第13章滑动轴承

《第13章滑动轴承》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第13章滑动轴承（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、,第13章 滑动轴承,13.1 滑动轴承概述,13.2 滑动轴承的典型结构,13.3 滑动轴承的失效形式及常用材料,13.4 滑动轴承轴瓦结构,13.5 滑动轴承润滑剂的选择,13.6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,分 类,滚动轴承,轴承的功用：用来支承轴及轴上零件 。,滑动轴承,13.1 滑动轴承概述,1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。,2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。,3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。,一、轴承的基本要求,二、轴承的分类,按摩擦性质分,按受载方向分,按摩擦状态分,向心推力(径向止推)轴承,向心(径向)轴承,推力(止推)轴承,干摩擦滑动轴承,

2、非液体摩擦滑动轴承,液体摩擦滑动轴承,三、滑动轴承的应用领域,1.工作转速特高的轴承，汽轮发电机；,2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承，如精密磨床；,3.特重型的轴承，如水轮发电机；,4.承受巨大冲击和振动载荷的轴承，如破碎机；,5.根据装配要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；,6.在特殊条件下（如水中、或腐蚀介质）工作的轴承， 如舰艇螺旋桨推进器的轴承；,7.轴承处径向尺寸受到限制时，可采用滑动轴承。 如多辊轧钢机。,四、滑动轴承的设计内容,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。,一、 向心滑动轴承,组成：轴承

3、座、轴套或轴瓦等。,13.2 滑动轴承的典型结构,油杯孔,轴承,1) 结构简单，成本低廉。,应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,2) 因磨损而造成的间隙无法调整。,3) 只能从沿轴向装入或拆。,1) 整体式向心滑动轴承,轴承座,特点：,将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,2) 剖分式向心滑动轴承,特点：结构复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，安装方便。,应用场合： 低速、轻载或间歇性工作的机器。,作用：用来承受轴向载荷,二、 推力滑动轴承,结构形式：,空心式-轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比 实心式要好。,单环式-

4、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。,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。但各环间载荷分布不均，单 位面积的承载能力比单环式低50%。,结构特点： 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快。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,用来承受停车后的载荷。,-倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。,巴氏合金,13.3 滑动轴承的失效形式及常用材料,一、滑动轴承常见失效形式,磨粒磨损-进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动，对轴承表面起研磨作用。,刮伤-进入轴承间隙的硬颗粒

5、或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。,胶合-当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。,疲劳剥落-在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。,腐蚀-润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。,微动磨损-发生在名义上相对静止，实际上存在循环 的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。,其它失效形式:,气蚀-气流冲蚀零件表面引起的机械磨损；,流体侵蚀-流体冲蚀零件表面引起的机械磨损；,电侵蚀-电化学或电离作用引起的机械磨损；,轴瓦失效实例:,二、滑动轴承的

6、材料,(一)轴承材料性能的要求,1) 减摩性-材料副具有较低的摩擦系数。,2) 耐磨性-材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。,3) 抗胶合-材料的耐热性与抗粘附性。,4) 摩擦顺应性-材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表 面初始配合不良的能力。,5) 嵌入性-材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面 发生刮伤或磨粒磨损的性能。,6) 磨合性-轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻 合的表面形状和粗糙度的能力。,轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬的材料。,工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。,此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良

7、好的导热性、工艺性和经济性。,能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。,滑动轴承材料,金属材料,非金属材料,轴承合金,铜合金,铝基轴承合金,铸铁,多孔质金属材料,工程塑料,碳石墨,橡胶,木材,(二)常用轴承材料,1) 轴承合金（白合金、巴氏合金）,是锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体。,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；,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：t120 由于巴式合金熔点低,2）铜合金,优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨

8、性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达250 。,缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。,青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。,铝青铜,铅青铜,锡青铜,中速重载,中速中载,低速重载,3）铝基合金,铝锡合金： 有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度，摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。,4) 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。,含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。,运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大， 油自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油，可使用较长时间。,5) 多孔质金属

9、材料,橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。,工程塑料：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。,缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。,6) 非金属材料,碳-石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不良环境中。,木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。,表13-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能,续表13-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能,13-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造 分 类,整体式,对开式,按加工

10、分 类,按尺寸 分 类,按材料 分 类,需从轴端安装和拆卸，可修复性差。,可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。,轴瓦的类型,整体轴套,对开式轴瓦,13-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造 分 类,按加工 分 类,按尺寸 分 类,按材料 分 类,轴瓦的类型,厚壁,薄壁,整体式,对开式,节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高 。,具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。,13-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造 分 类,按加工 分 类,按尺寸 分 类,按材料 分 类,轴瓦的类型,单材料,多材料,单一材料,强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如

11、黄铜，灰铸铁。,轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。,厚壁,薄壁,整体式,对开式,13-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造 分 类,按加工 分 类,按尺寸 分 类,按材料 分 类,轴瓦的类型,铸造轴瓦,卷制轴套,铸造,轧制,铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。,只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。,单材料,多材料,厚壁,薄壁,整体式,对开式,-将轴瓦一端或两端做凸缘。,凸缘定位,二、轴瓦的定位方法,轴向定位,凸耳(定位唇)定位,凸耳,凸缘,目的：防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。,紧定螺钉,周向定位,销钉,三、轴瓦的油孔和油槽,作用：把润滑油导入轴

12、颈和轴承所构成的运动副表面。,进油孔,油槽,宽径比B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数,液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.51,非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.81.5,轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图,大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。,13-5 滑动轴承润滑剂的选择,一、 概述,作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。,分类,液体润滑剂-润滑油,半固体润滑剂-润滑脂,固体润滑剂,二、润滑脂及其选择,特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。,适用场合 ：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆

13、动运动的轴承中。,当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。,选择原则：,当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。,选择原则：,所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约2030，以免工作时润滑脂过多地流失。,在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。,表13-4 滑动轴承润滑脂的选择,但p 10 Mpa时可忽略。变化很小,润滑油的特性：,1）温度 t ,2）压力p ,选用原则：,1) 载荷大、转速低的轴承，宜选用粘度大的油；,2) 载荷小、转速高的轴承，宜选用

14、粘度小的油；, , ,粘-温图,L-TSA32,L-TSA32,L-TSA32,L-TSA32,二、润滑油及其选择,3)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。,聚氟乙烯树脂,适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高温、 低速重载、有环境清洁要求。,石墨,二流化钼（MoS2）,-性能稳定、t 350 才开始氧化， 可在水中工作。,-摩擦系数低，使用温度范围广 (-60300 )，但遇水性能下降。,-摩擦系数低，只有石墨的一半。,使用方式：,1.调和在润滑油中；,2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；,3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。,其应用日渐广泛,三、固体润滑剂及其选择,特点：可在滑

15、动表面形成固体膜。,13-6 非液体润滑滑动轴承的设计计算,一、失效形式与设计准则,工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴承的不到足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。,失效形式：边界油膜破裂。,设计准则：保证边界膜不破裂。,因边界膜强度与温度、轴承材料、轴颈和轴承表面粗糙度、润滑油供给等有关，目前尚无精确的计算方法，但一般可作条件性计算。,校核内容：,验算摩擦发热pvpv；,验算滑动速度vv。,，p，pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同心，受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素，局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v 。,fpv是摩擦力，限制pv 即间接限制摩擦发热。,验算平均压力 p p，以保证强度要求；,二、径向滑动轴承的设计计算,已知条件：外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm)及 轴颈直径d (mm),验算及设计 ：,.验算轴承的平均压力p,.验算摩擦热,v轴颈圆周速度，m/s；,B-轴瓦宽度， p-许用压强。见下页, pv轴承材料的许用值。见下页,pv,n轴速度，m/s；,3.验算滑动速度V,v材料的许用滑动速度,v v,表13-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能,选择配合,一般可选: H9/d9或H