【精品 机械 培训讲义】第15章 滑动轴承
机械设计y15x滑动轴承
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三、单油楔向心滑动轴承动压油膜的形成
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起动 阶段
动力润 滑阶段
不稳定润 滑阶段
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其他滑动轴承简介
一、多油楔式
vm
d mn
60 1000
[v ]
m/s
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第六节 液体动压滑动轴承
一、液体动压润滑的基本方程
(1)当两板平行时
若B板静止不 动,A板以速度 V移动,板间各流 层的速度呈三角 形分布,两板间 的油量保持不变 油膜无承载能力
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流体动压润滑的基本理论
4.刮伤
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二、轴承材料
对 1.良好的减摩性、耐磨性和咬粘性, 材 足够的强度和抗腐蚀的能力。 料 性 能 2.良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 要 3.良好的导热性、工艺性、经济性等 求
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常用轴承材料
金属材料 多孔质金属材料 非金 属材料 轴承合金、铜合金、铸铁、 铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。
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向心滑动轴承的计算
(2)验算轴承的pmv 值
pm v F Bd
dn
60 1000
F n 19100 B
[ pv ]
N/mm
2
m/s
v
十五章滑动轴承ppt课件
第一节 概述 第二节 滑动轴承结构与材料 第三节 混合润滑轴承的计算 第四节 液体动压润滑原理 第五节 液体动压润滑径向轴承的设计 第六节 液体静压润滑简介
第十五章
滑动轴承
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分类方式
按 轴 承 中 轴 瓦 形 式 的 不 同
类型及特点
整体式滑动轴承(轴与轴瓦之间的间 隙不能调整)
润滑,并靠 液体- 的静压 平衡外载荷。
本章结束
单位时间内轴承摩擦功所产生的热量等于同时间 内由润滑油流动所带走的热量和经轴承表面散发的热 量之和。
fF c q ( t v 0 t i) a s π B t 0 d t i
t t0 ti
f
p
c
q vBd
πas v
润滑油的平均温度
tmti t 2
径向轴承的摩擦 特性系数线图
五、参数选择
1 、 在具有足够承载能力的条件下,最小油膜厚度应 满足:
hmin > h
2 、在平均油温tm≤75 ℃时,油的人口温度应满足: 35℃ ≤ ti ≤ 40℃
➢液体动压径向滑动轴承的设计步骤
1. 选择轴承宽径比,计算轴承宽度
2. 在保证 p≤[p] 、 pv≤[pv] 、 v≤[v]的条件下,选择 轴瓦材料
保证润滑油不被过大的压力所挤出,避免工作表
面的过度磨损
pp
➢径向轴承 ➢止推轴承
p Fr p
dB
p 4Fa p πd22 d12 z
二、限制轴承的 pv
➢径向轴承 pvFr πdnpv
dB60 1000
➢止推轴承 pm vpv
v 三、限制轴承的滑动速度
vv
第四节 液体动压润滑原理
精品课件-滑动轴承
工程中常用运动粘度,单位是:St(斯)或 cSt(厘斯),量
纲为(m2/s);
润滑油的牌号于运动粘度有一定的对应关系,如:牌号为LAN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。(具体说明)
◆ 选择原则: (1)压力大、温度高、载荷冲击变动大——粘度大的润滑油
(2)滑动速度大 ——粘度较低的润滑油 (3)散热差,工作温度高——粘度较高的润滑油 (4)粗糙或未经跑合的表面——粘度较高的润滑油 2、润滑脂
(7)良好的工艺性和导热性,并应具有抗腐蚀性能。
常 金属材料
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。
用 轴
多孔质金属材料
多孔铁、多孔质青铜。
承 材
非金 属材料
酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
料
轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料,如轴瓦 和轴承衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求:
◆ 减摩性:材料副具有较低的摩擦系数。
及轴颈直径
,用下式验算:
B-轴承宽度,mm。根据宽径比B/d确定,推荐B/d=0.5~1.5 [p]-轴瓦材料的许用压强,MPa,其值见表15-1和15-2
2.验算轴承的pv值 pv值越高,轴承温升越高,越容易引起边界油膜的破裂,
按下式验算:
式中 n---轴的转速,r/min [pv]—轴瓦材料的许用值,其值见表15-1和表15-2.
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性 和经济性。
类型 特点 应用
轴承合金
锡基轴承合金 铅基轴承合金
嵌入性和摩擦顺应性 最好 ,易于轴颈磨合, 但强度低,价格较贵。
重载、中高速场合。
类型 特点 应用
铜合金
锡青铜 铅青铜 铝青铜
《机械设计基础》第15章 滑动轴承
τ
P+dp τ+dτ
雷诺耳实验(1883年)——层流与湍流的现象
雷诺方程:
h0 - h dp = 6ηv dx h3
其中:p——油膜压力 η——润滑油粘度 V——速度 h——间隙厚度(油膜厚度) h0——油膜压力为极限值时的间隙厚度
分析雷诺方程:
(1)当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 u 向小口。 o
形成动压润滑的条件: (1)相对运动的两表面形成收敛油楔时。 (2)两表面必须有一定的相对速度。
(3)润滑油必须有一定的粘度,并供油充分。
(4)油膜的最小厚度应大于两表面不平度之和。
例:试判断下列图形能否建立动压润滑油膜?
v v v v
向心滑动轴承形成动压油膜的过程:
F F FF F
o
o1 o1 o o1 1 o1
润滑脂 (黄油) 固体润滑剂
钙基、钠基、铅基、锂基等。
石墨、二流化钼、聚氟乙烯树脂等 (用于高温下的轴承)。
空气、氢气等(只用于高速、高 温以及原子能工业等特殊场合)
气体润滑剂
●润滑剂的主要指标:
(1) 粘度——是润滑油最重要的物理性能指标,是选择润滑 油的主要依据,它标志着流体流动时内摩擦阻 力的大小。粘度越大,内摩擦阻力越大,即流 动性越差。 (2)凝点——是润滑油冷却到不能流动时的温度。凝点越低越好。 (3) 闪点——是润滑油在靠近试验火焰发生闪燃时的温度。 闪点是鉴定润滑油耐火性能的指标。在工作温度 较高和易燃环境中,应选用闪点高于工作温度 20°~30°C的润滑油。 (4) 油性——是指润滑油湿润或吸附在表面的能力。吸附能力 越强,油性越好。 (5) 滴点——是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。润滑脂使 用工作温度应低于滴点20°~30°C,低于40°~ 60°更好。 (6)针入度(稠度)——是表征指润脂稀稠度的指标。针入度越 小,表示润滑脂越稠;反之,流动性越大。
机械设计基础课件-滑动轴承1
锡锑轴承合金
铅锑轴承合金
2.青铜:广泛应用 3.铸铁:经济、耐磨
对材料性能的要求
摩擦系数小
导热性好,热膨胀系 数低
耐磨、耐蚀、抗胶合 能力强
足够的机械强度和可 塑性
(二)粉末冶金:含油轴承
(三)非金属材料——橡胶、塑料
8
§15.4 润滑及润滑装置
动力粘度 与同温下该流体密度 的比值
国际单位制 m2 / s
单位
物理单位 cm2 / s 称为 St (斯)
常用单位 mm2 / s cSt(厘斯)
1 cSt 10 2 St 10 6 m2 / s
11
运动粘度与动力粘度的换算关系 cSt
温度
粘度
压力
粘度
m2 / s
粘度-温度曲线
0C
温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
14
四、润滑脂
钙基 抗水性好、耐热性差、价廉
钠基 抗水性差、耐热性好、防腐性较好
锂基 抗水性和耐热性好 铝基 抗水性好、有防锈作用、耐热性差
主要指标
针入度:重1.5N的锥体,于25°C恒温下5s后刺入的深度;
针入性
润滑脂越稠
压力供油装置的组成:
油泵、油箱、过滤器 、冷却 器、压力调节 阀和油量调节阀等。
齿轮减速器的压力供油系统简图
A-油泵 B-复式过滤器 C-冷却器 D-单向阀 E-压力表 F-流量控制阀 G-调压阀 T-油槽
密封
—阻止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏,防止 灰尘、 水分进入润滑部位。
20
§15.5 非液体摩擦滑动轴承的计算
减速箱的润滑 18
15滑动轴承全解
2).所用润滑脂的滴点,一般应较轴承的工作温度高约20~30℃,以免工作时润滑脂过多地流失。
3).在有水淋或潮湿的环境下,应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。
§15-4 润滑剂和润滑装置
3、固体润滑剂及其选择
◆ 特点:可在滑动表面形成固体膜。
◆ 适用场合:有特殊要求的场合,如环境清洁要求处、真空中 或高温中。
◆ 常用类型:二硫化钼,碳―石墨,聚四氟乙烯等。
◆ 使用方法:涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面;制成复合材料, 依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。
二、润滑装置
1. 油杯
针阀式油杯
旋盖式油杯(脂用)
转速高、压力小时,油的粘度应低一些;反之,粘度应高一些。
年高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。
§15-4 润滑剂和润滑装置
2、润滑脂
◆ 特 点:无流动性,可在滑动表面形成一层薄膜。
◆ 适用场合 :要求不高、难以经常供油,或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。
◆ 选择原则: 1).当压力高和滑动速度低时,选择针入度小一些的品种;反之,选择针入度大一些的品种。
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
铸铅锑轴承合金 ZPbSb16Sn16Cu2
铸锡青铜 ZCuSn10P1
铸锡青铜 ZCuSn5Pb5Zn5
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
[p] Mpa
[pv] Mpa.m/s
平稳 冲击
25 20
20 15
HBS 金属型 砂型
最高工作温度℃
轴径硬度
150HBS
⑵由于液体动力润滑滑动轴承在起动和停车时处于不 完全液体润滑状态,所以,设计时也要进行p≤[p]、 pv≤[pv]的计算。
机械设讲义计--15 滑动轴承
m
.dm.n
601000
dm——环形推力面的平均直径(mm)
dm
d
d0 2
对于多环推力轴承,由于制造和装配误差使各支承面上所受的 载荷不相等,故[p]和[pv]应减小20%-40%。
15.6 动压润滑的基本原理
图15.6-1 动压油膜承载机理
借助相对运动在轴承间隙中形成的压力油膜称为动 压油膜。
C 油性:润滑油在金属表面上的吸附能 力。
油性好的润滑油,其油膜吸附力大且不 易破裂。
D 极压性能:涂在相互接触的金属表面间 的润滑剂所形成的反应膜,能承受来自轴 向与径向的负荷。
把反应膜所具有的承受负荷的特性就称做 润滑剂的极压性能。
此外:闪点、凝点、燃点、水溶性酸或碱、 酸值和酸度、氧化安定性也是润滑油的评 定指标。
那么轴承是能够很好地工作的(间接的、条件性的计算方法)。
一、向心轴承的计算
1 验算压强p值
p Fr [p] L.d
L-----轴瓦宽度; d-----轴径直径; Fr----轴承径向载荷。
2 轴承的pv值 pv值与摩擦功率损耗成正比,它简略地表征轴 承的发热因素。
p F r..d .n F r..n [p ]
压合的方法。 轴承衬:粘附在轴瓦基体上的薄层材料称为轴承衬。
2、常见的轴瓦材料及其性质
轴瓦材料可分为三类:金属材料,粉末冶金 材料和非金属材料。 (1) 铸铁:轻载、低速轴承的轴瓦材料 (2)轴承合金(白金或巴氏合金) 轴承合金的减磨、耐磨性好,抗胶合性好, 嵌藏性好,是最好的轴瓦或轴承衬材料。但 价格贵。
润滑油的主要理化性能指标
润滑油最重要的物理性能是粘度,也是选择润 滑油的主要依据。
粘度:表示流体抵抗变形的能力,它表征油 层间内摩擦阻力的大小。
机械设计基础复习精要:第15章 滑动轴承
191第15章 滑动轴承15.1考点提要15.1.1 重要术语及基本概念轴瓦、轴承衬、油沟与油孔、宽径比、不完全液体润滑、液体动力润滑、止推轴承、摩擦的特点及状态(干摩擦,边界摩擦,液体摩擦,混合摩擦),静压轴承15.1.2 滑动轴承的材料和主要失效形式滑动轴承的主要失效形式有磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等。
针对滑动轴承的主要失效形式,轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。
轴承材料的性能应着重满足良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性,良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性,足够的强度和抗腐蚀能力,良好的导热性、工艺性、经济性等。
常用轴承材料及性能详见教材。
15.1.3 滑动轴承设计设计内容包括:1)决定轴承的结构型式;2)选择轴瓦和轴承衬的材料;3)决定轴承结构参数;4)选择润滑剂和润滑方法;5)计算轴承工作能力。
在设计滑动轴承时,如果速度高,温升大,可相对间隙大些,速度低时,温升小,可相对间隙小些,有利于提高承载能力。
滑动轴承的承载能力与相对间隙的平方成反比,因此载荷大时,相对间隙应取小些,载荷小时则可取大些,有利于温度降低。
不完全液体润滑径向滑动轴承处于混合润滑,这类径向滑动轴承的计算准则是p ≤[]p 、pv ≤[]pv 和v ≤[]v 。
设计中,轴承所承受径向载荷F (单位为:N),轴径转速n (单位为:min /r ),轴颈直径d (单位为:mm)。
然后进行以下验算: (1)轴承的平均压力P (单位为:Mpa )][p dBF p ≤= (15-1) 式中:B —轴承宽度,单位为mm ;][p —轴瓦材料的许用应力,单位为Mpa(2)轴承的pv 值(单位为:s m Mpa /.)][19100100060pv BFn dn Bd F pv ≤=⨯=(15-2) 式中:v —轴颈圆周速度,单位为s m /(3)滑动速度v (单位为:s m /) ][v v ≤ (15-3)非液体摩擦滑动轴承的计算内容是:限制压强p ,以保证润滑油不被过大的压力挤出,使得轴瓦不至于过度磨损。
机械设计课件-滑动轴承
橡胶 多孔铁 (Fe 95%, Cu 2%,石墨和其 多孔质 它 3%) 金属材 料 多孔青铜
0.34 55(低速,间歇) 21(0.013m/s 4.8(0.51~0.76m/s) 2.1(0.76~1m/s) 27(低速,间歇) 14(0.013m/s 3.4(0.51~0.76m/s) 1.8(0.76~1m/s)
电侵蚀
气蚀
二、轴承材料 对 材 料 性 能 要 求 常 用 轴 承 材 料 良好的减摩性、耐磨性和咬粘性。 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。 足够的强度和抗腐蚀的能力。 良好的导热性、工艺性、经济性等。 金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 特 点 应 用
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
150 5 15 280 15 30 12 280 280
00
300 300
3
5
1
3 5
4 5
4 5
用于中速、中等载 荷的轴承,不易受显著 5 冲击。可作为锡锑轴承 合金的代替品。 用于中速、重载及 受变载荷的轴承 。 1 用于中速、中载的 轴承。 用于高速、重载轴 2 承,能承受变载荷冲击。 2 最宜用于润滑充分 的低速重载轴承。
酚醛树脂
非金属 材料
尼龙
14
3
90
碳-石墨
4
13
400
由棉织物、石棉等填料经酚醛树脂粘结而成。 抗咬合性好,强度、抗振性也极好,能耐酸碱, 导热性差,重载时需用水或油充分润滑,易膨胀, 轴承间隙宜取大些。 摩擦系数低,耐磨性好,无噪声。金属瓦上 覆以尼龙薄层,能受中等载荷。加入石墨、二硫 化钼等填料可提高其力学性能、刚性和耐磨性。 加入耐热成分的尼龙可提高工作温度。 有自润滑性及高的导磁性和导电性,耐蚀能 力强,常用于水泵和风动设备中的轴套。 橡胶能隔振、降低噪声、减小动载、补偿误 差。导热性差,需加强冷却,温度高易老化。常 用于有水、泥浆等的工业设备中。 具有成本低、含油量多、耐磨性好、强度高 等特点,应用很广。
第15章滑动轴承48学时PPT课件
→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
.
13
§15-7 液体动压多油楔轴承简介
将轴瓦内孔做成特殊形状,以产生多个动压油膜,提
高轴承的工作稳定性和旋转精度。
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
3
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
.
4
§15-2 滑动轴承的结构型式
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
7
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。
固定式
---倾角固定,顶部预留平台,
用来承受停 车后的载荷。
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8
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料要求: 1)摩擦系数小;
机械设计基础课件第15章滑动轴承
2、常用轴承材料及其性质 •轴承材料可分为三类:金属材料、粉末冶金材料和非金属材料 金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁
(1)轴承合金: 轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金,如ZChSnSb10-6,ZChSnSb8-4 铅基轴承合金,如ZChPbSb16-16-2,ZChPbSb15-15-3 这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性 但轴承合金强度不高,价格很贵。 在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层轴承合金,这层轴承合金称 轴承衬,钢或铜制成的轴瓦基体称瓦背。
两大类。
优点:寿命长、适于高速;油膜能缓冲吸振,耐冲击、承载能力大;回转
精度高、运转平稳无噪音;结构简单、装拆方便、成本低廉。 缺点:非液体摩擦轴承摩擦损失大,磨损严重;液体动压润滑轴承当起动、 停车、转速和载荷经常变化时,难于保持液体润滑,且设计,制造、润滑和 维护要求较高。
应用:高速、高精度、重载、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到限制
二、边界摩擦
当两摩擦表面间存在润滑油时,由于润滑油极性分子能牢固地吸附在 金属表面上而形成极薄的边界油膜,这种状态称为边界摩擦。
特点:不能完全避免金属的直接接触,这时仍有微小的摩擦力产生,其
摩擦系数通常约在0.1~0.3,同时摩擦面间的磨损也是不可避免的。
三、液体摩擦
当两摩擦表面间有充足的润滑油,而且能满足一定的条件,则摩擦 面间可形成厚度达几十微米的压力油膜,它足以将两个表面完全分开, 形成液体摩擦。这时的液体分子已大都不受金属表面吸附作用的支配而 自由移动,摩擦是在液体内部的分子之间进行,所以摩擦系数极小,而 且不会有磨损产生。
或必须剖分安装(如曲轴的轴承)、以及需在水或腐蚀性介质中工作等条件 下的轴承。 要正确地设计滑动轴承,必须合理地解决以下问题: 1)轴承的型式和结构;2)轴瓦的结构和材料选择; 3)轴承的结构参数; 4)润滑剂的选择和供应; 5)轴承的工作能力及热平衡计算。
滑动轴承的概述和应用
脂润滑轴承润滑脂的选择
轴承工作温度θ/℃
<60
60~130
线速度v/m·s-1
<0.5
>0.5
<0.5
>0.5
>130 —
润滑脂品种 锥入度/(10 mm)-1
钙基润滑脂
羟基润滑 脂
锂基润滑脂 膨润土基脂
265~340 335~385
220~250
•固体润滑剂
滑动轴承常用的固体润滑剂有炭石墨、二硫化钼、聚四氟 乙烯等。
油膜厚度h —圆轴承,从OOj量起,任意θ角处油膜厚度 h≈R-r+ecosθ≈c+ecosθ≈c(1+εcosθ)
最小油膜厚度h2(θ=180°)是
保证流体动力润滑的最重要的参 数。
h2=dψ(1-ε)/2
2.性能计算
即计算液体动力润滑径向圆轴承的承载能力、摩擦功耗、润
滑油流量。雷诺方程有三个未知量(h、η、p),还需要补
23.1 24.0~28.0
铜基轴承合金 150~700
耐磨铸铁
200~350
75~120 —
7600~9000 —
27~71 —
16~19 —
各种轴瓦材料的使用性能比较
金属材料
非金属材料
锡(铅)基 铜基轴 铜铅 铸 塑料 木材 橡胶 轴承合金 承合 合金 铁
金
承载能力 尚可
良
良 良 尚可 差 差
主轴油的选用
轴承间隙 /mm
主轴油牌号
0.002~0.006 0.006~0.010 0.010~0.030
L-FD 2
L-FD 3、5、 L-FD 7、10 7
0.030~0.060
L-FD 15、 22
机械设计技术滑动轴承培训PPT教学课件
2020/12/10
5
3.调心式滑动 轴承可自动调整 位置以适应轴的 偏斜,一般常用 在轴颈较长。或 轴的刚性小或两 端不易精确对中 的场合。
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6
二、轴瓦的结构和材料
轴瓦的工作表面既是承载面又 是摩擦面。
它的结构和材料选择的合理性决 定了滑动轴承的工作能力和使用寿 命。
所以,轴瓦是滑动轴承的核心零件。
滑动 轴承是------支承轴的部件。
滑动轴承的作用: (1)减少轴与支承之间的摩擦和磨损; (2)保持轴的旋转精度。
滑动轴承 的类型:
1、向心轴承
2、推力轴承
3、向心推力轴承 2020/12/10
1
2020/12/10
2
一、滑动轴承的结构
– 滑动轴承由:1、轴瓦 2、轴承座构成。
– 滑动轴承的类型:
– 1、整体式滑动轴承
– 无轴瓦——用于对旋转精度无要求,
–
轻载,低速场合。
– 有轴瓦—--- 低速,轻载,不经常装
–
拆的场合。
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特点:结构简单,成本低,磨 损后不能调整间隙
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2、剖分式滑动轴承
1)正滑动轴承 2)斜滑动轴承
径向载荷作用线不超过中心 线左右各35°装拆方便,可调整间 隙,应用最广。
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2、 常用轴瓦和轴承衬材料
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12
三.液体润滑滑动轴承
它是在完全液体动压润滑状态下工作的滑动 轴承。
在转速高,载荷大和对旋转精度要求高的 情况下,一般常采用液体润滑滑动轴承。
根据轴颈与轴瓦间的油膜形成原理的不同可 分为:1)液体动压滑动轴承
2019年第15章滑动轴承.ppt
§15-6 动压润滑的基本原理
§15-6 动压润滑的基本原理
一、动压润滑的形成原理和条件
形成动压油膜的必要条件是:
1. 两工作表面间必须有收敛的楔形间隙; 2. 两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性
流体; 3. 两工作表面间必须有一定的相对滑动速度,其
运动方向必须保证润滑油从大截面流进,从小 截面流出。
1. 干摩擦
§15-1 摩擦状态
固体表面直接接触,因而
v
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁
不允许出现干摩擦!
2. 边界摩擦
运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油
v
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
v
有一层压力油膜将两金属表面隔开,
1)液体润滑剂——润滑油; 2)半固体润滑剂——润滑脂; 3)固体润滑剂等。 1.润滑油 特点:有良好的流动性。 适用场合:混合润滑轴承和液体润滑轴承。
§15-4 润滑剂和润滑装置
润滑油最重要的物理性能是粘度,它也是选择润滑油的 主要依据。润滑油的粘度是指润滑油抵抗变形的能力, 它标志着液体内部产生相对运动时内摩擦阻力的大小。
此外,对于一定的载荷F,必须使速度v,粘度
η及间隙等匹配恰当(充分条件)。
§15-6 动压润滑的基本原理
二、液体动压润滑的基本方程
对照图15-18,假设: 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,即同一油膜截面上压力为常数(由
于油膜很薄,故这样假设是合理的); 3) 润滑油粘度η不随压力而变化,并且忽略油层的重力和惯性; 4) 润滑油处于层流状态。
第15章 滑动轴承
【解】 B 1.5d 1.5100 150mm
v dn 100 500 2.62m/s [v]
601000 601000
p F1 [ p] Bd
F1 [ p]dB 15100150 225000N
pv F2 v [ pv] Bd
F2 [ pv]dB/ v 15100150/ 2.62 85878N
轴承座
宽径比:轴瓦宽度B与轴颈直径d之比,B/d,是向心滑动轴承的重 要参数之一。 对于液体摩擦滑动轴承,常取B/d = 0.5 ~ 1; 对于非液体摩擦滑动轴承,常取B/d = 0.8 ~ 1.5。
二、止推滑动轴承 承受轴向载荷,利用轴的端面或在轴的中段做出凸肩承载。
固定式
可倾式
轴环承载
§15-3 轴瓦结构及轴承衬材料
1. 干摩擦 两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜时, 固体表面间直接接触。摩擦功损耗大,磨 损严重,温升高,使轴与轴瓦产生胶合。 滑动轴承中不允许出现干摩擦。
2. 边界摩擦 两摩擦表面间有润滑油,形成极薄的边界 油膜,不足以将两表面分隔开,相互运动 时,微观高峰部分仍将互相搓削。与干摩 擦相比,边界摩擦功耗、磨损减少。
也可以看作两板间的液体逐层发生了错动,层与层间存在着
液体内部的摩擦切应力。
由实验可得以下关系:
xA
移动 v
u
du 牛顿液体
dy 流动定律
—液体的动力黏度,
简称黏度,
B
y 静止v =0
量纲:力 时间 /长度2,Ns / m2 (Pas)
两板之间液体 逐层发生错动
运动黏度, = /
—液体密度
➢ 用作轴瓦材料的青铜,主要有锡青铜(中速重载)、铅 青铜(中速中载)和铝青铜(低速重载)。
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dm d1 d2
例题:试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端
的滑动轴承。钢绳拉力W为20KN,卷筒转速为
25r/min,结构如图15-10(a),其中轴颈直径
d=60mm。
解1):求最大径向载荷
F Fr Fmax 800 W 700 F 20000 7 17500N
8
2)取宽径比B/d=1.2 B=1.2×60=72mm
第十五章 滑动轴承 ❖了解摩擦的种类及其基本性质; ❖了解滑动轴承的主要类型、特点及应用 ❖了解常用的轴瓦材料、轴瓦结构 ❖掌握非液体润滑轴承的失效形式、 ❖。 设计计算准则。 ❖掌握形成流体动压润滑的基本条件,
重点:滑动轴承的工作原理, 滑动轴承的设计等
难点:滑动轴承的工作原理
第十五章 滑动轴承
3) 验算p、pv值
p F 17500 4.05MPa
Bd 72 60
由表选铸锡青铜
Pv Fn 17500 25 0.32MPa m / s
60000B 60000 72
§15-5 液体润滑轴承的工作原理
一、液体动压油膜的形成机理
AV
B
形成动压润滑的必要条件?
❖(1)相对运动两表面必须形成一个
§概述
一、轴承的功能 ❖支承轴及轴上零件、保持旋转精度 ❖减小转轴和支承间的摩擦磨损
二、轴承的类型
1)按照摩擦性质
➢滑动摩擦轴承(滑动轴承) ➢滚动摩擦轴承 (滚动轴承)
2)按照承受的载荷
❖向心轴承(Fr) ❖推力轴承(Fa) ❖向心推力轴承 (Fr、Fa)
三、滑动轴承的摩擦状态
1)干摩擦 2)边界摩擦 3)液体摩擦
一、径向滑动轴承
3.校核轴承的工作能力
❖限制轴承的pv值
目的:控制轴承温升, 避免边界膜的破裂 胶合
p v Fr dn Frn [ pv]
dL 601000 19100L
二、推力滑动轴承的设计
限制轴承平均压强p和pvm值 F
P
4
F
(d
2 2
d12 )
[P]
Pvm [ pv]
vm
dmn
60 1000
一、轴瓦的结构
1、轴瓦的形式与结构
整体式轴孔、油槽和油室
油孔、油槽开设原则 :
❖ 润滑油应从油膜压力最小处输入轴承 ❖ 油沟开在非承载区,否则会降低油膜的承载能力 ❖ 油槽轴向不能开通,以免油从油槽端部大量流失
二、轴承材料
1.对材料的要求
主要失效形式:磨损、胶合
❖摩擦系数小 ❖导热性能好、热膨胀系数小 ❖耐磨、防腐蚀性、抗胶合性能好 ❖足够的机械强度和塑性 ❖跑合性能好
根据失效形式:磨损和胶合 一、径向滑动轴承的设计
1.确定轴承的类型、结构和材料
2.确定轴承的宽径比
§15-4 非液体摩擦滑动轴承的 设计计算
一、径向滑动轴承的设计
3.校核轴承的工作能力
❖限制平均比压 p
目的:避免在过大载荷作用下 润滑油被挤出 磨损
p Fr [ p] dL
§15-4 非液体摩擦滑动轴承的 设计计算
剖分面
螺柱 对顶螺母
3)调心式
特点:
阶梯轴
轴瓦可随轴自动调位,保证 轴径与轴瓦为面接触,减少 轴瓦的局部磨损。
应用场合
❖当轴的刚度较小
❖轴颈较长
轴瓦
❖轴承座孔同心度较差
轴颈
二、推力滑动轴承 承受轴向载荷
轴的端面、轴的中短凸台或推力园盘
轴的端面
轴的中段凸台
轴的中段凸台
Fa
§15-3 轴瓦结构和轴承材料 一、向心滑动轴承
2.普通径向滑动轴承的长径比过大 会发生什么现象?如何处理?
3.试论述动压油膜形成的必要条件
4.非液体摩擦润滑轴承的设计依据 是什么?
轴颈 油环
2.常用材料
金属材料:
锡基轴承合金 ZSnSb11Cu6
1)轴承合金(巴氏合金<150C°)ZSnSb8Cu4
铅基轴承合金
锡青铜
ZPbSb16Sn16Cu2
2)青铜(250C°) 铝青铜
ZPbSb15SnCu3Cd2
铅青铜
3)铸铁
多孔质金属材料(粉末冶金) 塑料
含油轴承
§15-4 非液体摩擦滑动轴承的 设计计算
V
V
V
§15-2 滑动轴承的结构形式
一、向心滑动轴承
1)整体式
由轴承座、整体轴套、油孔等组成
特点:1)结构简单、成本低 2)轴套磨损后,间隙无法调整 3)装拆不便(只能从轴端装拆)
适于低速、轻载或间隙工作的机器。
2)剖分式
载荷垂直向下或偏斜较小
❖便于装拆
特 点:
❖可以调整间隙(加垫片)
载荷偏斜较大
❖
楔形间隙
❖(2)被油膜分开的两表面必须有一
❖
定的相对滑动速度vs,其运
动
❖
方向必须使润滑从大口流进,
❖❖(3)相对小运口动流两出表。面必须有一定粘
❖
度润滑油,且供油要充分。
二、液体动压轴承的工作过程
F
o1 D d o2
(a)
F
o1 o2
(b)
F
o1 o2
(c)
1.在滑动轴承条件性计算中限制 P、[pv]值的意义是什么?