滑动轴承.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,第十二章 滑动轴承,12-1,概 述,一、轴承的功用和分类,支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；,减少转轴与支承之间的摩擦和磨损,1,、轴承功用,2,、轴承分类,按摩擦性质,滑动轴承,滚动轴承,二、滑动轴承的特点及应用场合,滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：,工作转速很高，如汽轮发电机。,要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。,承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。,特重型的载荷，如水轮发电机。,根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。,在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。,径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。,用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。,比较滑动轴承与滚动轴承的特点和应用场合,滑动轴承多用于两种极端情况：,1,、不常运转或低速、轻载、不重要情况，,如手动机械和简单的农业机械等，可用非液体滑动轴承，因为它们结构简单，成本低，摩擦大，效率低；,2,、用于高速、重载、高精度的重要机械，,如水轮机、汽轮机、内燃机、轧钢机、电机等，常采用液体摩擦滑动轴承，因为它们摩擦小，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,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,静压轴承,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。,12-2,滑动轴承的主要结构形式,一、整体式径向滑动轴承,2,、组成：,整体轴套,1,、作用：,主要承受径向载荷。,轴承座,整体轴套,减摩材料制成,轴承座,3,、优点：,结构简单,成本低廉,4,、缺点：,轴套磨损后，轴承间隙过大无法调整,装拆不方便,5,、使用场合：,低速轻载,间歇性工作场合,2,、组成：,3,、优点：,装拆方便,磨损后间隙可调整,二、对开式径向滑动轴承,榫口，安装对心容易,螺纹孔，安装油杯,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,轴承盖,:,剖分式轴瓦,:,双头螺栓,:,1,、作用：,主要承受径向载荷。,轴承座,:,压紧轴瓦，起支撑保护作用,支撑轴颈，不能转动,连接轴承座和轴承盖,45,二、对开式径向滑动轴承,4,、调心轴承,轴瓦的背面为凸球面,支撑面为凹球面,轴瓦能摆动，以自动调心，适应轴的变形,用于支承跨距较大或多支点的长轴,三、止推滑动轴承,1,、作用：,用来承受轴向载荷,2,、轴承结构：,在传递功率一定的情况下,P=Fv,越靠近中心，线速度越小,则承受的压力越大,空心式,单环式,多环式,轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。,？,三、止推滑动轴承,1,、作用：,用来承受轴向载荷,2,、轴承结构：,空心式,单环式,多环式,利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。,三、止推滑动轴承,1,、作用：,用来承受轴向载荷,2,、轴承结构：,空心式,单环式,多环式,不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。,由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低,50%,。,三、止推滑动轴承,1,、作用：,用来承受轴向载荷,2,、轴承结构：,3,、止推盘结构：,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块。其数量一般为,612,。,-,倾角固定，顶部预留平台,，,类型,固定式,可倾式,-,倾角随载荷、转速自行调整，性能好。,F,F,巴氏合金,绕此边线自行倾斜,设计：潘存云,F,F,12-3,滑动轴承的失效形式及常用材料,一、滑动轴承的失效形式,2,、刮伤,3,、咬粘（胶合）,4,、疲劳剥落,1,、磨粒磨损,轴表面硬轮廓峰顶刮削轴承,温升,+,压力,+,油膜破裂焊接,润滑剂氧化酸性物质腐蚀,载荷反复作用疲劳裂纹扩展剥落,5,、腐蚀,硬质颗粒磨料研磨轴和轴承表面,二、轴承材料,1,、材料要求：,（,1,）摩擦系数小；,（,2,）导热性好，热膨胀系数小；,（,3,）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；,（,4,）有足够的机械强度和塑性。,2,、实际操作：,（,1,）,能同时满足这些要求的材料难找到，,但应根据具体情况主要的使用要求。,（,2,）,常见的方法是用两层不同金属做成的,轴瓦，两种金属在性能上取长补短。,（,3,）在工艺上常用浇铸或压合的方法将薄层材料粘,附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层称为轴承衬。,轴承衬,二、轴承材料,3,、常用材料：,(1),锡锑轴承合金、铅锡锑轴承合金,优点：,f,小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。,缺点：,价格贵、机械强度较差；,使用方法：,只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。,工作温度：,th,min,时，使（）可满足此条件。,A,表面光洁度提高,B,增大宽径比,C,增大相对间隙,A,其中：,h=S(R,z1,+R,z2,),S,安全系数，,考虑表面几何形状误差和轴颈挠曲变形等，常取,S2,。,对于一般轴承可取为,3.2m,和,6.3m,，,1.6 m,和,3.2m,。,对于重要轴承可取为,0.8m,和,1.6m,，或,0.2m,和,0.4m,。,R,z1,、,R,z2,分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。,2,、最小油膜厚度,h,min,四、径向滑动轴承工作能力计算简介,原因：,轴承工作时,摩擦功耗转变为热量,润滑油温度升高,导致轴承承载能力降低,因此要计算油的温升,计算液体动压滑动轴承的两个主要性能指标是（）和,（）。,h,min,h,3,、轴承热平衡计算,热平衡条件：,单位时间内轴承摩擦所产生的热量,Q,等于同时间内流动的油所带走的热量,Q,1,+Q,2,之和,转化计算准则,t ,t,t ,t,六、液体动力润滑径向滑动轴承设计举例,液体动力润滑径向滑动轴承的设计过程,、已知条件：外加径向载荷,F,，轴颈转速,n,及轴颈直径,d,。,设计及验算：,保证在平均油温,t,m,下,h,min,h,验算温升,选择轴承材料，验算,p,、,v,、,pv,。,选择轴承参数，如轴承宽度、相对间隙和润滑油,。,计算承载量系数并查表确定偏心率。,计算最小油膜厚度和许用油膜厚度。,计算轴承与轴颈的摩擦系数。,计算轴承温升和润滑油入口平均温度。,根据宽径比和偏心率查取润滑油流量系数 。,六、液体动力润滑径向滑动轴承设计举例,极限工作能力校核,根据直径间隙，选择配合及轴承和轴颈的尺寸公差。,根据最大间隙和最小间隙，校核轴承的最小油膜,厚度和润滑油入口油温。,12-8,其他形式滑动轴承简介,一、自润滑轴承,当无润滑轴承材料本身就是固体润滑材料时，,或轴瓦中含有润滑介质，这种无润滑轴承常称自润滑轴承。,二、多油楔轴承,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,。,分为固定式和可倾式,特点,形成多个动压油膜，提高了稳定性。,摩擦损耗大、供油量增大、承载能力降低。,固定式,可倾式,F,O,1,O,3,O,2,F,O,1,O,2,设计：潘存云,三、液体静压轴承,节流器,节流器,D,1,、工作原理：,依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。,油台,起密封作用,2,、结构组成：,轴瓦内表面开有几个对称油腔,每个油腔四周都有适当的封油面,油腔之间用回油槽隔开,外油路为每个油腔配置一个节流器，使油腔有压力补偿作用。,三、液体静压轴承,节流器,节流器,D,3,、工作过程：,无外载荷时，,轴颈浮在轴承,中间位置，各油,腔内压力相等；,轴颈受载,F,后，,轴颈向下位移；,下油腔四周油台与轴颈之间间隙减小，留出油量减少；,据流量连续原理，流经节流器的流量也减少，节流器中压降减小；,但供油压力不变，则油腔压力,P,下腔,=P,供油,-P,节流器,增大,同理推导,P,上腔,=P,供油,-P,节流器,减小,油台,起密封作用,1,、工作原理：,依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。,综合起来，产生的向上的压力差就与外载荷平衡。,三、液体静压轴承,节流器,节流器,D,4,、特点：,静压轴承载任何工况下都能胜任工作。,d,0,d,0,常用节流器,5,、关键器件：,节流器,油台,起密封作用,1,、工作原理：,依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。,四、气体润滑轴承,原理：,以气体作为润滑介质，可以空气、氢气、氮气作为润滑介质。,分类：,气体动压润滑轴承、气体静压润滑轴承。,特点：,高转速,(n 100000r/min),、低摩擦损失、无污染、承载能力低。,应用：,高速磨头、高速离心分离机、原子反应堆等场合。,end,空气轴承,空气也是一种流体润滑剂，其粘度只有,L-AN7,润滑油的,1/4000,，摩擦力小到可忽略不计，因此可用于数十万转的超高速轴承。,气膜厚度,-,20,m,制造精度,严格过滤,优点：,1),不随温度变化，可用于高温或低温；,2),没有油污染的危险；,3),回转精度高，运行噪音低。,缺点：,承载能力不大，密封困难。,可产生动压油膜的图？,v,v,v,v,1,v,2,1,、摩擦表面运动不改变油楔空间位置时，,看摩擦表面的运动是否将润滑油由大口带向小口，若是，则产生动压力；,2,、摩擦表面的运动改变了油膜的空间位置，,在油楔任取一固定截面，看摩擦表面运动的结果使该截面的间隙高度是增加了还是减少了，,若是增加了，则不能产生流体动压力，若减少了，则能产生流体动压力。,v,1,v,2,v,1,v,2,