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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。,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,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分
2、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,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。,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,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
3、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,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
4、力:,- 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:,分析位置y处薄层的受力,我国石油产品是用运动粘度标定的,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
5、不敏感,适用范围广。, ,但p 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,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
6、处理后硬度达:6165HRC。工作表面需经磨削或抛光。,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,它是滚动轴承的一个重要参数,轴承的受力分析和承载能力等都与接
7、触角有关。,轴承类型,按载荷方向分,按滚动体形状分,向心轴承,推力轴承,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,球轴承,滚子轴承,分类:,调心滚子轴承20000C,低,0.5 2 比10000小,能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大,具有调性能。,圆锥滚子轴承30000,中,2,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触,承载能力大,内外圈可分离,装拆方便,称对使用。,推力球轴承50000,低,不允许,只能承受轴向载荷,且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时,因滚动体离心力大,球与保持架摩擦发热严重,寿命较低,可用于轴向载荷大、转速不高之处。,a)单向,推力球轴承50000
8、,低,不允许,只能承受轴向载荷,且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时,因滚动体离心力大,球与保持架摩擦发热严重,寿命较低,可用于轴向载荷大、转速不高之处。,深沟球轴承60000,高,816,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触,承载能力大,内外圈可分离,装拆方便,称对使用。,角接触球轴承70000C(=15 )70000AC(=25 )70000B(=40 ),较高,210,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。 大,承载能力越大,有三种规格。称对使用。,1. 承载能力,承受径向载荷为主;,几点说明:由于结构不同,各类轴承的使用性能也不相同,现说明如下。,滚子轴承(1.53
9、)球轴承 在同样的外形尺寸下。,2. 极限转速,当d 20 mm时,两者承载能力接近,宜采用球轴承。,因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。,0 45 ,45 100 时, C ,引进温度系数 ft 进行修正。,一恒定径向(或轴向)载荷,在该载荷作用下,滚动轴承具有与实际载荷作用下的寿命。,修正结果:,工作中冲击振动 C ,引进载荷系数 fP 进行修正。,短时间或间断使用,中断时不致引起严重后果 40008000,间断使用,中断时会引起严重后果 800012000,每天8h工作的机械 1200020000,每天24h连续工作的机械 4000060000,四、当量动载荷的计算,滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是指轴承承受纯径向载荷;对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷,则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后,才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定载荷,称为当量载荷。,含义:当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响,经换算后的假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。,