滑动轴承

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• 第二节 径向滑动轴承的结构形式 一、整体式径向滑动轴承
轴承座
轴套
紧定螺钉
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整体式径向滑动轴承
特点
优点: 结构简单,制造方便,成本低廉。
缺点: 滑动表面摩损后轴承间隙过大无法调整。
应用: 多用于低速、轻载或间隙工作的机器中 。
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二、对开式径向滑动轴承
确定。
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五、轴承的热平衡计算
轴承工作时,由于摩擦生热,使润滑油 温度升高,粘度下降,则轴承承载能力降低。 故应限制轴承温升,同时防止轴承过热以致 产生胶合。
根据热平衡条件,同时间内流动的油所 带走热量及轴承散发的热量之和。
fFv cQ tBd s tk
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从上式解得
3、最小油膜厚度hmin
hmin=yr(1–)
设计时应取 hmin≥S(Rz1+Rz2)
式中 Rz1–––轴颈表面微观不平度的平均高度; Rz2–––轴承孔表面微观不平度的平均高度; S–––考虑表面几何形状误差、零件的变 形及安装误差等的安全系数,通常取
S≥2。Rz1及Rz2根据加工方法可由表15–6
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4)循环润滑、芯捻润滑时,应选用粘度低 一些的油;飞溅润滑应选用高品质、能防 止与空气接触而氧化或因剧烈搅拌而乳化 的油。
对于非液体摩擦轴承,主要应根据油 性来选择润滑油,一般可参考表15–3选取。
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2、润滑脂的选择
润滑脂常用于要求不高、难以供油, 或者低速重载以及作摆动运动的轴承。
Q––––润滑油端泄的流量(m3/s);
t––––润滑油的温升(℃),令t1为进油温度,
t2为出油温度,则t=t2–t1; B––––轴承宽度(m); d––––轴承直径(m); ks––––轴承的散热系数,按轴承结构、尺寸及 通风条件而定:
1、轻型轴承或在不易散热的环境中工作的轴承, 可2、取中ks型=轴50承J/及m2一∙s∙般℃通;风条件,可取ks=80J/m2∙s∙℃;
式中 0–––最大油膜压力处的极角
最小油膜厚度 hmin=yr(1–)
2、轴承的承载能力
液体动压径向滑动轴承的承载能力的计算式为
F2v2Bw 或w2Fv2B
式中 ––––润滑油在轴承平均工作温度下的动
力粘度(Pa·s); B––––轴承宽度(m); v——轴颈的圆周速度(m/s);
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5、选择润滑剂和润滑方法。
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• 第六节 液体动压径向滑动 轴承的设计计算
一、油膜承载机理
一定条件下,当油膜厚度超过轴颈与轴 承工作表面微观不平度的平均高度之和时, 就能把它们完全隔开形成液体摩擦。在这种 状态下工作的轴承称为液体动压轴承。
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油膜产生压力的原理
a) 剪切流 b) 压力流 c) 两相对运动平板间油层的速度分布和压力分布
润滑脂的一般选择原则 :
1)平均压强高和滑动速度低时,选锥 入度小一些的品种,反之,则选锥入度 大一些的品种。
2)所用润滑脂的滴点,一般应高于轴承 的工作温度约20~30℃,以免工作时过多 地流失。
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3)在有水或潮湿的环境下,应选择耐水 性好的润滑脂,如钙基脂。 选择润滑脂牌号时可参考表15–4。
平均温度 tm 12t1 t2
油环润滑
适用的转 速范围为 (60~100)r /min<n <(1500~20 00)r/min。
4.飞溅润滑
飞溅(油池)润滑
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特点:飞溅 润滑装置简 单,工作可 靠,但引起 搅油损失, 油温升高, 油量也不能 调节。
5.浸油润滑
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浸油润滑
特点:
部分轴承 直接浸在 油中以润 滑轴承。
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三、径向滑动轴承动压润滑状态的建立
a) n=0
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b) n≈0
c)形成油膜 d) n>>0(达 工作转速)
液体动压润滑径向滑动轴承 设计的基本原则是:
1)保证有足够的最小油膜厚度hmin,
把两摩擦表面完全隔开; 2)限制轴承温升,使润滑油在工作中 保持足够的粘度; 3)维持足够的润滑油流量,使它能源 源不断地补充进油楔。
fF
t
c
Bd Q ks
vBd v
f
cQ
p
ks v
式中 f––––轴承的摩擦系数;
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F––––轴承的径向载荷(N);
v––––轴颈的圆周速度(m/s); c––––润滑油的比热,对矿物油约为 (1680~2100)(J/kg∙℃);
––––润滑油的密度,对矿物油约为
(850~900)(kg/m3);
是锡、铅、锑、铜的合金 。 特点
优点: 嵌藏性好、适应性好、磨合 性好、抗胶合性较好、减磨 性好。
缺点: 机械强度较低、价格贵。
应用场合:熔点较低,只适用于150℃
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以下工作。
2.青铜
常用青铜:锡青铜、铅青铜。
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锡青铜 :强度高、减摩性、耐磨 性好,应用较广泛。
铅青铜:良好的抗胶合能力,能 在较高温度下工作。
p F ≤[p] (MPa) dB
(15–2)
低速轴或间歇转动的轴承只需进行 平均压强校核。
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二、限制轴承的pv值 限制pv值就是限制轴承的温升。 pv≤[pv] (MPa∙m/s) (15–3) [pv]–––轴瓦材料的许用值,由表15–1查取。
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三、限制滑动速度v v≤[v] (m/s) (15–4) 式中 [v]––––滑动速度的许用值,
优点:具一定的自润滑性,可油润滑,也可 水润滑,摩擦系数低,塑性好(嵌入 性好),抗腐蚀性强,磨合性好。
缺点: 导热性差,膨胀系数大,容易变形。
应用范围: 一般用于温度不高、载荷不大的 场合。
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三、轴瓦结构 整体式
整体轴套
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卷制轴套结构
剖分式
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剖分式 轴瓦
第十五章 滑动轴承
第一节 概 述
一、滑动轴承的分类 1、按其承受载荷方向不同分
径向轴承
止推轴承
2、按工作表面间的摩擦状态分
非液体摩擦轴承 液体摩擦轴承 干摩擦轴承
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二、设计滑动轴承时应解决的问题: 1)确定轴承的结构形式; 2)选择轴瓦和轴承衬的材料; 3)确定轴承结构参数; 4)选择润滑剂和润滑方法; 5)计算轴承的工作能力及热平衡计算。
剖分式
油孔 油沟
油孔 油沟
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油沟形状
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油沟
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轴向油沟
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油沟布置不当降低油膜承载能力
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普通油室
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轴瓦的固定
• 第四节 润滑剂和润滑方法
一、润滑剂 润滑剂的类型
润滑油 润滑脂
固体润滑剂
1、润滑油的选择
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二、润滑方法
(一)润滑油的润滑方法
间隙式
连续式
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间歇供油方法
连续供油方法 1、滴油润滑
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针阀式油杯
特点
调节螺母 可以控制 油孔开口 大小以调 节油量。
2.芯捻润滑
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油芯油杯
特点
不易调 节供油 量,供 油不均 匀。
3.油环润滑
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式中 R–––轴承孔半径,R=D/2。 解上式得:
rheco s R2e2si2n
因为e2sin2f比R2小得多,忽略不计,
r+h=–ecosf+R
或 h=R–r–ecosf=yr(1–cosf)
同理可得 h0=yr(1–cosf0)
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图15-21 径向滑动轴承的几 何参数和油压分布
螺柱 轴承盖 轴承座
上轴瓦
45º
下轴瓦
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对开式径向滑动轴承
特点
优点: 装拆方便,可以用减少剖分面处的垫
片厚度来调整轴承间隙。
缺点: wenku.baidu.com构复杂,制造费用较高。
应用: 应用广泛。
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三、调心式径向滑动轴承
轴承盖 轴瓦
轴承座
B
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调心式径向滑动轴承
四、调隙式径向滑动轴承
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四、液体动压润滑径向滑动轴 承的承载能力及最小油膜厚度 1、径向轴承的几何关系
轴承的直径间隙
=D–d
半径间隙 2(Dd)2
相对间隙 ε=e/ =2e/ 偏心率 :反映了轴承的承载能力。
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如图所示,在OOA中,根据余弦定律可得
R2=e2+(r+h)2–2e(r+h)cos(–f)
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3、重型轴承,冷却条件良好,取ks=140J/m2∙s∙℃。
f––––摩擦特性数,f=f/;
Q––––流量系数,Q=Q/yvBd。 f和Q都是无量纲数 ,它们与宽径比
B/d和偏心率的关系分别由图15–23及图 15–24查得(包角=180时)。
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在计算轴承的承载能力时,一般采用 润滑油平均温度时的粘度。
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当k≤2时,用润滑脂润滑;当2<k<16 时,用滴油润滑;当16<k<32时,用油 环或飞溅润滑;当k>32时,用压力循环
润滑。
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• 第五节 混合摩擦径向滑动轴承 的设计计算
维持边界油膜不遭破裂,是混合摩擦 轴承的设计依据。
一、限制轴承的平均压强p
不产生过度磨损,轴承的平均压强
由表15–1查取。
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混合摩擦径向滑动轴承的设计:
1、根据使用要求及工作条件,确定轴承的 结构形式,并参考表15–1选取轴瓦材料。
2、一般根据宽径比确定轴承宽度B(即轴
颈的工作长度)。
3、按照上述方法进行轴承工作能力的校 核计算。
4、根据不同的使用要求,合理地选择轴 承的配合(参见表15–5)。
6.压力循环润滑
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压力循环润滑
特点:
工作可靠。在 重载、振动或 交变载荷等工 作条件下润滑 效果。压力循 环润滑系统较 复杂,成本较 高。
(二)润滑脂的润滑方法 润滑脂只能间歇供应。 滑动轴承的润滑方法可根据系数k选定
k pv3
式中 p–––平均压强(MPa),p=F/Bd; F–––轴承所受的径向载荷(N); v–––轴颈的圆周速度(m/s)。
冲击载荷的场合。
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5.多孔质金属材料
用不同金属粉末和石墨粉末经压型、 烧结而制成的多孔隙结构材料。 特点 优点:润滑性能好。 缺点:材料性质较脆,不宜承受冲击载荷, 应用范围:一般用于载荷平稳及速度不高、
加油不便的场合。
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6.非金属材料
常用的有酚醛树脂、尼龙和聚四氟乙烯等。 特点
应用:
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常用于一般用途的机床主轴上。
• 第三节 轴瓦的材料和结构
一、失效形式及轴瓦材料 1、轴瓦的主要失效形式: 磨损 胶合 2、其它常见的失效形式 : 压溃、刮伤、疲劳剥伤、腐蚀 以及 轴承衬脱落等。
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3、轴瓦材料具备下列性能: (1)良好的减摩性、耐磨性和磨合性 (2)足够的强度 (3)良好的适应性和嵌藏性 (4)良好的导热性 (5)耐腐蚀性 (6)良好的工艺性
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二、轴瓦材料
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浇注轴承合金的轴瓦
轴瓦材料 (三大类 ) 1)金属材料:如轴承合金、铜合金、 铝基合金和铸铁等见表15-1。 2)多孔质金属材料(粉末冶金材料)。
3)非金属材料:如工程塑料、碳一石 墨、橡胶、硬木等见表15-2。
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常用轴瓦材料
1、轴承合金(又称白合金、巴氏合金)
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二、动压润滑的基本方程
液体动压润滑理论的基本方程 :
p6vhh0
x
h3
雷诺方程表明:
(15–5)
油膜压力、油的粘度、流体相对滑动速
度和油膜厚度变化规律间的关系。如能找到
油膜厚度h与坐标x之间的函数关系,那么
通过对x的一次积分,就能找出油膜压力P的 函数表达式,从而计算油膜承载能力。
小结:青铜比轴承合金硬度高,磨合 性差,为了减少轴颈的磨损,对轴颈 表面碎硬、磨光和保持好的润滑。
3.铝合金
优点: 高强度、耐腐蚀、导热性良好
缺点: 与其相配的轴颈表面应具有较
高的硬度和较低的粗糙度。 应用特点: 应用广泛。
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4.灰铸铁及耐磨铸铁
普通灰铸铁加镍、铬、钛等合金成分。 特点 优点: 具有一定的减摩性和耐磨性 。 缺点: 硬度高且脆,磨合性差。 应用范围:适用于轻载、低速和不受
选择时应考虑轴承压力、滑动速 度、摩擦表面状况、润滑方法等条件。
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润滑油选择的一般原则为:
1)在压力大或冲击、变载等工作条件下, 应选用粘度高一些的油;
2)滑动速度高时,容易形成油膜,为了 减少摩擦功耗,减小温升,应选用粘度低 一些的油; 3)加工粗糙或未经磨合的表面,应选用 粘度高一些的油;
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