第12章滑动轴承PPT课件
合集下载
四章摩擦十二章滑动轴承PPT学习教案
K ——考虑表面几何形状误差、轴的弯曲变形
和安装误差的可靠性系数，通常取K 2
第42页/共64页
四、滑动轴承的热平衡计算
在热平衡状态，对于非压力供油的径向滑动轴承有
fFrV cQt0 ti Ks At0 ti
——润滑油的密度
c——润滑油的比热 Ks ——轴承体的散热系数
A——轴承体散热面积 t0 ——润滑油的出口温度 ti ——润滑油的入口温度
第3页/共64页
3-2 磨损
运动副表面材料不断损失的现象称为磨损。 单位时间内材料的磨损量（体积、重量、厚度等） 称为磨损率。 零件的磨损过程大致可分为三个阶段。 1.跑和磨损阶段 2.稳定磨损阶段 3.剧烈磨损阶段
第4页/共64页
3-2 磨损
根据磨损机理可将磨损分为:
1.粘着磨损
2.磨粒磨损
3.疲劳磨损
d / dy
定义为流体的粘度。上式称为牛顿流体粘性定律,凡符合此定 律的流体称为牛顿流体,否则称为非牛顿流体。
第6页/共64页
粘度的表示方法 1.动力粘度η
图示,长、宽、高各为1m的流体，如果使立方体顶面流体层相 对底面流体层产生1m/s的运动速度，所需要的外力F为1N时， 则流体的粘度η为1N•s/m²，叫做“帕秒”，常用P•s表示。
第35页/共64页
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)流体必须有足够速度
(3)流体必须是粘性流体
二、流体动压基本方程
dp dx
d 2
dy2
将此式变形 并积分，得
dp dx
6 V
h
h0 h3
此式称为一维流体动压基本方程，也叫
和安装误差的可靠性系数，通常取K 2
第42页/共64页
四、滑动轴承的热平衡计算
在热平衡状态，对于非压力供油的径向滑动轴承有
fFrV cQt0 ti Ks At0 ti
——润滑油的密度
c——润滑油的比热 Ks ——轴承体的散热系数
A——轴承体散热面积 t0 ——润滑油的出口温度 ti ——润滑油的入口温度
第3页/共64页
3-2 磨损
运动副表面材料不断损失的现象称为磨损。 单位时间内材料的磨损量（体积、重量、厚度等） 称为磨损率。 零件的磨损过程大致可分为三个阶段。 1.跑和磨损阶段 2.稳定磨损阶段 3.剧烈磨损阶段
第4页/共64页
3-2 磨损
根据磨损机理可将磨损分为:
1.粘着磨损
2.磨粒磨损
3.疲劳磨损
d / dy
定义为流体的粘度。上式称为牛顿流体粘性定律,凡符合此定 律的流体称为牛顿流体,否则称为非牛顿流体。
第6页/共64页
粘度的表示方法 1.动力粘度η
图示,长、宽、高各为1m的流体，如果使立方体顶面流体层相 对底面流体层产生1m/s的运动速度，所需要的外力F为1N时， 则流体的粘度η为1N•s/m²，叫做“帕秒”，常用P•s表示。
第35页/共64页
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)流体必须有足够速度
(3)流体必须是粘性流体
二、流体动压基本方程
dp dx
d 2
dy2
将此式变形 并积分，得
dp dx
6 V
h
h0 h3
此式称为一维流体动压基本方程，也叫
机械设计课件——第十二章 滑动轴承
L－轴承长度mm； n－轴颈转速r/min ；
[p]，[pV] －许用应力Mpa , Mpa·m/S
3.验算速度V→ 跨距大的轴→装配误差或轴挠曲变形 →速度大，局部摩擦功大
v dn v
1000 60
12.4.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1.轴承压强验算: 2.验算ｐｖm值:
也就是压力沿圆周方向的 变化率。
12.6.3径向滑动轴承承载系数和最小油膜厚度计算
影响最小油膜厚度的因素很多，可以用一个表示这些因素综 合影响的无量纲数——承载量系数来反映
L——轴承长度，mm L / d ——轴承长径比
C / r——相对间隙
e OO ' ——偏心距，mm
e / C——相对偏心距（偏心率）
h——沿圆周方向任一位置的间隙（油膜厚度），mm h=C+ecosφ
h0 ——对应最大压力处的油膜厚度,mm
h0=C+ecosφ0
hmin ——最小油膜厚度，mm hmin=C-e=C(1- )
流体是连续的，各截面的流量必须相等
∵ Q0 Q
∴
1 2
vh0
1 2
vh
1
12
dp dx
h3
液体动压润滑的基本方程 (一维雷诺方程):
dp 6 V h h0
dx
h3
此式称为一维流体动压基本方程，也叫一维雷诺 方程
表示流体压力的变化率与流体的粘度、速度和间 隙之间的关系。
12.6 液体动压径向滑动轴承的计算
双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见表12.2
瓦背 轴承衬 材料 材料
《滑动轴承》PPT课件
聚四氟乙烯
4、气体润滑剂——空气
ppt课件
25
1、润滑油
用作润滑剂的油类有三类：①有机油， 通常是动植物油；②矿物油，主要是石油产 品；③化学合成油。
（1）粘度——表征润滑油的内摩擦特性。
1）动力粘度 牛顿粘性液体摩擦定律（简称粘性定律）： 在流体中任意点处的切应力均与该处流体的 速度梯度成正比。
➢ 滑动轴承具有一些独特的优点，在某些不 能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合， 如工作转速特高、特大冲击与振动、径向 空间尺寸受到限制或必须剖分安装(如曲轴 的轴承)、以及需在水或腐蚀性介质中工作 等条件下，占有重要地位。在轧钢机、汽 轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属刨 削机床中应用广泛。
ppt课件
3
§01 摩擦状态
干摩擦
摩擦
静摩擦 动摩擦
滑动摩擦 滚动摩擦
边界摩擦（润滑） 流体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑）
ppt课件
4
干摩擦
边界摩擦
流体摩擦
ppt课件
5
➢ 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。 ➢ 当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜
隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附
单位换算：
1St（斯）=1cm2/s=100cSt（厘斯）=10-4m2/s
3）条件粘度
条件粘度是在一定条件下，利用某种规格的粘度
计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行计量
的粘度。我国常用恩氏度（0Et）作为条件粘度单位。
ppt课件
28
➢ 流体的粘度，特别是
润滑油的粘度，随温
度而变化的情况十分
可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。
➢青铜可以单独做成轴瓦。为节省有色金属，也可将
滑动轴承PPT
υ (m/s)
πdn υ= ≤ [υ] 60×1000
d B
式中：[
υ ]—材料的许用滑动速度，见表12－3 。
[p]、[v]、[ pv ]的选择 、 、
注：轴承孔与轴颈的配合一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6 、
滑动轴承的条件性计 算3
滑动轴承的条件性计算
止推滑动轴承的设计计算
二、止推滑动轴承的计算
主要用于橡胶轴承或塑料轴承。 如：汞、液态钠、钾、锂等，主要用于宇航器中的某 些轴承。 主要是空气，只适用于轻载、高速轴承。
2） 水
3） 固体润滑剂 4） 气体
二、润滑方法 （见表12－8 和图12－16）
是指将润滑剂送入轴承的方法，主要有： 1）压力润滑； 3）油浴飞溅润滑； 5）油环润滑； 7）油绳润滑； 2）滴油润滑； 4）旋盖式注油油杯（用于脂润滑）； 6）油垫润滑； 8）压注油杯润滑等
◆
顺应性：材料通过表层的弹、塑性变形来补偿轴承滑动表面接触不良 的能力。 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。 2. 常用材料： （见表12－2）
◆
◆
滑动轴承的材料3
§13-4 润滑剂和润滑方法1
§12-4 润滑剂和润滑方法
一、润滑材料
1. 润滑油
◆ ◆ ◆
特点： 有良好的流动性，可形成动压、静压润滑或边界润滑。 适用场合：混合润滑轴承和液体润滑轴承。 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。
根据轴颈直径 d 和轴的转速 n →查图12－15确定粘度区， →查表12－4确定润滑油的粘度， 2. 润滑脂
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。
第十二章滑动轴承PPT课件
2、求解 取“微单元体”：
X 0:
pdydz ( p p dx )dydz dxdz ( dy )dxdz 0
x
y
p
x y
由牛顿粘性定律
u
y
p 2u
x y 2
（u:流体流动速度）
流体的压力变化与速度的变化情况成正比 第26页/共45页
1.油层的速度分布
2u 1 p
y2 x
yx
第27页/共45页
2.润滑油流量： 无侧漏时，润滑油在单位时间内流经
任意截面上单位宽度面积的流量为：
q h udy vh h3 p
0
2 12 x
设在最大油压Pmax处，h=h0(即
p x
0时，h=h0)，此时：
q
v 2
h0
连续流动方程：任何截面沿x方向单位宽度流量q相等
∴
1 2vh0
1vh 2
1
12
p x
h3
p x
6v
(h h0 ) h3
一维雷诺方程
第28页/共45页
3、油楔承载机理
由
p x
6v
(h h0 ) h3
油压变化与η、v、h有关
h0
p →积分→油膜承载能力 →平衡外载
当h＞h0时，xp 0 ，油压为增函数； 当h=h0时，xp 0 ，p=pmax； 当h＜h0时，xp 0 ，油压为减函数。 可见，对收敛形油楔，油楔内各处油压大于入口、出口处油压
第16页/共45页
§12—5 滑动轴承润滑剂的选用
润滑剂┌润滑油→液体 │润滑脂→润滑油＋稠化剂 └固体润滑剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀
一. 润滑油及其选择
润滑油是应用最广的润滑剂 主要性能指标: 粘度、润滑性（油性）、极压性、闪 点、凝点等
滑动轴承--ppt课件精选全文
按油槽数量分——单油槽、多油槽等。
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p开pt课在件非承载区 （在轴承剖分面上）
双斜向油槽 （用于不完全液体润滑28轴承）
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
ppt课件
29
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 ：
pv
=
F Bd
πdn ·60× 1000
≤[pv]
3、验算轴承的滑动速度v
V过大易引起轴承的早期磨损，有时需校核。
滑A 磨动损轴４承B计．发算选热中择限C配制胶合p合v一值vD≤般时塑[可考性v选虑]变ppH限t课形9件制/d轴9或承H的8/（f7、BH7）/f6。
36
二、止推滑动轴承的计算
已知条件
小，效率高，承载能力大，工作平稳，能减振缓冲，但设计、制造、
调整、维护要求高、成本高。
滚动轴承多用于一般机械
ppt课件
4
三、滑动轴承的分类
1、按受载类型 径向轴承——径向力 止推轴承——轴向力
2、按润滑状态 不完全液体滑动轴承
液体滑动轴承 动压轴承
3、滑动轴承设计内容
轴承的型式和结构选择； 轴瓦的结构和材料选择； 轴承的结构参数设计； 润滑剂及其供应量的确定； 轴承工作能力及热平衡计算。
A 增加 B 始终不变 C 减少 D 随ppt课着件压力增加而减小
31
三、固体润滑剂
1、 特点：
可在滑动表面形成固体膜。
2、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。
3、常用类型：
二硫化钼，碳―石墨，聚四氟乙烯等。
- 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)。
邓 召
错动。
义
轴承盖上部开有螺纹孔，用以安装油杯。
轴瓦也是剖分式的，通常由下轴瓦承受载荷。
为了节省贵重金属或其它需要，常在轴瓦内 表面上浇注一层轴承衬。
在轴瓦内壁非承载区开设油槽，润滑油通过 油孔和油槽流进轴承间隙。
轴承剖分面最好与载荷方向近似垂直，多数 * 轴承的剖分面是第12水章滑平动轴承的(也有做成6倾斜的)。
用的结构形式有空心式，单环式和多环式， 下
其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径，
邓 召
因其端面上的压力分布极不均匀，靠近中心 义
处的压力很高，对润滑极为不利。
空心式轴径接触面上压力分布较均匀，润滑条 件较实心式有所改善。
单环式是利用轴颈的环形端面止推，而且可以 利用纵向油槽输入润滑油，结构简单，润滑方 便，广泛用于低速，轻载的场合。
学习目标
滑动轴承的特点和应用场合；对滑动轴承的典型结 构、轴瓦材料及其选用原则有一较全面的认识；掌 握不完全液体润滑滑动轴承和液体动力润滑径向滑 动轴承的设计原理及设计方法 。
*
第12章滑动轴承
1
§12-1 概述
机
根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动轴承和滚动轴
械 设
承两大类。
计
滚动轴承由于摩擦系数低，起动阻力小，且已标准化，对设计、下
另外，只能从轴颈端部装拆，对于重型机器的 轴或具有中间轴颈的轴，装拆很不方便，甚至 无法实现
所以这种轴承多用在低速、轻载或间歇性工作的 机器中。
*
第12章滑动轴承
5
(二)对开式径向滑动轴承
机 械
设
对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分式 计
轴瓦和双头螺柱等组成。
下
剖分面常作成阶梯形，以便对中和防止横向
液体动力润滑轴承（简称液体动压轴承）
液体静力润滑轴承（简称液体静压轴承）
本章主要讨论液体动压轴承
*
第12章滑动轴承
3
机
械
续
设 计
下
要正确地设计滑动轴承，必须合理地解决以下 邓
问题：
召 义
1)轴承的形式和结构设计；
2)轴瓦的结构和材料选择；
3)轴承的结构参数的确定；
4)润滑剂的选择和供应；
5)轴承的工作能力及热平衡计算。
第十二章滑动轴承
机 械
设
内容提要
结构图
计
介绍了滑动轴承的特点、典型结构、轴瓦的材料和 下
选用原则；着重讨论了不完全液体润滑和液体动力
邓 召
润滑径向滑动轴承的设计准则和设计方法；较详细 义
地分析了流体动力润滑的基本方程及其在液体动力
润滑径向轴承设计计算中的应用；对液体静压轴承、
无润滑轴承、多油楔轴承等作了简要介绍。
使用、润滑、维护都很方便，因此在一般机器中应用较广
邓
但由于滑动轴承本身具有一些独特优点，使得它在某些场合仍 占有重要地位。目前滑动轴承主要应用于以下几种情况：
召 义
工作转速特高的轴承。
要求对轴的支承位置特别精确的轴承
特重型的轴承
承受巨大的冲击和振动载荷的轴承
根据装配要求必须做成剖分式的轴承（如曲轴的轴承）
小。此外，硫对含银或含铜的轴承材料的腐
蚀，润滑油中水分对铜铅合金的腐蚀，都应
予以注意。
*
第12章滑动轴承
12
续
机 械
*
第12章滑动轴承
4
机
§12-2滑动轴承的主要结构型式
械 设 计
(一)整体式径向滑动轴承
下
整体式径向滑动轴承由轴承座、整体式轴套等组 成。轴承座上设有安装润滑油杯的螺纹孔。
邓 召 义
在轴套上开有油孔并在轴套的内表面上开有油槽
这种轴承的优点是结构简单，成本低廉。
它的缺点是：
轴套磨损后，轴承间隙无法调整；
在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性介质中）工作的轴承
在安装轴承的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承
因此,滑动轴承在航空发动机附件、仪表、金属切削机床、内燃
机、铁路机车及车辆、轧钢机、雷达、卫星通信地面站及天文 望远镜以及各种仪表等方面应用仍很广泛。
*
第12章滑动轴承
2
续（不同的分类）
机 械
设
滑动轴承的类型很多，按其承受载荷方向的不同，可分为： 计
径向轴承（承受径向载荷）
下
止推轴承（承受轴向载荷）。
邓
召
根据其滑动表面间润滑状态的不同，可分为：
义
液体润滑轴承
不完全液体润滑轴承（指滑动表面间处于边界润滑或混 合润滑状态）
无润滑轴承（指工作前和工作时不加润滑剂）
根据液体润滑承载机理的不同，又可分为：
多环式止推轴承能够承受较大的轴向载荷，但 载荷在各环间分布不均，许用压力[p]及[pv]值 均应比单环式的降低50%，可受双向载荷。
*
第12章滑动轴承
8
§12-3滑动轴承的失效形式及常用材料
(一)失效形式
机 械 设 计
1.磨粒磨损
下
进入轴承间隙间的硬颗粒（如灰尘、砂粒等）有的嵌入 邓
轴承表面，有的游离于间隙中并随轴一起转动，它们都 召
机
械
设
计
调心式径向滑动轴承
下
邓
召
轴承宽度与轴径之比(B/d)称为宽径比。 义
对于B/d>1.5的轴承，可采用自动调心 轴承，
其特点：轴瓦外表面做成球面形状，与 轴承盖及轴承座的球状内表面相配合， 轴瓦可自动调位以适应轴径在轴弯曲时 所产生的偏斜*Biblioteka 第12章滑动轴承7
(三) 止推滑动轴承
机 械
设
止推轴承由止推轴承座和止推轴颈组成。常 计
造成轴承衬的剥离有些相似，但疲劳剥落周
边不规则，结合不良造成的剥离则周边比较
光滑。
*
第12章滑动轴承
11
5. 腐 蚀
机 械
设
润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物 计
质对轴承材料有腐蚀性，特别是对铸造铜铅 下
合金中的铅，易受腐蚀而形成点状的脱落。
邓 召
氧对锡基巴氏合金的腐蚀，会使轴承表面形 义
成一层由SnO2和SnO混合组成的黑色硬质覆 盖层，它能擦伤轴颈表面，并使轴承间隙变
将对轴颈和轴承表面起研磨作用。在起动、停车或轴颈 义
发生边缘接触时，它们都加剧轴承磨损，导致几何形状
改变、精度丧失，轴间隙加大，使轴承性能在预期寿命
前急剧恶化。
*
第12章滑动轴承
9
2. 刮伤
机 械
设
进入的硬颗粒等在轴承上
计
划出线状伤痕。
下
3. 咬粘（胶合，见左图）
邓 召
义
当轴承温升过高，载荷过
大，油膜破裂时，在润滑
油供应不足条件下，轴颈
和轴的相对运动表面材料
发生粘附和迁移，从而造
成轴承损坏。
咬粘有时甚至可能导致相 对运动中止。
*
第12章滑动轴承
10
4. 疲 劳 剥 落
机 械
设
在载荷反复作用下，轴承表面出现与滑动方 计
向垂直的疲劳裂纹，当裂纹向轴承衬与衬背 下
结合面扩展后，造成轴承衬材料的剥落。 邓 召
它与轴承衬和衬背因结合不良或结合力不足 义