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1、第17章 轴承 17-1 滑动轴承的类型、结构及润滑 17-2 滚动轴承的类型、结构及代号 17-3 滚动轴承的选择计算 17-5 滚动轴承的组合设计 17-4 滚动轴承的润滑和密封 1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度； 2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损 分类： 滚动轴承 轴承的功用： 滑动轴承 应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电 机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用 滑动轴承。 优点多，应用广 用于高速、高精度、重载、结 构上要求剖分等场合。 一、 向心滑动轴承 组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。 17-1 滑动轴承的类型、结构及润滑 整体式向心滑动轴承 剖
2、分式向心滑动轴承 榫口 螺纹孔 轴承座 轴承 轴承座 轴承盖 联接螺栓 剖分轴瓦 薄壁轴瓦 轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分 布在整个轴径上。 进油孔 油沟 F 厚壁轴瓦 整体轴套卷制轴套 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。 45 油沟形式 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 B d 作用：用来承受轴向载荷 二、 推力滑动轴承 结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘
3、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。 FF 巴氏合金 绕此边线自 行倾斜 F 润滑剂和润滑装置 一、 润滑剂 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 1. 润滑油 在用的大部分润滑油为矿物油（石油） 粘度-重要参数 在轴承中，润滑油最重要的物理参数 是粘度，它是选择润滑油的主要依据 。粘度表征液体流动的内摩擦特性。 A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水 平移动
4、速度为v。由于液体与金属表面的吸附 作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的 液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。 液体层与层之间摩擦切应力： = du dy - 牛顿液体流动定律 -液体的动力粘度，简称粘度量纲：力时间/长度2 单位：N s /m2 (Pa s)或泊：1P=1 dyn s /cm2 运动粘度： = 单位： m2 / s 或斯St：cm2 /s 或厘斯cSt：1St=100 cSt 实验结果： ox y y dy du 分析位置y处薄层的受力 A B 我国石油产品是用运动粘度标定的 表17-1 常用常用润滑油的主要性质 名 称 全损耗 系统用油 GB443-89 汽轮机油
5、 GB11120-89 代 号 40 的粘度 mm2/s L-AN7 6.127.48 -10 110 凝点 C 闪点(开式) C 用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。 普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑 用于重型机床导轨、 矿山机械的润滑。 用于汽轮机、发电机等 高速高负荷轴承和各种 小型液体润滑轴承 L-AN100 90110 0 210 L-AN10 9.011.0 -10 125 L-AN15 13.516.5 -10 165 L-AN32 28.832.2 -10 170 L-AN46 41.450.6 -10 180 L-AN68 61.2
6、74.8 -10 190 L-TSA32 28.835.2 -7 180 L-TSA46 41.450.6 主要用途 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 30 40 5060 70 80 90 2. 润滑脂 润滑油的特性： 1）温度 t 2）压力p 选用原则： 1) 载荷大、温度高的轴承 ，宜选用粘度大的油； 2) 载荷小、转速高的轴承 ，宜选用粘度小的油； -润滑油与各种稠化剂 （钙、钠、铝、锂等金属 皂）混合稠化而成。 优点：密封简单、不需要经 常添加、不易流失；对速度 和温度不敏感，适用范围广 。 但p 350 才开始氧化， 可在水中工作 。
7、-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 二、润滑装置 1. 油杯 针阀 式油 杯 旋盖式油杯 脂用 压注式油杯 弹簧 盖油 杯 2. 油环 滚动轴承的 17-2 滚动轴承的结构、类型和代号 各零件的作用： 外圈：支撑零件或轴系 ； 保持架: 将滚动体分开 。 内圈：支撑轴； 滚动体：滑动滚动； 硬度和接触疲劳强度 、耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC 。工作表面需经磨削或抛光。
8、保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。 滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。 装在机座或零件轴孔内； 滚动副的材料要求： 优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便 、 和易于互换等。缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。 滚动轴承按其承受载荷 的方向（接触角）和滚 动体的形状分类。 接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴 心线的平面之间的夹角称为公称接触角。 接触角 轴向承载能力 = 0 表17-2 各类轴承的公称接触角 轴承类型 公称接触角 向心轴承主要承受径向载荷推力轴承主要承受轴向载荷 径向接触角接
9、触轴向接触角接触 0 eFa / Fr e XYXY 0.345 0.22 1.99 0.689 0.26 1.71 1.03 0.28 1.55 1.38 0.30 0.56 1.45 1 0 0.178 0.38 1.47 0.357 0.40 1.40 0.714 0.23 1.30 1.07 0.46 1.23 = 15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0 角 接 触 球 轴 承 = 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0 = 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圆锥滚子轴承(单列) - 1.5tg 0.4 0.4ctg 1 0 调心球轴承(双列) -
10、1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0 (单列) 五、角接触向心轴承轴向载荷的计算 受力分析： Fr 由于的存在，即使在径向载荷的作用下 ，其接触力可分解为径向和轴向两个分量 。 Fi = Fi +F”i Fi F”i F 总轴向力F= Fi 为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应: 成对使用，对称安装。下面分两个轴承面对面或背对背安装两种情况进行详细分析 Fi 表17-13 角接触向心球轴承 轴承类型 角接触向心球轴承 F eFr 0.68Fr 1.14Fr 圆锥滚子轴承 = 15 = 25 = 40 Fr / (2Y) Y是 的轴向系数e Fr Fa -内部轴向力 F的近似值可按
11、如 下近似公式计算 第i个滚动体 1.若 FA+ F2 F1 压紧端：Fa1 = FA+ F2 放松端：Fa2 = F2 2.若 FA+F2 F1 则有： 结论与正装相同！ 压紧端：Fa1 = FA+ F2 放松端：Fa2 = F2 2.若 FA+F2 F1 ,则有： 放松端： Fa1 = F1 压紧端： Fa2 = F1 - FA 一、滚动轴承的润滑 润滑剂 润滑目的-减小摩擦、减轻磨损，吸振、降温、降噪。 17-4 滚动轴承的润滑和密封 密封目的-防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。 润滑脂 润滑油 固体润滑剂 用于特殊场合 用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件: - 常用 - 高速
12、、高温 当dn (1.52) 105 mmr/min时，采用脂润滑，否则用 油润滑。 脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。 油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温环 境下使用。 dn间接反映了轴颈的圆周速度。 二、滚动承的密封 润滑油的选择： 润滑油的粘度根据速度因素 dn和工作温度t来确定。 1000000 500000 200000 100000 50000 20000 10000 -40-20 0 20 4060100 12080 dn/(mmr/min) t / 润滑油粘度的选择 5cSt(40时) 10 20 65 110 250 400 滚动
13、承的密封方式的选择与润 滑的种类、工作环境、温度、 密封表面的圆周速度有关。 分类 接触式 非接触式 组合式密封 毛毡圈密封 密封圈密封 间隙密封 迷宫式密封 -毛毡迷宫式密封 例如： dn=100000，t=90 可用 110 号润滑油 110 毛毡圈密封 适用场合： 脂润滑，要求环境清洁， 轴颈圆周轴速度v45 m/s ，工作温度不超过90 矩形断面的 毛毡圈被安 装在梯形槽 内，它对轴 产生一定的 压力而起到 密封作用。 适用场合： 脂或油润滑，轴颈圆周轴 速度v45 m/s，工作温 度: -40100 (a) (b) 防漏油防灰尘 密封圈密封 密封圈用皮革、塑 料或耐油橡胶制成 ，有的
14、具有金属骨 架，有的没有，制 成标准件。 密封唇朝 里，目的 是防漏油 。 密封唇朝外， 主要目的是防 灰尘、杂质 接触式密封： 适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。 靠轴与端盖之间的细小环形间 隙密封，间隙愈小愈长，效果 愈好，间隙取0.10.3 mm。 间隙封圈 (a)(b) =0.10.3 mm 非接触式密封： 适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用 脂的滴点。密封效果可靠。 图b为轴向曲路，因考虑 到轴受热后会变长，间 隙取 =1.52 mm。 迷宫式封圈 =0.10.2 mm (a)(b) =1.52 mm 将旋转件与静止件 之间的间隙做成迷 宫形式，并在间隙 中充填润滑油或润 滑脂以加强密封效 果。分为径向和轴 向两种结构。 适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。 也可以把多种密封形式组合在一起。这 是组合密封的一种型式-
