零。▲軸頸最終的平衡位置可用φa和偏心距e來表示。▲軸承工作能力取決于hlim，它與η、ω、Δ和F等有關(guān)，應(yīng)保證hlim≥[h]。F∑Fy=F∑Fx≠0∑Fy=F∑Fx=0徑向滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜的形成過程：靜止→爬升→將軸起抬→質(zhì)心左移→穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)e----偏心距eφahlim56三、徑向滑動(dòng)軸承的幾何關(guān)系和承載量系數(shù)最小油膜厚度：

hmin=δ－e＝

rψ(1-χ)

定義:χ＝e/δ為偏心率直徑間隙：Δ＝D－d半徑間隙：δ＝R－r＝Δ/2定義連心線OO1為極坐標(biāo)的極軸：相對(duì)間隙：ψ

＝δ/r＝Δ/d

hlimeφah0設(shè)軸承孔與軸頸直徑為：D，d，偏心距:e偏位角：φa在三角形中有：R2

＝e2+（r+h)2–2e(r+h)cosφ

hDd57略去二次微量，并取根號(hào)為正號(hào)，得：任意位置油膜厚度：壓力最大處的油膜厚度：φ0為壓力最大處的極角。將一維雷諾方程：改寫成極坐標(biāo)的形式將代入上式得：最小油膜厚度：58積分可得軸承單位寬度上的油膜承載力：在外載荷方向的分量：理論上只要將py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漏出來，考慮這一影響時(shí)，壓力沿軸向呈拋物線分布。積分得：59油膜壓力沿軸向的分布：理論分布曲線----水平直線，各處壓力一樣；實(shí)際分布曲線----拋物線且曲線形狀與軸承的寬徑比B/d有關(guān)。FdD

B

B

FdDB/d=1/4FdDB/d=1/3FdDB/d=1/2FdDB/d=1FdD……B/d=∞

60距軸承中線Z處的油膜壓力表達(dá)式為：py為無限寬度軸承沿軸向單位寬度上的油膜壓力；C′為取決于寬徑比和偏心率的系數(shù);對(duì)于有限寬度軸承，油膜的總承載能力為

式中Cp為承載量系數(shù)，計(jì)算很困難，工程上可查表確定。dDFyz

B

或61有限寬度滑動(dòng)軸承的承載量系數(shù)Cp62四、最小油膜厚度動(dòng)力潤滑軸承的設(shè)計(jì)應(yīng)保證：hmin≥[h]其中：[h]=S(Rz1+Rz2)S——安全系數(shù)，常取S≥2。一般軸承可取為3.2μm和6.3μm，或1.6μm和3.2μm。重要軸承可取為0.8μm和1.6μm，或0.2μm和0.4μm。Rz1、Rz2——分別為軸頸和軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度。63五、軸承的熱平衡計(jì)算熱平衡方程：產(chǎn)生的熱量=散失的熱量

Q=Q1+Q2

其中，摩擦熱：Q=fFvW式中:q----潤滑油流量m3/s；ρ----滑油密度kg/m3；c

----潤滑油的比熱容，J/(kg.℃)；to

----油出口溫度℃；ti----油入口溫度℃；αS----表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)W/(m2.℃)。油帶走的熱：Q1=qρc(to-ti)W軸承散發(fā)的熱：Q2=αSπdB(to-ti)W64溫升公式：

其中----潤滑油流量系數(shù)；

0.30.40.50.60.70.80.9χ

0.240.220.200.180.160.140.120.100.080.060.04qψvBd－=0.4Bd1.32.01.51.00.80.70.60.50.965摩擦系數(shù)：系數(shù)ξ與寬徑比有關(guān)，若B/d<1，則ξ=(d/B)1.5

若B/d≥1，則ξ=1由于軸承內(nèi)部各處溫度不一樣，計(jì)算時(shí)采用平均溫度:為了保證軸承能正常，其平均溫度:tm≤70~80℃

設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使進(jìn)油溫度:ti=tm-?t/2=35~40℃

當(dāng)ti>35~40℃時(shí)，表明軸承承載能力有冗余，可采取如下措施：

▲增大表面粗糙度，以降低成本；▲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。66當(dāng)ti

＜35~40℃時(shí)，表明軸承的承載能力不足，可采取如下措施：▲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)增大軸承間隙；▲提高軸和軸承的加工精度。油泵冷卻器冷卻水風(fēng)冷▲增加冷卻裝置：加風(fēng)扇、冷卻水管、循環(huán)油冷卻；67六、軸承參數(shù)的選擇取值范圍：B/d=0.3~1.5

影響效果：B/d小，有利于提高穩(wěn)定性，增大端排泄量以降低溫度；B/d大，增大軸承的承載能力。0.6~1.5----電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、離心機(jī)、齒輪變速器;1、寬徑比B/d

應(yīng)用:B/d=

0.3~1.0----汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī);0.8~1.2----機(jī)車、拖拉機(jī);0.6~0.9----軋鋼機(jī)。2、相對(duì)間隙ψ

影響因素：載荷和速度，軸徑尺寸，寬度/直徑，調(diào)心能力，加工精度。68選取原則：1）速度高，ψ取大值；載荷大，ψ取小值；2）直徑大，寬徑比小，調(diào)心性能好，加工精度高，

ψ取小值；反之，ψ取大值。應(yīng)用:ψ=

0.001~0.0002----汽輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、齒輪變速器;0.0002~0.0015----軋鋼機(jī)鐵路機(jī)車輛；0.0002~0.00125----機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)。0.0002~0.00125----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：693、潤滑油粘度η

▲η對(duì)承載能力，功耗、溫升都有影響；▲根據(jù)平均溫度：tm=(ti+to)/2決定潤滑油粘度；▲設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)，tm=50~75℃，計(jì)算所得應(yīng)在：ti=35~40℃；▲初始計(jì)算時(shí)，動(dòng)力粘度可?。哼\(yùn)動(dòng)粘度：70七、液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)過程１．已知條件：外加徑向載荷F(N)，軸頸轉(zhuǎn)速n(r/min)及軸頸直徑d(mm)。２．設(shè)計(jì)及驗(yàn)算①保證在平均油溫tm下hmin≥[h]a)選擇軸承材料，驗(yàn)算p、v、pv。b)選擇軸承參數(shù)，如軸承寬度(B)、相對(duì)間隙(ψ)和潤滑油(