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1、12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,轴承的作用是支承轴。轴在工作时可以是旋转的,也可以是静止的。,自行车工作时,轴承外圈及滚珠随前轮轮毂一起转动,车轴与轴承内圈固定不动。,12-1 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具有一定的支承刚度,保证被支承零件
2、的回转精度。,根据轴承中摩擦的性质,可分为滑动轴承和滚动轴承。,一、轴承应满足如下基本要求:,二、轴承的分类,12-1 滑动轴承概述,根据轴承中摩擦的性质,可分为滑动轴承和滚动轴承。,二、轴承的分类,根据能承受载荷的方向,可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。 (或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承)。,根据润滑状态,滑动轴承可分为:不完全液体润滑滑动轴承。 完全液体润滑滑动轴承。,12-1 滑动轴承概述,四、滑动轴承设计内容,三、滑动轴承的特点,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
3、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。,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。,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8
4、其它形式滑动轴承简介,12-2 滑动轴承的典型结构,一、径向滑动轴承的结构,整体式径向滑动轴承,特点:结构简单,成本低廉。,应用:低速、轻载或间歇性工作的机器中。,因磨损而造成的间隙无法调整。,只能从沿轴向装入或拆出。,对开式径向滑动轴承,特 点:结构复杂、可以调整磨损而造成的 间隙、安装方便。,应用场合:低速、轻载或间歇性工作的机器中。,对开式轴承(剖分轴套),12-2 滑动轴承的典型结构,12-2 滑动轴承的典型结构,三、止推滑动轴承的结构,止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有:, 空心式:轴颈接触面上压力分布较均匀,润滑条件较实心式的改善。, 单环式:利用轴颈的环形端
5、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。 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%。,空心式,单环式,多环式,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀
6、。,一、滑动轴承常见失效形式,滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失效形式。,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,汽车用滑动轴承故障原因的平均比率,一、滑动轴承常见失效形式,二、滑动轴承的材料,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。轴承材料性能应满足以下要求:, 减摩性:材料副具有较低的摩擦系数。, 耐磨性:材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。, 抗咬粘性:材料的耐热性与抗粘附性。, 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。, 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。,此
7、外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。, 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(或性质)。,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,12-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,12-4 滑动轴
8、承轴瓦结构,12-4 滑动轴承轴瓦结构,二、轴瓦的定位, 目的:防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。, 方法:对于轴向定位有:,对于周向定位有:,三、轴瓦的油孔及油槽, 目的:把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。, 原则:尽量开在非承载区,尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载 能力;轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有适当的油封面。, 形式:按油槽走向分沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。,按油槽数量分单油槽、多油槽等。,单轴向油槽开在非承载区 (在最大油膜厚度处),双轴向油槽开在非承载区 (在轴承剖分面上),双斜向油槽 (用于不完全液体润滑轴承),12-4 滑动轴承轴瓦结构,第十二
9、章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,滑动轴承润滑剂的选择1,一、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动运动的 轴承中。, 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。,所用润滑脂的滴点,一般应较轴承的工作温度高约
10、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。,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,二、润滑油及其选择, 特 点: 有良好的流动性,可形成动压、静压或边膜界润滑膜。, 适用场合:不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。, 选择原则:主要考虑润滑油的粘度。,转速高、压力小时,油的粘度应低一些;反之,粘度应高一些。,高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,三、固体润滑剂及其选择, 特 点:可在滑动表面形
11、成固体膜。, 适用场合:有特殊要求的场合,如环境清洁要求处、真空中或高温中。, 常用类型:二硫化钼,碳石墨,聚四氟乙烯等。, 使用方法:涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面;制成复合材料,依靠材料自 身的润滑性能形成润滑膜。,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,12-6 不完全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
12、滑脂、油绳或滴油润滑,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: 验算平均压力 p p,以保证强度要求。,验算摩擦发热pvpv,fpv是摩擦功耗,限制pv即间接限制摩擦发热。,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 限制滑动速度v 。,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,二、径向滑动轴
13、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 (MPa),B轴承宽度,mm(根据宽径比B/d确定) p轴瓦材料的许用压力,MPa。,验算摩擦热,v轴颈圆周速度,m/s; pv轴承材料的pv许用值,MPam/s,验算滑动速度v (m/s),v材料的许用滑动速度,选取恰当的配合,p、v、 pv 的选择,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设
14、计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,一、动压润滑的形成原理和条件,两平形板之间不能形成压力油膜!,动压油膜-因运动而产生的压力油膜。,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算, 流体动力润滑的必要条件是:, 相对运动的两表面间构成楔形空间。, 楔形空间中充满具有粘性的液体。, 两板相对运动的结果,应使液体在粘性力的作用下由楔形空间的大端 流向楔形空间的小端 。,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,二、径向滑动轴承形成流体动力润滑时的状态, Fy =F Fx 0, Fy =F Fx =
15、0,第十二章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,12-8 其它形式滑动轴承简介,一、无润滑轴承和自润滑轴承, 无润滑轴承:工作时外界不提供润滑剂的轴承。, 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。, 镶嵌固体润滑轴承:,12-8 其它形式滑动轴承简介,固定式,二、多油楔滑动轴承,可倾轴瓦多油楔轴承,三、液体静压轴承,原理:依靠液压系统供给压力油,压力油在轴承腔内强制形成压力油膜, 以隔开摩擦表面。,特点: 在任何转速和预定载荷下轴承均处于液体润滑状态; 轴颈与轴承不直接接触,轴承对材料要求低,寿命长; 油膜刚性大,有良好的吸振性,运转平稳; 需要一套供油设备。,12-8 其它形式滑动轴承简介,12-8 其它形式滑动轴承简介,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