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机械设计教学课件下载-样章.ppt第十二章 滑动轴承 121 概述 滑动轴承、滚动轴承 一、滑动轴承类型 径向轴承（向心轴承）（受Fr）止推轴承（推力轴承）（受Fa）按承载：按润滑状态：流体润滑轴承、非流体润滑轴承、无润滑轴承 二、滑动轴承特点 三、应用第1页第1页122 径向滑动轴承主要类型 一、整体式径向滑动轴承 特点：1）结构简朴、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、轻载或间隙工作机器。如图，由轴承座、整体轴套、油孔等构成第2页第2页二、剖分式径向滑动轴承 三、自动调心式 四、调隙式径向滑动轴承 图例第3页第3页123 滑动轴承材料及轴瓦结构 一、滑动轴承材料 主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏 1、对轴承材料要求 2、惯用材料 金属材料：1）铸铁 2）轴承合金 3）铜合金 4）铝基合金 5）多孔质金属材料（粉末冶金）非金属材料塑料、橡胶 第4页第4页二、轴瓦结构 1、轴瓦形式与结构 剖分式轴瓦2、油孔、油槽和油室 整体式轴瓦 油孔、油槽开设原则：1、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承 2、油槽（沟）开在非承载区，不然会减少油膜承载能力 3、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失 第5页第5页4、水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在靠近轴承端部处。第6页第6页124 滑动轴承润滑 一、润滑剂选择 工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境 1、润滑油（1）压力大、温度高、载荷冲击变动大 粘度大润滑油（2）滑动速度大 粘度较低润滑油（3）粗糙或未经跑合表面 粘度较高润滑油 2、润滑脂 3、固体润滑剂 第7页第7页二、润滑办法 1、油润滑 连续供油:间歇供油:油壶或油枪1)滴油润滑 2)绳芯润滑3)油环润滑 4)浸油润滑 5)飞溅润滑 6)压力循环润滑 2、脂润滑 旋盖式油脂杯、黄油枪 第8页第8页125 非全液体润滑滑动轴承计算 维持边界油膜不受破坏 一、径向滑动轴承 1、限制平均比压P 目：避免在载荷作用下润滑油被完全挤出 2、限制轴承p、v值 目的：限制pv是控制轴承温升，避免边界膜破裂 第9页第9页3、限制滑动速度v 目：当p较小时，避免由于v过高而引起轴瓦加速磨损 二、推力滑动轴承 限制轴承平均比压p和pvm值 第10页第10页126 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 一、流体动力润滑基本方程 前后向压力上下面剪切应力第11页第11页由x方向力平衡条件，得 代入牛顿粘性流体定律：y=0 时，u=v ；y=h 时，u=0，得积分常数c1、c2 第12页第12页不计侧漏，沿x方向，任一截面单位宽度流量为 p=pmax处油膜厚度为h0，流量：一维雷诺流体动力润滑方程对x取偏导数：考虑沿Z方向流动：二维雷诺流体动力润滑方程：第13页第13页二、油楔承载机理 油压改变：润滑油粘度、表面滑动速度、油膜厚度所有油膜压力之和即为油膜承载能力两滑动表面平行。平行油膜各处油压与入口、出口处相等，不能产生高于外面压力油压支承外载。油膜呈收敛楔形，油楔内各处油压都不小于入口和出口处压力，产生正压力以支承外载第14页第14页形成流体动力润滑必要条件是（1）相对运动两表面必须形成一个收敛楔形（2）被油膜分开两表面必须有一定相对滑动速度vs，其运动方向必须使润滑从大口流进，小口流出。（3）润滑油必须有一定粘度，供油要充足。三、液体动力润滑状态建立过程 1、起动时2、不稳定运转阶段 3、稳定运转阶段 第15页第15页四、径向滑动轴承几何关系和承载能力 1、几何关系 直径间隙：半径间隙：相对间隙：偏心距：偏心率：依据余弦定律可得 任意位置油膜厚度 1）压力最大处油膜厚度2）油膜最小厚度hmin 第16页第16页2、油膜承载能力 极坐标形式雷诺方程从压力区起始角 至任意角 进行积分，得任意角处压力 再求压力在外载荷方向上分量 将上式在压力区内积分（求和），得到轴承单位宽度上油膜承载能力 引入修正系数A，考虑端泄影响 第17页第17页油膜能承受载荷 CF承载量系数 表12-4hmin越小（x越大），B/d越大，CF越大，轴承承载能力F越大。第18页第18页3、最小油膜厚度hmin hmin不能小于轴颈与轴瓦表面微观不平度之和 上式与流体动力润滑三个基本条件 流体动力润滑充足必要条件五、轴承热平衡计算1、轴承中摩擦与功耗 由牛顿粘性定律可得油层中摩擦力 第19页第19页摩擦系数：摩擦功耗引起轴承单位时间内发热量 H=f FV 2、轴承耗油量=承载区端泄流量Q1 +非承载区端泄流量Q2 +轴瓦供油槽两端流出附加流量 Q3进入轴承润滑油总流量Q Q13、轴承温升（1）粘度间隙改变，使轴承承载能力下降（2）会使金属软化发生抱轴事故摩擦产生热量H=端泄润滑油所带走热量H1+轴承散发热量H2热平衡条件：单位时间内第20页第20页润滑油平均温度tm为确保承载要求tm(3545),热平衡易建立，则应减少tm，再行计算。b)若t180易过热失效，改变相对间隙和油粘度重新计算第21页第21页六、轴承参数选择 1、轴承平均比压 表12-1、表12-22、宽径比B/d B/d小 端泄Q1 摩擦功耗和温升 减轻轴颈与轴瓦边沿接触但承载能力 高速重载轴承 B/d应取小值低速重载轴承 B/d应取大值3、相对间隙 第22页第22页大Qb大 温升小 但承载能力和运转精度低 小易形成流体膜承载能力和运转精度 普通机器中惯用 见书本 第23页第23页第24页第24页第25页第25页第26页第26页第27页第27页第28页第28页第29页第29页第30页第30页