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文檔簡介
滑動軸承滑動軸承是一種工作在滑動摩擦狀態(tài)下的軸承,其基本結(jié)構(gòu)包括軸瓦和軸頸?;瑒虞S承主要用于滾動軸承難以滿足工作要求的場合,如高轉(zhuǎn)速、長壽命、低摩擦阻力、承受大的沖擊載荷、低噪聲和無污染等場合。基本要求重點難點主要內(nèi)容滑動軸承滑動軸承是一種工作在滑動摩擦狀態(tài)下的軸承,其基本結(jié)構(gòu)1滑動軸承基本要求:1.掌握液體潤滑工作原理2.掌握動態(tài)雷諾方程及其求解結(jié)果分析3.掌握軸承參數(shù)對軸承靜動特性的影響4.理解滑動軸承結(jié)構(gòu)5.理解軸承設(shè)計步驟6.了解軸承潤滑材料7.了解滑動軸承材料返回滑動軸承基本要求:返回2
重點難點
滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)動壓軸承基本原理油膜壓力分布模擬油膜形成過程模擬返回重點難點返回317.1概述17.2徑向滑動軸承的主要類型17.3滑動軸承材料17.4軸瓦結(jié)構(gòu)17.5軸承潤滑材料17.6潤滑方法17.7滑動軸承的條件性計算17.8液體動力潤滑的基本方程式返回17.1概述返回4滑動軸承
一、滑動軸承類型
徑向軸承(向心軸承)(受Fr)止推軸承(推力軸承)(受Fa)
按承載:按潤滑狀態(tài):流體潤滑軸承、非流體潤滑軸承、無潤滑軸承
二、滑動軸承的特點
三、應(yīng)用滑動軸承概述返回滑動軸承一、滑動軸承類型徑向軸承(向心軸承)(受Fr)按5一、整體式徑向滑動軸承
特點:1)結(jié)構(gòu)簡單、成本低2)軸套磨損后,間隙無法調(diào)整3)裝拆不便(只能從軸端裝拆)適于低速、輕載或間隙工作的機器。如圖,由軸承座、整體軸套、油孔等組成徑向滑動軸承的主要類型動畫演示一、整體式徑向滑動軸承特點:1)結(jié)構(gòu)簡單、成本低如圖,由軸6二、剖分式徑向滑動軸承
三、調(diào)隙式徑向滑動軸承
圖例動畫演示返回特點:軸瓦外表面作成球面形狀,與軸承蓋及軸承座的球狀內(nèi)表面相配合,軸瓦可以自動調(diào)位以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時所產(chǎn)生的偏斜二、剖分式徑向滑動軸承三、調(diào)隙式徑向滑動軸承圖例動畫演示7滑動軸承的材料
主要失效形式:磨損和膠合、疲勞破壞
1、對軸承材料的要求
2、常用材料
金屬材料:
1)鑄鐵
2)軸承合金
3)銅合金
4)鋁基合金
5)多孔質(zhì)金屬材料(粉末冶金)
非金屬材料——塑料、橡膠
滑動軸承的材料返回滑動軸承的材料主要失效形式:磨損和膠合、疲勞破壞1、對軸8軸瓦結(jié)構(gòu)
1、軸瓦的形式與結(jié)構(gòu)
剖分式軸瓦2、油孔、油槽和油室
整體式軸瓦
油孔、油槽開設(shè)原則
:1、潤滑油應(yīng)從油膜壓力最小處輸入軸承
2、油槽(溝)開在非承載區(qū),否則會降低油膜的承載能力
3、油槽軸向不能開通,以免油從油槽端部大量流失
軸瓦結(jié)構(gòu)1、軸瓦的形式與結(jié)構(gòu)剖分式軸瓦2、油孔、油槽和油94、水平安裝軸承油槽開半周,不要延伸到承載區(qū),全周油槽應(yīng)開在靠近軸承端部處。返回4、水平安裝軸承油槽開半周,不要延伸到承載區(qū),全周油槽應(yīng)開在10一、潤滑劑的選擇
工作載荷、相對滑動速度、工作溫度和特殊工作環(huán)境
1、潤滑油
(1)壓力大、溫度高、載荷沖擊變動大——粘度大的潤滑油
(2)滑動速度大——粘度較低的潤滑油
(3)粗糙或未經(jīng)跑合的表面——粘度較高的潤滑油
2、潤滑脂
3、固體潤滑劑
滑動軸承的潤滑返回一、潤滑劑的選擇工作載荷、相對滑動速度、工作溫度和特殊工作11二、潤滑方法
1、油潤滑
連續(xù)供油:
間歇供油:油壺或油槍1)滴油潤滑
2)繩芯潤滑3)油環(huán)潤滑
4)浸油潤滑
5)飛濺潤滑
6)壓力循環(huán)潤滑
2、脂潤滑
旋蓋式油脂杯、黃油槍
返回二、潤滑方法1、油潤滑連續(xù)供油:間歇供油:油壺或油槍112維持邊界油膜不受破壞
一、徑向滑動軸承
1、限制平均比壓P
目的:避免在載荷作用下潤滑油被完全擠出
2、限制軸承的p、v值
目的:限制pv是控制軸承溫升,避免邊界膜的破裂
滑動軸承的條件性計算維持邊界油膜不受破壞一、徑向滑動軸承1、限制平均比壓P133、限制滑動速度v
目的:當p較小時,避免由于v過高而引起軸瓦加速磨損
二、推力滑動軸承
限制軸承平均比壓p和pvm值
返回3、限制滑動速度v目的:當p較小時,避免由于v過高而引起軸14一、流體動力潤滑基本方程
前后向壓力上下面剪切應(yīng)力液體動力潤滑的基本方程式液體動力潤滑過程動畫演示一、流體動力潤滑基本方程前后向壓力上下面剪切應(yīng)力液體動力潤15由x方向的力平衡條件,得
代入牛頓粘性流體定律:
y=0時,u=v;y=h時,u=0,得積分常數(shù)c1、c2
由x方向的力平衡條件,得代入牛頓粘性流體定律:y=0時16不計側(cè)漏,沿x方向,任一截面單位寬度的流量為
p=pmax處油膜厚度為h0,流量:一維雷諾流體動力潤滑方程對x取偏導(dǎo)數(shù):考慮沿Z方向的流動:二維雷諾流體動力潤滑方程:不計側(cè)漏,沿x方向,任一截面單位寬度的流量為p=pmax處17二、油楔承載機理
油壓的變化:潤滑油的粘度、表面滑動速度、油膜厚度全部油膜壓力之和即為油膜的承載能力兩滑動表面平行。平行油膜各處油壓與入口、出口處相等,不能產(chǎn)生高于外面壓力的油壓支承外載。
油膜呈收斂楔形,油楔內(nèi)各處油壓都大于入口和出口處的壓力,產(chǎn)生正壓力以支承外載二、油楔承載機理油壓的變化:潤滑油的粘度、18形成流體動力潤滑的必要條件是
(1)相對運動兩表面必須形成一個收斂楔形
(2)被油膜分開的兩表面必須有一定的相對滑動速度vs,其運動方向必須使?jié)櫥瑥拇罂诹鬟M,小口流出。
(3)潤滑油必須有一定的粘度,供油要充分。
三、液體動力潤滑狀態(tài)的建立過程
1、起動時2、不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段
3、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段
形成流體動力潤滑的必要條件是(1)相對運動兩表面必須形成一19四、徑向滑動軸承的幾何關(guān)系和承載能力
1、幾何關(guān)系
直徑間隙:
半徑間隙:
相對間隙:
偏心距:
偏心率:
根據(jù)余弦定律可得
任意位置的油膜厚度
1)壓力最大處油膜厚度2)油膜最小厚度hmin
四、徑向滑動軸承的幾何關(guān)系和承載能力1、幾何關(guān)系直徑間隙202、油膜承載能力
極坐標形式的雷諾方程從壓力區(qū)起始角至任意角進行積分,得任意角處的壓力
再求壓力在外載荷方向上的分量
將上式在壓力區(qū)內(nèi)積分(求和),得到軸承單位寬度上的油膜承載能力
引入修正系數(shù)A,考慮端泄的影響
動畫演示2、油膜承載能力極坐標形式的雷諾方程從壓力區(qū)起始角21油膜能承受的載荷
CF——承載量系數(shù)表12-4hmin越?。▁越大),B/d越大,CF越大,軸承的承載能力F越大。油膜能承受的載荷CF——承載量系數(shù)表12-4hm223、最小油膜厚度hmin
hmin不能小于軸頸與軸瓦表面微觀不平度之和
上式與流體動力潤滑的三個基本條件——流體動力潤滑的充分必要條件五、軸承的熱平衡計算1、軸承中的摩擦與功耗
由牛頓粘性定律可得油層中摩擦力
3、最小油膜厚度hminhmin不能小于軸頸與軸瓦表面微觀23摩擦系數(shù):
摩擦功耗引起軸承單位時間內(nèi)的發(fā)熱量H=fFV
2、軸承耗油量
=承載區(qū)端泄流量Q1+非承載區(qū)端泄流量Q2+軸瓦供油槽兩端流出的附加流量Q3進入軸承的潤滑油總流量Q≈Q13、軸承溫升
(1)粘度↓→間隙改變,使軸承的承載能力下降(2)會使金屬軟化→發(fā)生抱軸事故摩擦產(chǎn)生的熱量H=端泄?jié)櫥退鶐ё邿崃縃1+軸承散發(fā)熱量H2熱平衡條件:單位時間內(nèi)摩擦系數(shù):摩擦功耗引起軸承單位時間內(nèi)的發(fā)熱量H=24潤滑油平均溫度tm為保證承載要求tm<75℃先給定tm,再按上式求出Δt,再求t1=35℃~45℃
a)若t1>>(35~45)℃,熱平衡易建立,則應(yīng)降低tm,再行計算。
b)若t1<(35~45)℃,不易達到熱平衡狀態(tài)→降低粗糙度→重新計算
c)t2>80℃→易過熱失效,→改變相對間隙和油的粘度→重新計算潤滑油平均溫度tm為保證承載要求tm<75℃先給定tm,再按25六、軸承參數(shù)選擇
1、軸承的平均比壓
2、寬徑比B/d
B/d小→端泄Q1↑→摩擦功耗和溫升↓→減輕軸頸與軸瓦邊緣接觸但承載能力↓
高速重載軸承B/d應(yīng)取小值低速重載軸承B/d應(yīng)取大值3、相對間隙
六、軸承參數(shù)選擇1、軸承的平均比壓2、寬徑比B/dB/26大→Qb大→溫升小→但承載能力和運轉(zhuǎn)精度低
小→易形成流體膜→承載能力和運轉(zhuǎn)精度↑
一般機器中常用見書本
返回大→Qb大→溫升小→但承載能力和運轉(zhuǎn)精度低小→易形成流27返回返回28第十二章-滑動軸承課件29第十二章-滑動軸承課件30第十二章-滑動軸承課件31第十二章-滑動軸承課件32第十二章-滑動軸承課件33第十二章-滑動軸承課件34滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、噪聲較滾動軸承低.如果能夠保證液體摩擦潤滑,滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸,則可以大大減少摩擦損失和表面磨損,且油膜具有一定的吸振能力.普通滑動軸承的起動摩擦阻力較滾動軸承大.滑動軸承的特點
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