滑动轴承
认识滑动轴承和滚动轴承轴承
刚性好——
成对的向心、推力轴承组合
轴支承跨距大——
自动调心轴承
装拆要求
经济性要求
单列向心球轴承最便宜滚子轴承较贵;精度越高越贵。
4.滚动轴承固定方法
5.滚动轴承固定方法(内圈固定方法)
5.滚动轴承固定方法(外圈固定方法)
6.轴承的安装和拆卸
6.轴承的安装和拆卸
装 小型轴承——手锤+辅助套筒 中小型轴承——液压机压内圈 中大型轴承——温差法(加热80-100度)
轴承
一、轴承的功用:是支承轴及轴上零件
二、轴承的分类 1.根据摩擦性质
滑动摩擦轴承(滑动轴承)
滚动摩擦轴承(滚动轴承)
2.按受载方向不同
向心轴承:
向心推力轴承:同时承受径向、轴向载荷
推力轴承:
承受径向力
承受轴向力
径向滑动轴承
滚动轴承 (向心轴承)
滚动轴承 (推力轴承)
推力滑动轴承
§5-2 轴承
拆 ①配合松的小型轴承——手锤+铜棒敲内圈 ②压力法——拉杆拆卸器(拉马)
d=代号×5(mm)
代号 04~96
例: 说明6208、71210等轴承代号的含义。
6208 为深沟球轴承,尺寸系列(0)2(宽度系列0,直径系列2),内径40 mm,精度P0级; 71210 为角接触球轴承,尺寸系列12(宽度系列1,直径系列2),内径50 mm
4.滚动轴承类型的选择 选择原则:轴承载荷、转速、刚性及调心性能要求、装拆要求、经济性
轴承衬
油沟的形式 滑动轴承安装维护要点
滚动轴承
滚动轴承的结构
1
2
3
4
5
滚动轴承的配合
材料
(二)滚动轴承的代号
第十三章 滑动轴承
2、磨料磨损
定义及机理:
从外部进入摩擦面间的游离硬颗粒或金属表 面较硬的微峰在较软材料的表面上犁刨出很 多沟纹,使金属表面材料脱落,脱落下来的 部分金属粉末又成为新的游离颗粒,这样的 微切削过程就叫磨料磨损。
影响磨损的因素:
材料的硬度和磨粒的尺寸与硬度。
(一般情况下,材料的硬度越高,耐磨性越好;金属 的磨损量随磨粒平均尺寸的增加而增大,随磨粒硬 度的增高而加大。)
4、腐蚀磨损
摩擦副受到空气中的酸或润滑油、燃油 中残存的少量无机酸(如硫酸)及水份 的化学作用或电化学作用,在相对运动 中造成表面材料的损失叫做腐蚀磨损。
三、润滑剂
润滑剂的作用:
在相对运动的表面间加入润滑剂,可以 降低摩擦,减少磨损,提高效率,延长 机体寿命,同时还有冷却、防腐、密封 等作用。
粘温特性与粘压特性
影响润滑油粘度的主要因素是温度 和压力,其中温度的影响最显著;
一般温度越高,粘度越小;压力增 大,粘度增大(5000kPa)。
2 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。 3 极压性能: 润滑油中的活性分子与摩擦表面形成 抗磨损和耐高压的化学反应膜称为极 压性能。
根据摩擦表面间存在润滑剂的情况,摩擦 又分为: 干摩擦; 边界摩擦; 液体摩擦; 混
干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属 接触时的摩擦。此时,摩擦系数最大,f>0.3,伴 随有大量的摩擦功损耗和严重的磨损,在滑动轴承 中表现为强烈的升温,甚至把轴瓦烧毁。所以在滑 动轴承中不允许出现干摩擦。
3、固体润滑剂
常用固体润滑剂:
无机化合物、有机化合物、金属以及金属 化合物等。如石磨、二硫化钼、聚四氟乙 烯、酚醛树脂等。
滑动轴承
机械设计
第十章 滑动轴承 第九章
31
四、承载能力和索氏数S0
β— 轴承包角,轴瓦连续包围轴颈所对应的角度。(P221)
φ— 从 OO 起至任意 膜厚处的油膜角。
α1+α2— 承载油膜角
φ1— 油膜起始角 φ2— 油膜终止角 p=pmax处:h=h0,φ=φ0
机械设计
第十章 滑动轴承 第九章
32
(P222 式10-19)
流出 流入
Δt— 油温升 Δt = t2-t1
1 1 t m (t 1 t 2 ) t 1 t 75C 平均温度: 2 2
33
积分一次得任意φ处的油膜压力pφ:
p dp
1
6
2
1
(cos cos0 ) d 3 (1 cos )
在φ1至φ2区间内,沿外载荷方向单位宽度的油膜力为:
F1 p cos[180 ( )]rd
1 2
对有限宽轴承,若不计端泄,油膜承载力F为:
p 0 x
,油压为增函数;
可见,对收敛形油楔,油楔内各处油压大
于入口、出口处油压→正压力→承载。
e e
e e
e e
h>h0 p>0 x
p x =0
h<h0 p x <0
p 静止件 x =0 p=0
e e
机械设计 ※若二板平行:
p x
第十章 滑动轴承 第九章
26
任何截面处h=h0, =0 ,不能产生高于出口、入口处的 油压→不能承载。 v
8
2、推力轴承(方法同径向轴承)(自学) 结构:空心、实心、单环、多环
实心式:
滑动轴承
2.限制轴承pv值
pv Fn [ pv] 20000B
3.限制滑动速度v
v dn [v]
601000
MPam / s m/s
(17.3) (17.4)
17.7 滑动轴承的条件性计算
17.7.2 推力轴承
常见的推力轴承止推面的形状见图17.12。实心端面推力轴颈 由于跑合时中心与边缘的磨损不均匀,愈近边缘部分磨损愈 快,以致中心部分压强极高。空心轴颈和环状轴颈可以克服 这一缺点。载荷很大时可以采用多环轴颈,它能承受双向的 轴向载荷。
轴承衬的厚度应随轴承直径的增大而增大,一般由十 分之几毫米到6毫米。
17.4 轴瓦结构
17.4.2 油孔、油沟和油室
油孔用来供应润滑油,油沟则用来输送和分布润滑油。 油沟的形状和位置影响轴承中油膜压力分布情况。润滑油 应该自油膜压力最小的地方输入轴承。油沟不应该开在油 膜承载区内,否则会降低油膜的承载能力(图17.7)。轴 向油沟应较轴承宽度稍短,以免油从油沟端部大量流失。 图17.8是油室的结构,它可使润滑油沿轴向均匀分布,并 起着贮油和稳定供油的作用。
17.6 润滑方法
3.油环润滑 轴颈上套有轴环(图17.10b),油环下垂浸到油池里,轴颈 回转时把油带到轴颈上去。这种装置只能用于水平而连续运 转的轴颈,供油量与轴的转速、油环的截面形状和尺寸、润 滑油粘度等有关。适用的转速范围为 60r/min~100r/min<n<1500r/min~2000r/min。速度过低,油环 不能把油带起;速度过高,环上的油会被甩掉。
工业上应用最广的润滑脂是钙基润滑脂,它在100摄氏度 附近开始稠度急剧降低,因此只能在60摄氏度以下使用。 钠基润滑脂滴点高,一般用在120摄氏度以下,比钙基脂 耐热,但怕水。锂基润滑脂有一定的抗水性和较好的稳 定性,适用于-20摄氏度~120摄氏度。
机械设计8—滑动轴承
3. 许用油膜厚度[h] ] 在其他条件不变的情况下, 在其他条件不变的情况下,外载荷 F↑,动压润滑轴承的 ↑ hmin↓ ,轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触,而不能实现 轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触, 液体润滑。 液体润滑。 显然,要想实现液体润滑,应满足如下条件: 显然,要想实现液体润滑,应满足如下条件: hmin ≥ [h]= S ( Rz1 + Rz2 ) ] 式中: 式中: S — 安全因数 , S ≥2,一般可取 S=2 一般可取 RZ1,RZ2 —轴颈和轴承孔表面粗糙度,µm 轴颈和轴承孔表面粗糙度, 轴颈和轴承孔表面粗糙度
特点
应用
2.极大型的、极微型的、极简单的场合;如自动化办公设备等。 极大型的、极微型的、极简单的场合;如自动化办公设备等。 极大型的 3.结构上要求剖分的场合;如曲轴用轴承。 结构上要求剖分的场合; 结构上要求剖分的场合 如曲轴用轴承。 4.受冲击与振动的场合;如轧钢机。 受冲击与振动的场合;如轧钢机。 受冲击与振动的场合
ψ = δ /r → δ = ψ . r =0.001x60 = 0.06mm x χ = 1-[h]/δ = 1 -9.6x10-3/0.06 = 0.84 - ] x
查表12-7,B/d = 108/120=0.9 得到 , / 查表 /
χ
Cp
0.80 3.067
0.85 4.459
插值计算:Cp = 4.181
§8-2 径向滑动轴承的主要类型
一、整体式 结构简单,成本低, 间隙无法 结构简单,成本低,但间隙无法 补偿,且只能从轴端装入, 补偿,且只能从轴端装入,适用 低速、轻载或间歇工作的场合。 低速、轻载或间歇工作的场合。 无法用于曲轴。 无法用于曲轴。 二、对开式(剖分式) 对开式(剖分式)
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
滑动轴承
液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑时的状态
F
△
液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算3
F
F
a
o1 o
D d
o1 o o
o1
h m in
e
初 始
◆
◆ ◆
状
态
稳定工作状态
演示
轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等;直径间隙Δ是公差形成的。
轴颈上作用的液体压力与F相平衡,在与F垂直的方向,合力为零。 轴颈最终的平衡位置可用φa和偏心距e来表示。
◆ 轴承工作能力取决于hlim,它与η、ω、Δ和F等有关,应保证hlim≥[h]。
液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算
三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 最小油膜厚度:hmin= δ-e = rψ(1-χ) 其中: 相对间隙,ψ = δ / r = Δ / d ψ—
液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算4
径向滑动轴承的典型结构2
轴承盖
下轴瓦
轴承座
对开式轴承(剖分轴套)
对开式轴承(整体轴套)
特
点:结构复杂、可以调整磨损而造成的 间隙、安装方便。
(虚拟演示)
应用场合:低速、轻载或间歇性工作的机器中。
滑动轴承的典型结构
三、止推滑动轴承的结构
F F
a a
径向滑动轴承的典型结构3
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有:
润滑脂牌号表
滑动轴承润滑剂的选择
二、润滑油及其选择
◆ ◆ ◆
滑动轴承润滑剂的选择2
特
点: 有良好的流动性,可形成动压、静压或边膜界润滑膜。
适用场合:不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。 选择原则:主要考虑润滑油的粘度。 转速高、压力小时,油的粘度应低一些;反之,粘度应高一些。 高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。
第十二章滑动轴承
二、摩擦状态 1.干摩擦 固体表面直接接触,因而 →功耗↑ 磨损↑ 不许出现干摩擦! 2.边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μ m 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。
vv
温度↑ →烧毁轴瓦
v
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。 摩擦和磨损极轻, f ≈ 0.001~0.01
v
在一般机器中,处于以上情况的混合状态。 边界摩擦
f
混合摩擦 液体摩擦
o
摩擦特性曲线
η n/p
称无量纲参数η n/p 为轴承特性数η -动力粘度, p-压强, n-每秒转数。
三、磨损 典型的磨损过程 1、磨合磨损过程 在一定载荷作用下形成一 个稳定的表面粗糙度,且在以 后过程中,此粗糙度不会继续 改变,所占时间比率较小。
二、轴瓦的结构
厚壁轴瓦 卷制轴套 薄壁轴瓦 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。 进油孔 油沟 F
整体轴套
油沟形式
d
宽径比 B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比, 是重要参数。 液体润滑摩擦的滑动轴承: 非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1 B/d=0.8~1.5
常采用自动调心式轴承,一般 B/d=0.5~1.5。
2、止推(推力)滑动轴承 作用:用来承受轴向载荷 结构特点:由轴承座和止推轴颈组成
a)实心式
b)空心式
c)单环式
d)多环式
§12-2
滑动轴承的失效形式、轴(轴承衬)瓦材料、结构 和轴承润滑
一、失效形式: 1、磨粒磨损 2、刮伤 3、胶合 4、疲劳剥落 5、腐蚀
滑动轴承
转速高、压力小时 选粘度低的油; 转速低、压力大时 选粘度高的油; 较高温度下工作时 用粘度高些的油。
压力高、滑动速度低时,选 择 针入度小的脂; 反之,选择 针入度大的脂; 润滑脂的滴点一般应高于轴 承工作温度约20—30℃。
二、润滑方式及润滑装置
1、油润滑
连续润滑:比较重要的轴承应当采用连续润滑方式 轴颈
三、滑动轴承的特点
1.承载能力大,耐冲击; 2.工作平稳,噪音低; 3.结构简单,径向尺寸小,轴向尺寸大。
四、滑动轴承的应用场合 1.高速、高精度、重载的场合;如汽轮 发电机、水轮发电机、机床等; 2.极大型的、极微型的、极简单的场合; 如自动化办公设备等; 3.结构上要求剖分的场合;如曲轴轴承; 4.受冲击与振动载荷的场合;如轧钢机。
已知:W=16KN,卷筒转速n=35r/min, d=50mm。试求:设计两端滑动轴承。
解:1)求F
当钢绳在卷筒中间时,两端滑动轴承受力相等, 且为钢绳上拉力的一半。但当钢绳绕到卷筒的边缘时 ,一端滑动轴承上受力达最大值,为:( W=16KN ,n=35r/min,d=50mm)
700 F RB W 800 14000 N
故选用 ZCuSn pb5 Zn5( 锡青铜)合适 5
针阀式油杯
定期旋转杯盖,使空腔体积减小而将润滑脂 注入轴承内,它只能间歇润滑。
旋盖
杯体
旋盖式油杯
§12-5 非液体摩擦滑动轴承的计算
一、径向滑动轴承 1、确定轴承的结构形式并选定轴瓦材料 2、选定宽径比B/d 轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比,它是径向 滑动轴承中的重要参数之一。推荐取0.5-1.5的径宽比。
§12-3 滑动轴承的润滑
滑 动 轴 承
1.1 滑动轴承的类型
1.1.3 止推滑动轴承
轴上的轴向力应采用止推轴承来承受。止推面可以利用轴的端面,或在轴的中段 做出凸肩(图1)或装上止推圆盘。也可以沿轴承止推面按一块块扇形面积开出楔形, 如图2(a)所示的固定瓦动压止推轴承,其楔形的倾斜角固定不变,在楔形顶部留出 平台,用来承受停车后的轴向载荷。
轴承用来支承轴及轴上零件、保持轴的旋转精度和减少转轴与支承之间的摩擦 和磨损。轴承一般分为两大类:滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承有着起动灵敏、效 率高、易于互换等一系列优点,在一般机器中获得了广泛应用。但是在高速、高精 度、重载、结构上要求剖分等场合下,滑动轴承就体现出它的优异性能。因而在汽 轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机中多采用滑动轴承。此外,在低速而带有 冲击的机器中,如水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等也采用滑动轴承。
1. 润滑油 2. 润滑脂 3. 固体润滑剂
1.2 滑动轴承材料及润滑
1.2.5 润滑装置
为了获得良好的润滑效果,需要正确选择润滑方法和相应的润滑装置。利用油 泵供应压力油进行强制润滑是重要机械的主要润滑方式。此外,还有不少装置实现 简易润滑。
图(a)是针阀式油杯。油杯接头与轴承进油孔相连。图(b)为油芯式油杯。 图(c)是润滑脂用的油杯,定期旋转杯盖,使空腔体积减小而将润滑脂注入轴承 内,它只能间歇润滑。
常用的轴瓦和轴承衬材料有下列几种。
1.2 滑动轴承材料及润滑
1.2.1 轴承合金
轴承合金(又称白合金、巴氏合金)有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。锡锑轴承 合金的摩擦系数小,抗胶合性能良好,对油的吸附性强,耐蚀性好,易跑合,是优良的轴承 材料,常用于高速、重载的轴承。但价格贵且机械强度较差,因此只能作为轴承衬材料而浇 铸在钢、铸铁[图(a)、(b)]或青铜轴瓦[图(c)]上。用青铜作为轴瓦基体是因 其导热性良好。这种轴承合金在110℃开始软化,为了安全,在设计运行时常将温度控制在 110℃以下。
滑动轴承分类介绍
滑动轴承1、滑动轴承的分类:1)按承受载荷的方向不同,分为径向轴承、径向止推轴承、止推轴承。
2)按承载机理分为固体摩擦轴承、边界摩擦轴承、动压轴承、静压轴承、静电轴承、磁力轴承。
3)按轴瓦材料分为金属轴承、粉末冶金轴承、碳石墨轴承、塑料轴承、橡胶轴承、宝石轴承、木轴承、陶瓷轴承。
4)按润滑剂不同分无润滑油轴承、固体润滑轴承、脂润滑轴承、有润滑轴承、水和气润滑轴承。
5)油润滑轴承按润滑方法不同,有滴油润滑轴承、油垫润滑轴承、油环润滑轴承、含油轴承、油浴润滑轴承、压力供油轴承。
常用滑动轴承:整体式轴承、对开式轴承、四开式轴承、自位式轴承、四油楔式轴瓦、椭圆瓦、止推瓦。
2、滑动轴承的选择选择径向滑动轴承可参考图13.1-1,选择止推滑动轴承可参考图13.1-23、对轴瓦基本要求(1)轴瓦应可靠地固定在轴承体上,不允许有任何相对轴向或径向运动。
(2)足够的强度与刚度。
(3)合金层必须对轴瓦紧密结合,不允许有任何气孔、松动。
(4)散热好。
(5)润滑好。
(6)轴承体有良好同心度,易拆卸检修。
4、对合金层的基本要求(1)抗压及抗疲劳强度足够,保证轴承承载能力大。
(2)可塑性好,允许轴少量倾斜偏移,允许微小硬颗粒嵌入。
(3)耐磨性好,摩擦系数低。
(4)导热性好。
(5)跑合性好,可缩短跑合时间,延长使用寿命。
5、轴瓦的引油方法(1)当轴瓦下半部承受载荷时,应由上部引入润滑油,也就是进油孔应避开轴承区,防止破坏油膜的连续,降低承载能力。
油槽不应沿轴瓦全长上开通,其长度一般为轴瓦长度的80%。
如两端开通,会降低承载能力。
(2)负荷交替作用在上下瓦时,应在轴瓦侧面,如轴瓦结合面附近引油。
(3)负荷随轴旋转而变化时,可借轴颈上钻出的油孔,或者由轴颈表面的纵向油槽布油。
但油孔、油槽应开在油层压力最低处,即应参照轴颈负荷矢量图指定的部位引油。
或在轴承背面开环形油槽引油。
轴瓦检修:1.检查(1)要求用小铅锤沿合金衬里表面顺次敲击,若为清脆声,则表示合金层与底瓦贴合牢固,亦无裂纹与孔洞。
机械设计-滑动轴承概述
轴瓦结构与轴瓦材料
轴承材料 1、对材料性能要求
轴瓦和轴承衬与轴颈直接接触,承受载荷,产生摩 擦和磨损,因此材料应具有以下性能:
(1) 足够的强度 (2)良好的耐磨性、减磨性和耐腐蚀性 (3)良好的导热性和抗胶合能力
轴瓦结构与轴瓦材料
2、常用的材料
总结
1.滑动轴承的结构 2.轴瓦结构与轴瓦材料
谢谢观看
轴瓦结构与轴瓦材料
轴瓦结构
2、油沟、油孔
为了使将润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工 作表面,在轴瓦的非承载区上要开出油沟和油孔。
轴瓦结构与轴瓦材料
轴瓦结构
3、轴承衬
为了节省金属材料(如轴承合金)及提高轴承工作能力,在强度 较高、价格较廉的轴瓦内表面上浇注一层减摩性更好的,但价格较 贵的合金材料。其厚度在0.5~6mm内。
3)应用:适于低速、轻载或间隙工作的机器。
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
当轴承受到的径向力有较大偏斜时,可采用斜开式向 心滑动轴承,剖分角一般为45°。
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
3、自动调心式滑动轴承 为防止轴承与轴颈的“边缘接触”,以避免轴承端部局部迅 速磨损。
特点轴:瓦外表面做成球面,与轴承盖和轴座的内表面相 配合,适应轴颈在轴弯曲时产生偏斜,减小磨损。
滑动轴承概述
1 滑动轴承的结构
CONTENTS
目
2 轴瓦结构与轴瓦材料
录
滑动轴承的结构
滑动轴承
径向滑动轴承(承受径向载荷) 按承载方向的不同 止推滑动轴承(承受轴向载荷)
径向止滑推动轴承(承受径向、轴向载荷)
滑动轴承的结构
径向滑动轴承
(1)整体式 1)构成: 轴承座、轴瓦
滑动轴承
两工件之间的间隙必须有楔形间隙;
A
两工件表面必须有相对滑动速度。 其运动方向必须保证润滑油从大截面 流进,从小截面出来;
τ Bp
两工件表面之间必须连续充满润滑
油或其它液体。
.
y
x p+dp
τ+dτ
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程
1、动压油膜的形成过程
∑ Fy =F
静止 →爬升 →将轴起抬
∑ Fx = 0 F
.
整体式 结构形式
对开式
一、轴瓦的形式和构造
整体轴套 单层材料 双层材料 多层材料 厚壁轴瓦 薄壁轴瓦
制造方法:铸造 内表面:可附有轴承衬 轴承衬材料:轴承合金 瓦背材料:铸.铁、钢或青铜
一、轴瓦的形式和构造
整体式
整体轴套 单层材料 双层材料
结构形式
多层材料
对开式
厚壁轴瓦 薄壁轴瓦
制造方法:双金属板连续轧制批量生产
§12-4 轴瓦结构
.
整体式 结构形式
对开式
一、轴瓦的形式和构造
整体轴套 单层材料 双层材料 多层材料 厚壁轴瓦 薄壁轴瓦
.
整体式 结构形式
对开式
一、轴瓦的形式和构造
整体轴套 单层材料 双层材料 多层材料 厚壁轴瓦 薄壁轴瓦
.
整体式 结构形式
对开式
一、轴瓦的形式和构造
整体轴套 单层材料 双层材料 多层材料 厚壁轴瓦 薄壁轴瓦
静压轴承
.
§12-2 滑动轴承的主要结构形式
.
一、整体式径向滑动轴承
1、作用:主要承受径向载荷。
2、组成: 轴承座
减摩材料制成
整体轴套
3、优点:
结构简单
第十二章 滑动轴承
二、对开式结构
• 组成
• 特点:装拆方便;磨损后可用垫片调间隙,也可靠修刮轴瓦 • 应用:广泛 • 标准: JB/T2561——1991(双螺孔) JB/T2562——1991(四螺孔)
12.3 失效形式及常用材料
一、失效形式
1. 磨粒磨损:改变轴承形状,降低精度、性能及寿命; 2. 刮伤:划出线状伤痕; 3. 咬粘(胶合):高温重载油膜破裂产生,可使运动中止;
2. 轴瓦材料:铸铝青铜(表12-2)其中:[p]=15MPa, [pv]=12MPa*m/s ,[v]=4m/s 3. 润滑方式:脂润滑,2号钙基脂(表12-3)
4. 验算p :p=F/dB=2*105 / (200*300)=3.33MPa<[p]
5. 验算pv, v: v=πdn/(60*1000)=3.14m/s<[v] pv=3.33*3.14=10.47<[pv] 6. 选择配合:H7/d9 均合格
[pv]: 许用值,见表12-6
注意:若为多环则[p]及[pv] 值均比单环降低50%
例题:
设计一起重机卷筒上的滑动轴承,已知轴承上的径向 载荷F=2*105 N ,轴颈直径 d=200mm ,轴的转速 n=300r/min
解: 1. 确定轴承结构:因低速重载,则按非液体润滑轴承设 计,采用对开结构;轴承宽度取 B/D=1.5,则: B=1.5*200=300mm;
4. 疲劳剥落:变载产生疲劳裂纹,裂纹扩展导致剥落;
5. 腐蚀:润滑的氧化生成的物质,水分,氧,硫等; 6. 其它:气蚀,流体侵蚀,电侵蚀,微动磨损等
滑动轴承故障原因平均比例 故障原 因 比率/% 不干 润滑油 净 不足 38.3 11.1 安装误 差 15.9 对中不 良 8.1 超载 腐蚀 制造精 气 度低 蚀 6.0 5.6 5.5 2.8 其 它 6.7
滑动轴承详解
此式说明压力沿x方 向的变化率与速度 梯度沿y方向的变化 率成正比。
流体动压力的形成和压力油膜承载原理
靠运动表面带动粘性流体以足够的速度流经收敛形间 隙时,流体内所产生压力叫流体动压力 间隙内具有动压力的油层称为流体动压油膜
3.形成流体动压的条件
形成流体动压的必要条件是:
(1)流体必须流经收敛间隙, 而且间隙倾角越大则产生的 油膜压力越大。 (2)流体必须有足够的速度
材料 材料
钢 轴承合 或 金或 铸 铅青铜 铁 轴承
合金 铸 轴承 铁 合金
应用场合
用于高速重载 有冲击的轴承
用于振动及冲击 载荷下的轴承 用于平稳载荷下 工作的轴承
轴承衬厚度
s = 0.01d
s = 0.01d s = 0.01d
青 轴承 铜 合金
用于高速重载的 重要轴承
s = 0.01d
沟槽形状
• 非液体摩擦滑动轴承: 结构简单,使用方便,但损耗较大。
• 液体摩擦轴承的特点有(与滚动轴承比): (1)在高速重载下能正常工作,寿命长; (2)精度高,液体摩擦轴承磨损小(如葛洲坝电 站推力轴承最近拆卸后发现表面刀痕还
在); (3)滑动轴承可做成剖分式的,能满足特殊 结构的需要;
(4)液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用, 可以吸收震动,缓和冲击;
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。
(2)青铜 抗胶合能力仅次于轴承合金,强度较高 铸锡磷青铜:减摩、抗磨好,强度高,用于重载。 铅青铜:抗疲劳、导热、高温时铅起润滑作用。 铝青铜:抗冲击强、抗胶合差。
滑动轴承
一、径向滑动轴承的计算
已知条件 外加径向载荷F (N)、 轴颈转速n(r/mm) 轴颈直径d (mm) 验算设计内容 验算轴承的平均压力 验算轴承pv值
验算滑动速度
一、径向滑动轴承的计算
1、验算轴承的平均压力p
目的:限制轴承压强p,以保证润滑油不被过大的压力 挤出,从而避免轴瓦产生过渡的磨损。
F p= ≤[p] Bd
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。 但导热性差、膨胀系数大、容易变形。 轴瓦常用材料有( 轴承合金)、( 青铜 )、( 黄铜 ) ( 铸铁 )、(非金属材料 )。
§12-4
轴瓦结构
一、轴瓦的形式和构造
整体轴套 整体式 结构形式 对开式 单层材料 双层材料 多层材料 厚壁轴瓦 薄壁轴瓦
F
单轴向油槽开在非承载区 (在最大油膜厚度处)
双轴向油槽开在非承载区 (在轴承剖分面上)
双斜向油槽 (用于不完全液体润滑轴承)
§12-5
滑动轴承润滑剂的选用
一、润滑脂及其选择
1、特点:
无流动性,可在滑动表面形成一层薄膜。
2、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。
验算轴承的平均压力
验算轴承pv值
F
d1 d2
二、止推滑动轴承的计算
1、验算轴承的平均压力p
Fa Fa p ≤[p] 2 A z (d 2 d12 ) 4
F
F
d2
z----轴环数 2、 验算轴承的pv值 pvm≤[pv]
d1 d2
d1
对于多环止推轴承,考虑承载的不均匀性, [p]、[pv]应降低 50%
第12章 滑动轴承解读
嵌入性:材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动的刮伤和磨粒磨损 的性能。 磨合性:轴瓦与轴颈表面应易于磨合,从而改善摩擦面的接触状况。 3)具有足够的强度和抗腐蚀性; 4)有良好的导热性、加工工艺性及经济性; 2. 常用材料: (见表12-2)
◆
滑动轴承的材料
一、轴瓦的形式和构造
按构造 分 类 按材料 分 类
紧定螺钉
轴承座
轴瓦结构
为把润滑油导入轴承的工作面,在轴瓦上开设: 油孔: 油槽: 油室:
◆
滑动轴承的轴瓦结构4
还起储油和稳定供油的作用,用于大型轴承。
原则: 1)油槽沿轴向不能开通,以防止润滑油从端部大量流失。 2)对液体动压润滑轴承,油槽应开在非承载区 3)对混合润滑轴承,油槽应尽量延伸到最大压力区附近。
第十二章
滑动轴承
§12-1 滑动轴承的特点与类型
一、滑动轴承的特点
1.承载能力大,耐冲击;
2.工作平稳,噪音低; 3.结构简单,径向尺寸小。
滑动轴承概述2
二、滑动轴承的应用场合
1.高速、高精度、重载的场合;如汽轮发电机、水轮发电机、机床等。
2.极大型的、极微型的、极简单的场合;如自动化办公设备等。 3.结构上要求剖分的场合;如曲轴轴承 4.受冲击与振动载荷的场合;如轧钢机。
式中: υ -止推环平均直径 ( d m
d2 d0 )处的圆周速度。 2
Z=1时,查表12-5; [p υ ]- Z>1时,表中值降低50%。 注意:设计时液体动压润滑轴承,常按上述条件性计算进行初步计算。
(动压润滑轴承在起动和停车阶段,往往也处于混合润滑状态)
形成流体动压润滑的条件
◆ 对于边界膜的强度,目前尚无完善的计算方法,常进行条件性计算。 ◆
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
滑动轴承滑动轴承[huá dòng zhóu chéng] 滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。
滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。
在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。
但起动摩擦阻力较大。
轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。
轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。
滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。
常用的滑动轴承材料有轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨,聚四氟乙烯(特氟龙、PTFE)、改性聚甲醛(POM)、等。
滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。
滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。
在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。
但起动摩擦阻力较大。
轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。
轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。
聚四氟乙烯(PTFE)、改性聚甲醛(POM)、等。
滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。
[1]滑动轴承种类很多。
滑动轴承①按能承受载荷的方向可分为径向(向心)滑动轴承和推力(轴向)滑动轴承两类。
②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。
③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。
④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。
⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。
滑动轴承轴瓦分为剖分式和整体式结构。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质,常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料,通常称为轴承衬,所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。
轴瓦或轴承衬是滑动轴承的重要零件,轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。
由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触,一般轴颈部分比较耐磨,因此轴瓦的主要失效形式是磨损。
轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关,选择轴瓦材料应综合考虑这些因素,以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。
轴承的材料有1)金属材料,如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等轴承合金:轴承合金又称白合金,主要是锡、铅、锑或其它金属的合金,由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好,故适用于重载、高速情况下,轴承合金的强度较小,价格较贵,使用时必须浇铸在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上,形成较薄的涂层。
2)多孔质金属材料(粉末冶金材料)多孔质金属材料:多孔质金属是一种粉末材料,它具有多孔组织,若将其浸在润滑油中,使微孔中充满润滑油,变成了含油轴承,具有自润滑性能。
多孔质金属材料的韧性小,只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。
3)非金属材料轴承塑料:常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等,塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性,可用油和水润滑,也有自润滑性能,但导热性差。
滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚而“咬死”,所以在设计轴承时,应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,合适的润滑剂并采用合适的供应方法,改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。
1、瓦面腐蚀:光谱分析发现有色金属元素浓度异常;谱中出现了许多有色金属成分的亚微米级磨损颗粒;润滑油水分超标、酸值超标。
2、轴颈表面腐蚀:光谱分析发现铁元素浓度异常,铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒,润滑油水分超标或酸值超标。
3、轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒,金属表面存在回火色。
4、瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常,铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒,润滑油水分及酸值异常。
5、轴承表面拉伤:铁谱中发现有切削磨粒,磨粒成分为有色金属。
6、瓦面剥落:铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。
7、轴承烧瓦:铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。
8、轴承磨损:由于轴的金属特性(硬度高,退让性差)等原因,易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等状况。
漆锈的预防:漆锈的特点是在一个密封式电机,一开始电机听起来不错,但在一段时间的仓库,电动机变得非常不正常的声音,除去轴承严重生锈。
许多制造商将被视为前轴承的问题,主要的问题是,出的绝缘漆挥发酸在一定的温度,湿度金属的腐蚀与防护,腐蚀性物质的形成,渠道滑动轴承造成腐蚀损坏。
滑动轴承寿命是制造,组装,使用密切相关,必须使每一个环节,才能使国家运作的最好的轴承,从而延长轴承的使用寿命。
1、部分企业在生产涂装机轴承的过程中没有严格按清洗防锈规程和油封防锈包装的要求对加工过程中的涂装机轴承零件和装配后的涂装机轴承成品进行防锈处理。
如套圈在周转过程中周转时间太长,外圈外圆接触有腐蚀性的液体或气体等。
2、部分企业在生产中使用的防锈润滑油、清洗煤油等产品的质量达不到工艺技术规定的要求。
3、由于涂装机轴承钢价格一降再降,从而造成涂装机轴承钢材质逐渐下滑。
如钢材中非金属杂质含量偏高(钢材中硫含量的升高使材料自身抗锈蚀性能下降),金相组织偏差等。
现生产企业所用的涂装机轴承钢来源较杂,钢材质量更是鱼龙混珠。
4、部分企业的环境条件较差,空气中有害物含量高,周转场地太小,难以进行有效的防锈处理。
再加上天气炎热,生产工人违反防锈规程等现象也不乏存在。
5、一些企业的防锈纸、尼龙纸(袋)和塑料筒等涂装机滑动轴承包装材料不符合滚动涂装机轴承油封防锈包装的要求也是造成锈蚀的因素之一。
6、部分企业涂装机滑动轴承套圈的车削余量和磨削余量偏小,外圆上的氧化皮、脱碳层未能完全去除也是原因之一。
[2]国内针对滑动轴承磨损一般采用的是补焊、镶轴套、打麻点等方法,但当轴的材质为45号钢(调质处理)时,如果仅采用堆焊处理,则会产生焊接内应力,在重载荷或高速运转的情况下,可能在轴肩处出现裂纹乃至断裂的现象,如果采用去应力退火,则难于操作,且加工周期长,检修费用高;当轴的材质为HT200时,采用铸铁焊也不理想。
一些维修技术较高的企业会采用电刷镀、激光焊、微弧焊甚至冷焊等,这些维修技术往往需要较高的要求及高昂的费用。
[3]对于以上修复技术,在欧美日韩企业已不太常见,发达国家一般采用的是高分子复合材料技术和纳米技术,高分子技术可以现场操作,有效提升了维修效率,且降低了维修费用和维修强度。
其中应用最为广泛的是美嘉华福世蓝技术体系,相比传统技术,高分子复合材料既具有金属所要求的强度和硬度,又具有金属所不具备的退让性(变量关系),可以最大限度确保修复部位和配合部件的尺寸配合;同时,利用复合材料本身所具有的抗压、抗弯曲、延展率等综合优势,可以有效地吸收外力的冲击,极大化解和抵消轴承对轴的径向冲击力,并避免了间隙出现的可能性,也就避免了设备因间隙增大而造成的二次磨损[3]。
结构设计注意问题滑动轴承滑动轴承是面接触的,所以接触面间要保持一定的油膜,因此设计时应注意以下这几个问题:1、要使油膜能顺利地进入摩擦表面。
2、油应从非承载面区进入轴承。
3、不要使全环油槽开在轴承中部。
4、如油瓦,接缝处开油沟。
5、要使油环给油充分可靠。
6、加油孔不要被堵。
7、不要形成油不流动区。
8、防止出现切断油膜的锐边和棱角。
滑动轴承也可用润滑脂来润滑,在选择润滑脂时应考虑下列几点:(1)轴承载荷大,转速低时,应选择锥入度小的润滑脂,反之要选择锥入度大的。
高速轴承选滑动轴承用锥入度小些、机械安定性好的润滑脂。
特别注意的是润滑脂的基础油的粘度要低一些。
(2)选择的润滑脂的滴点一般高于工作温度20-30℃,在高温连续运转的情况下,注意不要超过润滑脂的允许使用温度范围。
(3)滑动轴承在水淋或潮湿环境里工作时,应选择抗水性能好的钙基、铝基或锂基润滑脂。
(4)选用具有较好粘附性的润滑脂。
2、滑动轴承用润滑脂的选择:载荷<1MPa,轴颈圆周速度1m/s以下,最高工作温度75℃,选用3号钙基脂;载荷1-6.5MPa,轴颈圆周速度0.5-5m/s,最高工作温度55℃,选用2号钙基脂;载荷>6.5MPa,轴颈圆周速度0.5m/s以下,最高工作温度75℃,选用3号钙基脂;载荷<6.5MPa,轴颈圆周速度0.5-5m/s,最高工作温度120℃,选用2号锂基脂;载荷>6.5MPa,轴颈圆周速度0.5m/s以下,最高工作温度110℃,选用2号钙-钠基脂;载荷1-6.5MPa,轴颈圆周速度1m/s以下,最高工作温度50-100℃,选用2号锂基脂;载荷>5MPa 轴颈圆周速度0.5m/s,最高工作温度60℃,选用2号压延机脂;在潮湿环境下,温度在75-120℃的条件下,应考虑用钙-钠基脂润滑脂。
在潮湿环境下,工作温度在75℃以下,没有3号钙基脂,也可用铝基脂。
工作温度在110-120℃时,可用锂基脂或钡基脂。
集中润滑时,稠度要小些。
3、滑动轴承用润滑脂的润滑周期:偶然工作,不重要零件:轴转速<200r/min,润滑周期5天一次;轴转速>200r/min,润滑周期3天一次。
间断工作:轴转速<200r/min,润滑周期2天一次;轴转速>200r/min,润滑周期1天一次。
连续工作,工作温度小于40℃:轴转速<200r/min,润滑周期1天一次;轴转速>200r/min,润滑周期每班一次。
连续工作,工作温度40-100℃:轴转速<200r/min,润滑周期每班一次;轴转速>200r/min,润滑周期每班二次。
既要使轴颈与滑动轴承均匀细密接触,又要有一定的配合间隙。
滑动轴承是指轴颈与滑动轴承的接触面所对的圆心角。
接触角不可太大也不可太小。
接触角太小会使滑动轴承压强增加,严重时会使滑动轴承产生较大的变形,加速磨损,缩短使用寿命;接触角太大,会影响油膜的形成,得不到良好的液体润滑。
试验研究表明,滑动轴承接触角的极限是120°。
当滑动轴承磨损到这一接触角时,液体润滑就要破坏。
因此再不影响滑动轴承受压条件的前提下,接触角愈小愈好。
从摩擦力距的理论分析,当接触角为60°时,摩擦力矩最小,因此建议,对转速高于500r/min的滑动轴承,接触角采用60°,转速低于500r/min的滑动轴承,接触角可以采用90°,也可以采用60°。