滑动轴承资料PPT课件

缺点：价格贵、机械强度较差； 只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。 工作温度：t<120℃ 由于巴式合金熔点低
2）青铜 优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性
都优于轴承合金。工作温度高达250 ℃。 缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或 铸铁轴瓦上。 锡青铜 中速重载
τ
边当界y=条h时件，u当=0y=0时C，1=u=21-ηvddxphC2+=hv-v
Bp y
z
x p+dp τ+dτ
代入得
1 u= 2η
dp dx(y2- Nhomakorabeahy) +
y-h v
h
任意截面内的流量
依据流体的连续性原理，通过 不同截面的流量是相等的
qx 0 hud y11 2d dp xh3h2v
该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0
取微单元进行受力分析:
pdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz –τdxdz=0
整理后得
dp = dτ 任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率， dx d y 与该点y向的速度梯度的导数有关。
又有
du τ=η dy
得
dp dx
=η
d2u d y2
A
对y积分得
1 u=
2η
dp dx
y2+C1y+C2
vF
vc b
va
设计：潘存云
h2 h0
h1
c b a
形成动压油膜的必要条件： 1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙； 2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；
3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必 须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。 向心轴承动压油膜的形成过程：
静止 爬升 将轴起抬
转速继续升高
质心左移 稳定运转达到工作转速 e ——偏心距
∑ Fy =F ∑ Fx = 0
F
设计：潘存云
e
设计：潘存云
∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0
二、流体动压润滑的基本方程
假设条件：1.Z向无限长，润滑油在Z向没有流动； 2.压力 p 不随 y 值的大小而变化； 3.润滑油粘度 η不随压力而变化； 4.润滑油处于层流状态。
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
280
45HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
280
45HBC
2. 轴承的pv值 pv与功耗成正比，它表征了轴承的发热因素， 压p强v越限大制，p以温保升证越润高滑，剂越不容被易挤引出起油膜的破裂
pv =
F πdn Bd ·60× 1000
≤[pv]
n——转速，[pv] ——许用值。
二、 推力轴承
F
塑料轴承：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、 耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。
缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。
表15-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
用于汽轮机、发电机等
GB11120-89 L-TSA46 41.4~50.6 -7
180
高速高负荷轴承和各种 小型液体润滑轴承
润滑油的特性
1）温度 t ↑ η ↓ 粘—温图
2）压力p ↑ η ↑ 但p <10 Mpa时可忽略。变化很小
选用原则
η
1) 载荷大、温度高的轴承， 0.08
宜选用粘度大的油； 2) 载荷小、转速高的轴承，
用压强。 表15-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
y
η——液体的动力粘度，简称粘度 量纲：力·时间/长度2
单位：N ·s /m2 (Pa ·s) 或泊：1P=1 dyn ·s /cm2
运动粘度： ν =
η ρ
单位： m2 / s 或斯St：cm2 /s 或厘斯cSt：1St=100 cSt
我国石油产品是用运动粘度标定的
表15-2 常用常用润滑油的主要性质
油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这
v 说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，
中间必有一个位置呈三角形分布。
设计：潘存云
F FF F
设计：潘存云
轴承的功用：
1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；
2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损
滚动轴承 分类：
滑动轴承
优点多，应用广
用于高速、高精度、重载、结 构上要求剖分等场合。
应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电 机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用 滑动轴承。
§15-1 摩擦状态
固体润滑剂
A
1. 润滑油 在用的大部分润滑油为矿物油（石油） 在轴承中，润滑油最重要的物理参数
粘度——重要参数是粘度，它是选择润滑油的主要依据。 粘度表征液体流动的内摩擦特性。
y
ox
dy
设计：潘存云
du
实液验体结层果与：层之τ=间η 摩dd擦uy 切—应—力牛分：析顿位置液y处薄体层的流受力动B定律
b-b截面内的流量
负号表示流速的方向与x方向相反，
1 qx 2 v h0
p pmax
因流经两个截面的流量相等，故有：
得
dp dx =6ηv
h0-h
h3
——一维雷诺方程
固定式 ——倾角固定，顶部预留平台，车用后来的承载受荷停。 类型 可倾式 ——倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。
设计：潘存云
巴氏合金
F
F
设计：潘存云
绕此边线自 行倾斜
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料要求： 1）摩擦系数小；
轴承衬
2）导热性好，热膨胀系数小；
3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；
4）有足够的机械强度和塑性。
F
p
4
F (d22
d12 )z
≤[p]
d2 d1
pvm=[pv]
d1 d2
z——轴环数,
考虑承载的不均匀性， [p]、[pv]应降低20~40%
§15-6 动压润滑的基本原理
一、动压润滑的形成和原理和条件
先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时， 液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
vv
设计：潘存云
v
设计：潘存云
v
设计：潘存云
在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。
边界摩擦 f
混合摩擦 液体摩擦
o ηn/p
摩擦特性曲线 称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
§15-2 滑动轴承的结构型式
一、 向心滑动轴承 组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
§15-4 润滑剂和润滑装置
一、 润滑剂
作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
液体润滑剂——润滑油 A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水 平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附
分类
半固体润滑剂——润滑脂作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的 液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。
L-AN46 41.4~50.6 -10 180
用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
L-AN68 61.2~74.8 -10 190
L-AN100 90~110
0
210
用于重型机床导轨、 矿山机械的润滑。
汽轮机油 L-TSA32 28.8~35.2
1. 干摩擦 固体表面直接接触，因而
功耗↑ 磨损↑ 温度↑ 烧毁轴瓦 不用许出现干摩擦！
2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油 膜，不足以将两金属表面分开，其表 面微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。
缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。
目前使用最多的是钙基脂，有耐水性，常用于60 ℃以 下的各种机械设备的轴承。
3. 固体润滑剂 石墨 ——性能稳定、t >350 ℃才开始氧化，可在水中工作。 聚氟乙烯树脂 ——摩擦系数低，只有石墨的一半。
二流化钼（MoS2）——摩擦系数低，使用温度范围广 (-60~300 ℃)，但遇水性能下降。
45˚
设计：潘存云
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数 液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1
非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.8~1.5
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷 结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。 在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量 一般为6~12。
0.07
宜选用粘度小的油；
0.06
设计：潘存云
L-TSA32 L-TSA32
L-TSA32
2. 润滑脂
0.05
润滑油与各种稠化剂
0.04
L-TSA32
（钙、钠、铝、锂等金属 0.03
皂）混合稠化而成。
0.02
优点：密封简单、不需要经 0.01
常添加、不易流失；对速度
和温度不敏感，适用范围广。 30 40 50 60 70 80 90 ℃
用于润滑油不能胜任工作的场合：高温、低速重载。
使用方式：
其应用日渐广泛
1.调和在润滑油中；
2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；
3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。
二、润滑装置 1. 油杯
设计：潘存云
针阀设计：潘存云 式油 杯
弹簧 盖油 杯
设计：潘存云
压注式油杯
旋盖式油杯 脂用
2. 油环
设计：潘存云
名称
代号
40 ℃的粘度 凝点 闪点(开式) mm2/s ≤ C ≥ C
主要用途
L-AN7 6.12~7.48 -10 110 L-AN10 9.0~11.0 -10 125
全损耗 系统用油 L-AN15 13.5~16.5 -10 165 GB443-89 L-AN32 28.8~32.2 -10 170
铅青铜 中速中载 铝青铜 低速重载
3）具有特殊性能的轴承材料
含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组 织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。
运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀
铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。系 面数起比到金润滑属作大用，。油含自油动轴进承入加摩一擦次表油，
可使用较长时间。
橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平 稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻 机等有泥沙的场合。
设计：潘存云
§15-5 非液体摩擦滑动轴承的计算
在油、脂中加入少量石墨或二流化钼粉末，形成边界
油膜，填平粗糙表面而减少磨损。不能完全排除磨损。
一、 1.
向轴心承轴的承压强限力p制挤轴 出承 ，压 从强 而p避p，免=以轴保瓦证B产F润d生滑过油≤渡不的被[磨过p损大]。的压
F——径向载荷，B——轴瓦宽度，d——轴径，[p] ——许
轴承座 轴承
联接螺栓
螺纹孔
轴承盖 整体式向心滑动轴承
剖分轴瓦
榫口
轴承座
剖分式向心滑动轴承
整体轴套
卷制轴套
薄壁轴瓦
厚壁轴瓦
轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分 布在整个轴径上。
F
油沟
进油孔
油沟形式
d
B
设计：潘存云
轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利 于形成动压油膜，又起冷却作用。
能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。
工程上常用浇铸或压合的方法将两种不 同的金属组合在一起，性能上取长补短。
一、轴承合金（白合金、巴氏合金）
1）锡锑轴承合金
优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐 蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、 重载的轴承。
两平形板之间不能形成压力油膜！ 相等，板A不会下沉。但若板A有载荷时，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。
如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷， 当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进
动压油膜——因运动而产生的压力油膜。 油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进