武漢理工機(jī)械設(shè)計(jì)第14章 滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)

第十四章滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)§14-1

滑動(dòng)軸承的類型、結(jié)構(gòu)和材料§14-2非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)軸承分類滑動(dòng)軸承滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)軸承滾動(dòng)摩擦，摩擦損失小。滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承本章的主要內(nèi)容1．滑動(dòng)軸承的類型、結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。2．軸瓦的結(jié)構(gòu)、材料和潤(rùn)滑方式。3．非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)。本章重點(diǎn)：非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)§14-1

滑動(dòng)軸承的類型、結(jié)構(gòu)和材料一.滑動(dòng)軸承的類型滑動(dòng)軸承按其承受載荷方向的不同，可分為向心滑動(dòng)軸承，又稱徑向滑動(dòng)軸承（承受徑向載荷）推力滑動(dòng)軸承（承受軸向載荷）向心滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承FRFA完全液體摩擦邊界摩擦干摩擦潤(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摩擦表面間沒(méi)有任何物質(zhì)的摩擦邊界摩擦常與半液體摩擦、半干摩擦并存，通稱非液體摩擦按工作表面的摩擦狀態(tài)不同，可分為二向心滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)型式

一）整體式向心滑動(dòng)軸承——由軸承座1和整體軸套2組成。軸承座上面有安裝潤(rùn)滑油杯的螺紋孔。在軸瓦上有油孔，為了便潤(rùn)滑油能均勻分布在整個(gè)軸頸上，在軸瓦的內(nèi)表面上開(kāi)有油溝。

整體軸套2軸承座1剖分式滑動(dòng)軸承由軸承座1、軸承蓋2、剖分軸瓦3、4和聯(lián)接螺栓5組成。軸承蓋上制有螺紋孔，以便安裝油杯或油管。剖分軸瓦由上、下軸瓦組成，通常下軸瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷；上軸瓦頂部開(kāi)有油孔，以便進(jìn)入潤(rùn)滑油。

二）剖分式滑動(dòng)軸承三）自動(dòng)調(diào)心軸承由外表面制有凸球面的軸瓦，內(nèi)表面上制有凹球面的軸承座及軸承蓋組成。軸承蓋軸承座軸瓦d推力滑動(dòng)軸承又稱止推滑動(dòng)軸承，推力滑動(dòng)軸承由軸承座和止推軸頸組成。推力滑動(dòng)軸承常用的結(jié)構(gòu)型式有空心式、單環(huán)和多環(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、廣泛應(yīng)用于低速、輕載的場(chǎng)合。多環(huán)式不僅能承受較大的向載荷，有時(shí)還可以承受雙向軸向載荷。

三.推力滑動(dòng)軸承單環(huán)式推力軸頸止推軸瓦止推軸頸多環(huán)式推力軸頸四軸瓦結(jié)構(gòu)及材料軸瓦結(jié)構(gòu)整體式軸瓦剖分式軸瓦軸瓦軸承襯油溝軸瓦材料對(duì)軸瓦材料的基本要求是：

(1)足夠的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度；

(2)低摩擦系數(shù)，良好的耐磨性，抗膠合性，跑合性，嵌藏性和順應(yīng)性；

(3)熱膨脹系數(shù)小，良好的導(dǎo)熱性和潤(rùn)滑性能以及耐腐蝕性；

(4)良好的工藝性。

又稱巴氏合金或白合金，其金相組織是在錫或鉛的軟基體中夾著銻、銅和鹼土金屬等硬合金顆粒。它的減摩性能最好，很容易和軸頸飽合。具有良好的抗膠合性和耐腐蝕性，但它的彈性模量和彈性極限都很低，機(jī)械強(qiáng)度比青銅、鑄鐵等低很多，一般只用作軸承襯的材料，錫基合金的熱膨脹性質(zhì)比鋁基合金好，更適用于高速軸承。軸承合金雙金屬軸承銅合金

有錫青銅、鋁青銅和鉛青銅三種。青銅有很好的疲勞強(qiáng)度，耐容性和減摩性均很好，工作溫度高。但可塑性差，不易跑合，與之相配的軸頸必須淬硬。適用于中速重載，低速重載的軸承。青銅基軸承粉末冶金

將不同的金屬粉末經(jīng)壓制燒結(jié)而成的多孔結(jié)構(gòu)材料，稱為粉末冶金材料，其孔隙約占體積的１０－３５％，可貯存潤(rùn)滑油，故又稱為含油軸承。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦溫度升高，因油的膨脹系數(shù)比金屬大，從而自動(dòng)進(jìn)入摩擦表面潤(rùn)滑軸承。停車時(shí)，因毛細(xì)管作用潤(rùn)滑油又被吸回孔隙中。含油軸承加一次油便可工作較長(zhǎng)時(shí)間，若能定期加油，則效果更好。但由于它韌性差，宜用于載荷平穩(wěn)、低速和加油不方便的場(chǎng)合。鑄鐵

用作中低速不重要的軸承。鑄鐵鑲嵌軸承

鋼銅鑲嵌軸承

工程塑料軸承油孔、油槽和油室

磨損——非液體摩擦滑動(dòng)軸承工作表面,在工作時(shí)有局部金屬接觸,會(huì)產(chǎn)生不同程度的摩擦和磨損，導(dǎo)致軸承配合間隙增大,影響軸的旋轉(zhuǎn)精度,從而使軸承不能正常工作。§14-2非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)一、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一）失效形式膠合——當(dāng)載荷過(guò)大而導(dǎo)致油膜破裂時(shí)；或在潤(rùn)滑油供應(yīng)不足條件下，軸承溫升過(guò)高，軸頸和軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面材料發(fā)生粘附和遷移，從而出現(xiàn)膠合。限制軸承平均壓力p——以免產(chǎn)生過(guò)度的磨損；限制pv值——以防止過(guò)熱產(chǎn)生膠合；限制滑動(dòng)速度V——以免加速磨損而使軸承報(bào)廢。二）計(jì)算準(zhǔn)則設(shè)計(jì)方法及步驟：1．根據(jù)工作要求選擇軸承結(jié)構(gòu)形式：整體式還是剖分式2．選擇軸瓦材料3．選擇軸承的長(zhǎng)徑比l/d二、非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一）向心軸承設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的已知條件：軸頸直徑ｄ（由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定），軸的轉(zhuǎn)速ｎ（r/min),徑向載荷FR(N),使用條件.4．驗(yàn)算軸承的工作能力1）驗(yàn)算平均壓力p——目的是保證潤(rùn)滑油不被過(guò)大的壓力擠出，從而避免軸瓦產(chǎn)生過(guò)度的磨損式中F——軸承的徑向載荷，N；

B——軸瓦長(zhǎng)度，mm；

d——軸頸直徑，mm；[p]——軸瓦材料的許用壓力MPa,其值見(jiàn)表14-2

2）驗(yàn)算軸承的pv值——目的是限制軸承的摩擦功耗與溫升，避免引起邊界油膜破裂，產(chǎn)生膠合式中n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min；[pv]——軸瓦材料的許用值，N/mm2·m/s,其值見(jiàn)P320表14-2Bd3）驗(yàn)算滑動(dòng)速度v對(duì)于p和pv的驗(yàn)算均合格的軸承，由于滑動(dòng)速度過(guò)高，也會(huì)加速磨損而使軸承報(bào)廢。這是因?yàn)閜只是平均壓力，實(shí)際上，在軸發(fā)生彎曲或不同心等引起的一系列誤差及振動(dòng)的影響下，軸承邊緣可能產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，因而局部區(qū)域的pv值還會(huì)超過(guò)許用值。因此必須驗(yàn)算滑動(dòng)速度V滿足式中[v]——許用滑動(dòng)速度，其值見(jiàn)P320表14-2。5.選擇軸頸與軸瓦之間的配合dd'??根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速n