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1、滑动轴承,概述 径向滑动轴承的主要结构型式 轴瓦的材料和结构 滑动轴承润滑剂的选择 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 其它型式滑动轴承简介,1 概述,一、轴承的功用和分类 1功用：用于支承轴，并且实现轴的旋转运动（承受载荷和相对运动） 2根据摩擦性质分为：滑动摩擦轴承（滑动轴承）和滚动摩擦轴承（滚动轴承）。 二、滑动轴承的分类 1根据承受载荷分 径向轴承：承受径向载荷，例如直齿轮轴承（Fr）； 止推轴承：承受轴向载荷，例如斜齿轮轴承（Fa）。 2根据滑动表面的润滑状态 液体润滑轴承： 非液体润滑轴承（边界润滑或混合润滑状态）： 无润滑轴承：,3根据液体润滑承载机
2、理 液体动润滑轴承（液体动压轴承）： 液体静压润滑轴承： 本章主要讨论液体动压润滑轴承，工程中一般设计成或。 三、滑动轴承的特点和应用 1优点： 轴颈与轴瓦靠面接触，可用于承受载荷特殊的情况（重载、振动载荷、冲击载荷等）：内燃机、汽轮机等； 用于支承刚度要求高的情况：机床； 用于旋转运动精度高的场合：仪表； 用于转速特别高的场合：电机； 用于径向尺寸受到限制的场合：（曲轴的轴承）,2缺点： 液体动压轴承，设计复杂，结构较繁，在起动和止动时存在非液体摩擦； 非液体润滑轴承，磨损严重，易出现胶合； 轴向尺寸较大。 四、设计内容 1）轴承的型式和结构； 2）轴瓦的结构和材料选择； 3）轴承的结构参数
3、； 4）润滑剂的选择和供应； 5）轴承的工作能力及热平衡计算。,2 径向滑动轴承的主要结构型式,（1）整体式径向滑动轴承 组成 优点 缺点 用途,（2）剖分式径向滑动轴承 组成、特点与用途,（3）自动调心式径向滑动轴承 组成 特点 用途,（4）间隙可调式径向滑动轴承 组成 特点 用途,3 轴瓦材料和结构,3.1 轴瓦的材料 滑动轴承的失效形式 磨料磨损 胶合：重载、油膜破裂或润滑不良，产生粘附和迁移； 点蚀（疲劳剥落） 腐蚀,磨 粒 磨 损,咬粘（胶合）,疲劳剥落,腐蚀,气蚀、流体侵蚀、电侵蚀和微动磨损,对轴承材料的要求 良好的减摩性（摩擦系数低）、耐磨性（抗磨损）和抗咬粘性（耐热性和抗粘附）
4、； 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性； 足够的强度和抗腐蚀能力； 良好的导热性、工艺性、经济性等。 常用轴承材料 （1）轴承合金（巴氏合金，以锡或铅为基体） 满足要求，价格贵，多用于重载、中高速； （2）铜合金 广泛应用，满足要求，对用于高、中速，中等、重载； （3）铝合金 满足要求，要求轴颈淬火； （4）灰铸铁及耐磨铸铁 用于轻载、低速，不受冲击载荷的场合； （5）粉末冶金 （6）非金属材料：塑料、石墨等。,3.2 轴瓦的结构 一、轴瓦的型式和构造 整体式：,剖分式轴瓦：厚壁轴瓦和薄壁轴瓦,二、轴瓦的定位,三、油孔及油槽 目的及原则 对液体动压径向轴承 轴向油槽（适用于轴颈单向旋转、载荷变化
5、不大的场合，通常油槽宽度比轴承稍短，防止润滑油从端部大量流失）： 整体式径向轴承：单轴向油槽，开在最大油膜厚度位置，以保证润滑油从压力最小的地方输入轴承； 剖分式径向轴承：双轴向油槽，开在轴承剖分面上。,周向油槽：适用载荷方向变动范围超过1800的场合，开在轴承宽度中部。,非液体润滑径向轴承：油孔可开在承载区； 油槽的宽度轴承宽度的80%，油槽尺寸可查手册。,4 滑动轴承润滑剂的选择,4.1 滑动轴承润滑剂的选择 4.2 润滑方式与供油装置 润滑方式的选择 润滑装置,采用润滑脂进行润滑时，一般使用黄油杯，杯内贮满润滑脂，定时或随时旋转杯盖，即可将润滑脂挤入轴承。,低速和间歇工作的轴承，可以定期
6、用油枪向轴承的油孔内注油。为防止污物进入轴承，可以在油孔上加装压注油杯。,黄油杯,压注油杯,(a)针阀式油杯 （b）油绳式油杯,中速中载的轴承：应采用连续供油的润滑方式。 对于高速重载或变载荷的滑动轴承：采用压力循环润滑。它是利用油泵经油路系统将润滑油压到轴承表面，油泵的供油压力通常为0.10.5MPa。,5 不完全液体润滑滑动轴承设计计算,1、失效形式和设计准则 1失效形式：磨损、胶合 2设计准则：边界油膜不破裂 通常采用条件性计算（验算）：适用于可靠性要求不高的低速、重载或间歇工作的轴承。 2、径向滑动轴承的计算 已知：轴承所受径向载荷Fr、轴颈转速n及轴颈直径。 设计内容：确定轴承结构、
7、材料等，验算工作能力。,设计步骤 根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式，选择轴承材料； 确定宽径比（B/d，B为轴承宽度）； B/d太小：油易从两端流失，使轴瓦过快磨损； B/d过大：散热差，温升高，易引起轴瓦边缘的局部磨损。一般取B/d0.51.5。 根据宽径比B/d和d，可确定轴承宽度B，在确定轴承宽度时，还应考虑到机器结构尺寸的限制。, 验算轴承的工作能力 （1）平均压力p的验算 式中 p为轴瓦材料的许用压力。 （2）pv的验算 式中 v为轴颈圆周速度，pv轴承材料的pv许用值。 （3）滑动速度v的验算：对压力p较小的轴承 vv 式中 v许用滑动速度。,选择轴承的配合：H9/d9、
8、H8/f7、H7/f6。 选择润滑剂和润滑装置 3、止推滑动轴承的结构形式,a)实心式 b)空心式 c)单环式 d)多环式,4、止推滑动轴承的计算,6 液体动力润滑径向轴承设计计算,6.1 液体动力润滑的承载机理,6.2 液体动力润滑的基本方程 基本假设,利用y=0和y=h（为所取单元体处的油膜厚度）处的速度边界条件，即可求出油层的速度分布，进而可得到 式中h0两表面间油压最大处的间隙； h任一载面处的间隙； 润滑油粘度。 形成流体动力润滑的必要条件 1.润滑油有一定粘度，供油 要充分； 2.表面间有相对运动速度； 3.有收敛的油楔。,6.3 径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程,a)静止 b)
9、启动 c)稳定运转,6.4 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数,1.几何关系 （1）建立坐标系 o为极点，oo1为极轴 a： 1：h1： 2：h2： 0：h0 ：h,（2）基本概念 直径间隙：=D-d 半径间隙：=R-r=/2 相对间隙：=/d=/r 偏心距：e 偏心率：=e/ 任意极角的油膜厚度h： h=+ecos=(1+cos) 最小油膜厚度： hmin=-e=(1-)=r(1-) 压力最大处的油膜厚度h0： h0=(1+cos0) 包角：入油口到出油口间所包轴颈的夹角。,2. 轴承的承载能力 有限长轴承油膜的总承载能力 F=dB/（2Cp） Cp轴承的承载量系数 Cp(，B/d),不同宽
10、径比时沿轴承周向和轴向的压力分布图,6.5 最小油膜厚度 hmin=-e=(1-)=r(1-) 若其他条件不变，hmin愈小则偏心率愈大，轴承的承载能力就愈大。 最小油膜厚度受到轴颈和轴承表面粗糙度、轴的刚性、以及轴承与轴颈的几何形状误差等因素的限制。 为了保证轴承获得完全液体摩擦，避免轴颈与轴瓦的直接接触 hminRz1+Rz2=hmin 再综合考虑到轴颈和轴瓦的制造和安装误差，以及轴的变形的影响，一般要使安全系数 Shmin/（Rz1+Rz2）=23 校核：hminCp F=dB/（2Cp） 若F外载荷，合格。,6.6 轴承的热平衡计算 1. 目的 2. 热平衡条件 fFv=cQt+sAt
11、 式中 f液体摩擦系数；F轴承承载能力，即载荷（N）； v轴颈圆周速度（m/s）；c润滑油比热，一般为 1 680-2 100J/（kg.）；润滑油密度，一般为 850-900g/m3；Q轴承耗油量（m3/s）；A轴承散热 面积（m2），A=/dB；t润滑油的出油温度t2与进 油温度t1之差（温升），t=t2-t1（）；s轴承 的散热系数，依轴承结构尺寸和通风条件而定。轻型 轴承或散热困难的环境，s=50J/（m2s）；重型轴 承或散热条件良好时，s=140J/(m2s）。,3. 说明 润滑油从入口至出口，温度是逐渐升高的，因而各处油的粘度不等。计算轴承承载能力F=dB/（2Cp）时，用平均温
12、度下的粘度。 平均温度tm=t1+t/2 平均温度一般不应超过75。 设计时，先假定tm（5075）t校核入口温度t1。 进油温度t1一般控制在35-45（t1太低，外部冷却困难； 若t1 3540，则易于建立热平衡，承载能力尚未用尽。）。,6.7 设计方法 （1）参数选择 相对间隙：相对间隙是影响轴承工作性能的一个主要参数。 宽径比B/d：宽径比对轴承承载能力、耗油量和轴承温升影响很大。 润滑油粘度：粘度大，则轴承承载能力高，但摩擦功耗大，油流量小，轴承温升高。 轴承表面粗糙度：轴承最小油膜厚度hmin受轴承表面粗糙度的限制。,（2）设计方法 1）初步确定设计方案 根据轴颈直径d、转速n及轴上外载荷F等工作条件，参考有关经验数据，初步确定轴承的设计方案，具体包括： 确定轴承的结构形式； 选定有关参数：B/d、Rz等； 选择轴瓦结构和材料。 2）校核计算 校核计算主要包括轴承最小油膜厚度hmin和润滑油温升t的计算等。 3）综合评定与再设计 通常，能满足工作条件的零件设计方案不是惟一的，对于影响因素众多的滑动轴承设计来说，情况更是如此。,7 其它型式滑动轴承简介,多油楔滑动轴承,液体静压滑动轴承,气体润滑轴承,
