滑动轴承(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,分目录,上一页,下一页,退 出,音乐欣赏,本章目录,基本内容,重点难点,教学要求,问题思考,总目录,结 束,滑动轴承,本 章,目 录,1.,概 述,2.,径向滑动轴承的典型结构,3.,滑动轴承的失效形式及材料,4.,滑动轴承的轴瓦结构,5.,滑动轴承的润滑,6.,不完全液体润滑,滑动轴承设计计算,7.,液体动力润滑滑动轴承设计计算,教学要求,一、轴承的分类,1,、按轴承中摩擦性质的不同分类,滑动轴承：滑动摩擦,滚动轴承：滚动磨擦,1.,概 述,2,、按承受载荷方向的不同分类：,径向轴承：承受径向载荷,止推轴承承受轴向载荷,滚动轴承,滑动轴承,径向轴承,止推轴承,二、滑动轴承的磨擦状态,干磨擦,边界磨擦,液体磨擦,混合磨擦,三、滑动轴承的应用,单击,单击,单击,单击,继续,主要用于工作转速特高、支承要求特精、特重型、承受具大冲击、须成剖分式等特殊工作条件。,返回原处,返回原处,返回原处,返回原处,2.,径向滑动轴承的典型结构,一、整体式径向滑动轴承,特点：,结构简单，成本低廉，但轴套磨损后轴承间隙,过大无法调整，不便装拆粗重的轴,。,应用：,低速、轻载或间歇性工作的机械中。,二、剖分式径向滑动轴承,特点：,轴承装拆方便，轴瓦磨损后便于调整轴承间隙。,2.,径向滑动轴承的典型结构,3.,滑动轴承的失效形式及材料,一、滑动轴承的失效形式,磨粒磨损,刮 伤,咬粘（胶合）,疲劳剥落,二、轴承材料,金属材料,多孔质金属材料,非金属材料,对材料性能要求,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。,常用轴承材料,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。,继续,3.,滑动轴承的失效形式及材料,轴承合金,类 型,锡基轴承合金,铅基轴承合金,特 点,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。,应 用,重载、中高速场合。,返回原处,铜合金,特 点,锡青铜减摩性和耐磨性最好，,铅青铜抗粘附能力强，,铝青铜强度及硬度较高。,应 用,锡青铜适用于重载、中速场合，,铅青铜适用于高速、重载场合，,铝青铜适用于低速、重载场合。,类 型,锡青铜,铅青铜,铝青铜,返回原处,铸 铁,特 点,有一定的减摩性和耐磨性，价格低廉，但铸铁性脆、磨合性差。,应 用,适用于低速、轻载和不受冲击的场合。,类 型,灰铸铁,耐磨铸铁,返回原处,剖分式,整体式,4.,滑动轴承的轴瓦结构,一、轴,瓦的形式和构造,单金属,双金属,二、轴,瓦的定位,轴瓦,凸缘 紧定螺钉 销钉,4.,滑动轴承的轴瓦结构,三、油孔和油槽,整体式轴承开在最大油膜厚度位置。,油槽的形状,剖分式轴承开在轴承分面处。,4.,滑动轴承的轴瓦结构,5.,滑动轴承的润滑,牛顿粘性定律,流体中任意点处的切应力均与该流体的速度梯度成正比。,流体的动力粘度,流体的运动粘度,5.,滑动轴承的润滑,一、润滑剂,润滑油,润滑脂,固体润滑剂,轴颈速度小于,12,m/s,有特殊要求的场合,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,间歇供油,黄油杯 压配式压注油杯 旋套式注油油杯 针阀式注油油杯,5.,滑动轴承的润滑,二、润滑方式,芯捻或线纱润滑 油杯润滑 浸油润滑 压力循环润滑,连续供油,5.,滑动轴承的润滑,6.,不完全液体润滑滑动轴承设计计算,设计准则：,保证边界油膜不致破裂,不完全液体润滑轴承的条件性计算；,及液体动力润滑轴承的初步计算。,一、径向滑动轴承的计算,式中：,F,径向载荷 （,N,）,B,轴承宽度（,）,P,轴瓦材料的许用压力（,Mp,a,),d,轴颈直径（,）,1,）,验算轴承的平均压力,p,一、径向滑动轴承的计算,2,）,验算轴承的,pV,值,式中：,V,轴颈圆周速度，即滑动速度（,m/s,）,n,轴颈转速 （,r/min,),pV,轴承材料,pV,的许用值,MP,a,m/s,3,）,验算滑动速度V,V,V,式中：,V,许用滑动速度（,m/s,),6.,不完全液体润滑滑动轴承设计计算,式中：,F,a,轴向载荷（,）,z,环的数目,p,许用压力 （,）,二、止推滑动轴承的计算,1,）,验算轴承的平均压力,6.,不完全液体润滑滑动轴承设计计算,）验算轴承的,pV,值,式中：,b,轴颈环形工作宽度,(,mm,),n,轴颈转速,(,r/min,),V,轴颈的圆周速度,(,m/s,),pV,pV,的许用值,(,MP,a,m/s,),二、止推滑动轴承的计算,6.,不完全液体润滑滑动轴承设计计算,若,B,板静止不动，板以速度移动,板间各流层的速度呈三角形分布，两板间的油量保持不变，流层形成剪切流。7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,一、动力润滑的形成原理,1,）当两板平行时,油膜无承载能力,当两板间形成楔形收敛间隙，且移动件的运动方向是由间隙大的方向移向间隙小的方向，此时间隙内油层流动速度将由剪切流和压力流二者叠加，因而进口油的速度曲线呈内凹形，出口呈外凸形。,）当两板倾斜时,一、动力润滑的形成原理,油膜具有承载能力,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,二、流体动力学基本方程,条件假设：,（）向无限长，润滑油在向没有流动；,（）同一油膜截面上压力为常数；,（）忽略压力对流体粘度的影响,（）忽略油层的重力和惯性,（）润滑油处于层流状态,受力分析,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,整理后得：,压力沿方向及速度沿方向的变化关系,二、流体动力学基本方程,由牛顿粘性定律知：,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,对,y,积分并取边界条件,二、流体动力学基本方程,由式,得：,油层的速度分布,当时,当时,前一项由剪切流引起呈线性分布的速度，后一项由压力流引起呈抛物线分布的速度。,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,任意截面上单位宽度面积的流量,Q,为：,设：在处的油膜厚度为,h,0,（即时，）,二、流体动力学基本方程,该截面处的流量为：,根据液体的连续性原理，各截面的流量相等得：,整理后得：,一维雷诺方程,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,二、流体动力学基本方程,将式 对,x,取偏导数得：,若再考虑润滑油沿,z,方向的流动，则：,二维雷诺方程,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,a,）相对运动的两表面间必须形成楔形间隙；,形成动力润滑的必要条件：,c,）润滑油须有一定的粘度，供油要充分。,b,）被油膜分开的两表面须有一定的相对滑动速度，其方向应保证润滑油由大口进，从小口出；,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,二、径向轴承形成流体动力润滑过程,起动阶段,不稳定润滑阶段,动力润滑阶段,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,几何关系：,直径间隙,：,=D,d,半径间隙,：,=R,r,相对间隙,：,=,d=,r,偏心距,：,e,偏心率,：,=e最小油膜厚度：,hmin,=,=,（,）,=,（,）,D,（,R,）,轴承孔的直径（半径,）,d,（,r,）,轴颈直径（半径）,三、径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,三、径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度,将一维雷诺方程改写为极坐标形式得：,从油膜起始角,1,到任意角,进行积分得任意位置的压力：,有限宽轴承油膜的总承载能力为：,C,P,承载量系数（索氏数）,承载能力：,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,C,P,承载量系数（索氏数）,C,P,C,p,取决于轴承包角,（,=,2,-,1,）,、,偏心率,、,宽径比,B/d,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,式中,：,Z1,、,Z2,分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度,安全系数常取,2,三、径向滑动轴承的承载能力及最小油膜厚度,最小油膜厚度：,hmin,=,=,（,）,=,（,）,分析：,hmin,（,即,）,轴承的承载能力，,但,hmin,不能无限缩小,hmin,=,（,）,S,（,z1,+,R,z2,),7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,四、径向滑动轴承的流量计算及功耗计算,流量计算：,轴承的体积流量,式中：,流量系数，是,、,B/d,、,的函数,=120,时的流量系数,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,四、径向滑动轴承的流量计算及功耗计算,功耗计算：,式中：,/,摩擦特性系数，,是,、,B/d,、,的函数,=120,时的摩擦特性系数,径向轴承在承载区的摩擦功耗,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,式中：,qv,轴承的润滑油体积流量，（,m,3,/s,);,轴承的摩擦系数；,t,润滑油的温升，,(,C,),；,c,p,_,润滑油的比定压热容，约为,16802100J/,（,kg C,);,润滑油的密度，对矿物油为,850,900,kg,/,m,3,;,b,轴承的表面散热系数，（,W/,（,m,2,C,),五、轴承的热平衡计算,热平衡条件：,产生的热量,H,=,流动油带走的热量,H,1,+,轴承散发的热量,H,2,在轴承中产生的热量,H,为：,H=FV,（,）,由流出的油带走的热量,1,为,：,H,1,c,p,qvt,（,）,轴承散发的热量,2,为：,H,2,=,b,B t,（,）,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,式中：,t,1,润滑油的入口温度（,C,），,常取为,30,45,C,；,2,润滑油出口的温度（,C,）；,五、轴承的热平衡计算,油的温升,t,为：,油的平均温度,t,m,为：,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,六、滑动轴承的参数选择,）宽径比,/,运转平稳性,承载能力,则常用范围：,B/d=0.31.5,宽径比对承载能力的影响,端泄漏量,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,）相对间隙,由速度和载荷选取,F六、滑动轴承的参数选择,经验公式：,汽轮机、电动机、齿轮减速器,=0.001-0.002,轧钢机、铁路车辆,=0.0002-0.0015,机床、内燃机,=0.0002-0.00125,鼓风机、离心泵,=0.001-0.003,一般机器常用,值,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,设计时：,先假定,初选,初步设计,校核入口温度若,t,1,则合适；,否则重新计算。,）粘度,六、滑动轴承的参数选择,取决于轴承的平均温度,t,m,承载能力偏高,t,m,承载能力偏低,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,六、滑动轴承的参数选择,4,）平均压强,p,p,轴承尺寸,运转平稳,轴承损坏,7.,液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,重点与难点,1,、润滑油粘度在液体动压润滑中的作用；,2,、一维雷诺方程的假定前提、推导过程、所根据的基本原理以及方程应用的局限性；动压油膜承载机理及影响建立流体动压润滑的各主要因素。,3,、向心轴承液体动压计算要点、曲线图的应用、主要参数的选取、计算结果分析。,4,、滑动轴承设计需考虑的问题。非液体润滑轴承的计算要点。,本章思考题,本章思考题,本章思考题,