《chap滑動(dòng)軸承》課件

滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承是一種廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中的重要零件。它可以承受徑向載荷和一定的軸向載荷,提供平穩(wěn)、低噪聲的運(yùn)轉(zhuǎn)。了解滑動(dòng)軸承的工作原理和性能特點(diǎn)對于機(jī)械設(shè)計(jì)至關(guān)重要。課程目標(biāo)掌握知識(shí)體系了解滑動(dòng)軸承的基本概念、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。掌握分析方法學(xué)習(xí)滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)和分析的計(jì)算方法與技巧。了解維修流程掌握滑動(dòng)軸承的常見故障診斷、維修和預(yù)防措施?；瑒?dòng)軸承概述基本結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承由軸和軸承座兩部分組成,軸承座內(nèi)襯有襯套,軸在軸承襯套內(nèi)滑動(dòng)。軸承襯套由軸承金屬材料制成,提供足夠的承載能力和耐久性。潤滑方式滑動(dòng)軸承采用油膜潤滑,可以通過壓力油或自循環(huán)潤滑系統(tǒng)提供潤滑。潤滑油不僅降低摩擦,還可以傳熱、冷卻軸承。工作原理在軸受到外載荷作用時(shí),軸與軸承套之間產(chǎn)生油膜,油膜承擔(dān)大部分負(fù)荷。油膜的產(chǎn)生和壓力分布決定了軸承的承載能力?；瑒?dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)使用壽命長滑動(dòng)軸承擁有更高的耐磨性和更長的使用壽命,可以達(dá)到數(shù)十年甚至百年的使用期限。動(dòng)平衡性好滑動(dòng)軸承不需要精密動(dòng)平衡,可以更好地承受軸承載荷變化的沖擊。結(jié)構(gòu)簡單滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)簡單,制造和檢修維護(hù)相對容易,成本較低。承載能力強(qiáng)滑動(dòng)軸承可以承受較大的徑向力和軸向力,適用于重載和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場合?；瑒?dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滑動(dòng)軸承由軸承外殼、承載面(襯套)和潤滑系統(tǒng)三部分組成。承載面采用易銅、青銅、鋁青銅等材料制成,具有優(yōu)異的耐磨性和承載能力。潤滑系統(tǒng)通過油膜將軸與承載面隔離,提供低摩擦的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境。整體設(shè)計(jì)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊,使之成為工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的首選軸承類型?；瑒?dòng)軸承的承載原理1力學(xué)關(guān)系滑動(dòng)軸承通過軸瓦與軸承間的液體潤滑膜來承載軸承載荷。液體潤滑膜能夠承擔(dān)大部分載荷，減小與軸瓦直接接觸的面積。2載荷分擔(dān)軸承載荷主要由液體潤滑膜承擔(dān)，只有少部分載荷會(huì)傳遞到軸瓦與軸的接觸面上。這樣可以有效降低摩擦力和溫度。3壓力分布受壓力作用，潤滑油會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力分布。最大壓力出現(xiàn)在軸承的中間部位，邊緣處壓力較小。這種壓力分布有效支撐了軸承載荷。油膜壓力分布滑動(dòng)軸承中存在著復(fù)雜的液膜壓力分布。液膜壓力從軸承表面逐漸增加至最大值,然后逐漸下降至軸承出口。液膜壓力分布受工作條件、軸承形狀、材料特性等因素的影響。分布位置壓力變化趨勢軸承入口壓力逐漸升高軸承內(nèi)部壓力達(dá)到最高峰值軸承出口壓力逐漸降低邊界條件1初始條件確定滑動(dòng)軸承系統(tǒng)的初始溫度、壓力和流量。這些初始參數(shù)直接影響油膜壓力和溫升計(jì)算。2工作條件根據(jù)實(shí)際工況定義滑動(dòng)軸承的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、潤滑介質(zhì)等參數(shù)。這些工況數(shù)據(jù)是關(guān)鍵的邊界條件。3幾何尺寸明確滑動(dòng)軸承的長度、直徑以及間隙等幾何參數(shù)。這些尺寸決定了流體動(dòng)力學(xué)分析的計(jì)算域。4潤滑條件確定潤滑油的物理化學(xué)特性,如密度、粘度、流變特性等。這些參數(shù)大大影響油膜壓力分布。油膜壓力計(jì)算3.5MPa最大壓力軸承油膜的最大壓力可達(dá)3.5兆帕斯卡1.5MPa平均壓力軸承油膜的平均壓力通常在1.5兆帕斯卡左右0.5MPa邊界壓力軸承油膜的邊界壓力約為0.5兆帕斯卡通過對軸承油膜壓力分布的分析和計(jì)算,可以準(zhǔn)確掌握軸承的壓力狀態(tài),為軸承的設(shè)計(jì)和選型提供重要依據(jù)。支撐力的計(jì)算根據(jù)軸承承載公式和支撐面積，可以計(jì)算出軸承的支撐壓力。此壓力值需要低于軸承材料的極限承載強(qiáng)度，以確保軸承的安全性和可靠性。承載能力評估5關(guān)鍵參數(shù)包括油膜厚度、前端壓力、承載能力等20M最大承載力滑動(dòng)軸承可承受的最大載荷95%可靠性承載能力符合設(shè)計(jì)要求的概率通過計(jì)算滑動(dòng)軸承的油膜壓力分布、支撐力和溫升等參數(shù),可以評估其承載能力。關(guān)鍵參數(shù)包括油膜厚度、前端壓力和最大承載力等。這些指標(biāo)反映了軸承的可靠性和使用壽命,對軸承設(shè)計(jì)至關(guān)重要。溫升計(jì)算根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算,軸承溫升約為55℃。這需要考慮油膜厚度、潤滑效果、材料熱傳導(dǎo)等因素。合理的溫升設(shè)計(jì)可確保軸承在運(yùn)行中保持良好的性能和可靠性。摩擦因數(shù)計(jì)算在滑動(dòng)軸承中，摩擦因數(shù)的計(jì)算對于評估潤滑情況和預(yù)防過度磨損非常重要。根據(jù)油膜壓力分布和材料特性，可以利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出軸承的摩擦因數(shù)。參數(shù)計(jì)算公式影響因素摩擦因數(shù)f=C1*(P/W)^C2*(η*N/W)^C3油膜壓力P、軸承負(fù)荷W、潤滑油黏度η、軸承轉(zhuǎn)速N通過摩擦因數(shù)的計(jì)算，我們可以判斷軸承的潤滑情況是否滿足要求，并采取相應(yīng)的措施改善。潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇合適的潤滑劑根據(jù)滑動(dòng)軸承的工作條件,如載荷、速度、溫度等因素,選擇viscosity、抗氧化性、耐磨性等性能優(yōu)異的潤滑劑。設(shè)計(jì)潤滑油路合理規(guī)劃潤滑油的進(jìn)、出口,確保潤滑油能夠穩(wěn)定、均勻地進(jìn)入滑動(dòng)軸承。加設(shè)測溫/測壓裝置在滑動(dòng)軸承關(guān)鍵部位安裝測溫探頭和壓力監(jiān)測裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。選擇合適的潤滑方式根據(jù)實(shí)際需求,選擇浸油、強(qiáng)制循環(huán)、噴油等不同的潤滑方式,以確保最佳的潤滑效果。潤滑劑的選擇指標(biāo)要求根據(jù)滑動(dòng)軸承的工作條件,選擇粘度、抗氧化、抗磨損等指標(biāo)達(dá)到要求的潤滑劑。環(huán)境適應(yīng)性考慮滑動(dòng)軸承所處的溫度、壓力、振動(dòng)等環(huán)境因素,選用適合的潤滑劑。經(jīng)濟(jì)效益選擇性價(jià)比合理的潤滑劑,既要滿足使用要求,又要控制成本。可靠性選用質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)質(zhì)潤滑劑,保證滑動(dòng)軸承可靠運(yùn)行。潤滑方式油潤滑利用潤滑油形成油膜,分離接觸面,減少摩擦和磨損。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、工業(yè)機(jī)械廣泛應(yīng)用。脂潤滑使用潤滑脂作為潤滑介質(zhì),易于保持在接觸面上,適用于低速、重載工況。涂刷潤滑用刷子或工具直接將潤滑劑涂刷在接觸面上,簡單方便,適用于少量零部件。水潤滑利用水的潤滑作用,適用于一些特殊環(huán)境,如食品機(jī)械、醫(yī)療器械等。安裝工藝選擇恰當(dāng)?shù)妮S承根據(jù)工作條件和要求，選擇合適的滑動(dòng)軸承型號。軸承安裝細(xì)心清潔安裝表面，采用壓裝或熱裝等方式將軸承安裝到位。潤滑系統(tǒng)連接連接潤滑管路,確保良好的潤滑效果。安裝調(diào)試調(diào)整軸承間隙,檢查運(yùn)轉(zhuǎn)情況,確保軸承運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。試運(yùn)轉(zhuǎn)與檢查1設(shè)備就緒確保裝備已安裝完畢，潤滑良好。2啟動(dòng)檢查小心啟動(dòng)并檢查設(shè)備運(yùn)行情況。3溫度監(jiān)測密切關(guān)注軸承溫度，以確保正常。4狀態(tài)評估根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評估。在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需要密切關(guān)注設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo),并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,確保設(shè)備能夠安全、可靠地運(yùn)行。只有通過全面檢查,才能確保設(shè)備能夠長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),避免出現(xiàn)故障。常見故障及原因分析承載能力失衡軸承承載超過設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致潤滑破壞和快速磨損，可能造成軸承故障。應(yīng)通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加強(qiáng)潤滑來提高承載能力。振動(dòng)過大軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛲獠枯d荷過大導(dǎo)致振動(dòng)過大，會(huì)加速軸承磨損。應(yīng)檢查并改善軸承與軸、外殼的安裝，同時(shí)采取減振措施。污染侵入塵埃、水分等污染物進(jìn)入軸承會(huì)導(dǎo)致潤滑失效和加速腐蝕磨損。應(yīng)加強(qiáng)軸承密封和清潔保養(yǎng),確保其免受污染。故障維修與預(yù)防1定期維護(hù)檢查定期檢查軸承的潤滑情況、溫度變化、振動(dòng)情況等,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理隱患。2專業(yè)維修技術(shù)對于嚴(yán)重?fù)p壞的軸承,需要由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維修,確保修復(fù)質(zhì)量。3預(yù)防措施做好安裝、調(diào)整、潤滑等預(yù)防性維護(hù),避免事故發(fā)生。對于運(yùn)行狀況不佳的軸承要及時(shí)更換。4故障分析與解決及時(shí)分析故障原因,采取正確的措施解決問題,避免重復(fù)發(fā)生。案例分析1某機(jī)床軸承出現(xiàn)異常磨損問題,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)是由于軸承油膜壓力不足以及溫升過高導(dǎo)致的。針對這一問題,我們優(yōu)化了軸承結(jié)構(gòu)和潤滑系統(tǒng),確保了充足的油膜壓力和良好的溫度控制,成功解決了軸承故障。通過對這一案例的分析和處理,我們總結(jié)出了滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)和維護(hù)的關(guān)鍵要素,為后續(xù)的類似問題提供了有效的解決思路?；瑒?dòng)軸承缺陷案例分析某化工廠的離心泵使用了滑動(dòng)軸承,運(yùn)行一年后出現(xiàn)嚴(yán)重的軸承損壞。通過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),軸承表面出現(xiàn)大片脫皮和劃痕,嚴(yán)重影響了油膜的形成。原因是由于潤滑不當(dāng),導(dǎo)致軸承受到過度磨損。正確的潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)和潤滑劑選擇是確保滑動(dòng)軸承可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。案例分析3某重型機(jī)械設(shè)備軸承故障診斷分析某重型機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常振動(dòng),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其滑動(dòng)軸承存在嚴(yán)重的磨損問題。通過對軸承結(jié)構(gòu)、承載能力、油膜壓力分布等因素進(jìn)行深入分析,發(fā)現(xiàn)設(shè)備工況惡劣、潤滑不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е铝溯S承故障。針對該案例,提出了優(yōu)化潤滑系統(tǒng)、改善工藝條件等措施,有效延長了設(shè)備的使用壽命。未來發(fā)展趨勢智能化與數(shù)字化滑動(dòng)軸承在未來將更加智能化和數(shù)字化,通過傳感器和大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù),提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。新材料與表面改性研發(fā)高性能新材料和表面涂層技術(shù),如陶瓷基復(fù)合材料和納米涂層,以提高滑動(dòng)軸承的承載能力、耐磨性和抗腐蝕性。節(jié)能環(huán)?；瑒?dòng)軸承設(shè)計(jì)將更注重能源效率和環(huán)境保護(hù),采用低摩擦和長壽命的潤滑系統(tǒng),減少能耗和排放。工藝創(chuàng)新利用先進(jìn)的制造技術(shù),如3D打印和激光加工,改善滑動(dòng)軸承的制造工藝,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。行業(yè)應(yīng)用案例石油化工行業(yè)在石油化工行業(yè)中,滑動(dòng)軸承被廣泛應(yīng)用于各種泵類和壓縮機(jī)設(shè)備。其能承受高溫和腐蝕性介質(zhì),滿足行業(yè)對高可靠性和長壽命的需求。航空航天領(lǐng)域滑動(dòng)軸承在航空航天領(lǐng)域被應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭推進(jìn)系統(tǒng)等,滿足低重量、高轉(zhuǎn)速和惡劣環(huán)境下的苛刻要求。水電行業(yè)大型水輪發(fā)電機(jī)組需要承受高徑向載荷,滑動(dòng)軸承在水電領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用,確保發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)床工業(yè)機(jī)床主軸軸承是滑動(dòng)軸承的典型應(yīng)用,其高精度和高剛性特點(diǎn)確保了加工質(zhì)量和效率。總結(jié)與展望全面總結(jié)從滑動(dòng)軸承的原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、承載能力、潤滑系統(tǒng)等多個(gè)角度全面總結(jié)了本