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1、12-1 概述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不完全液体润滑滑动轴承的设计计算12-6液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算12-2 滑动轴承的主要结构形式第十二章 滑动轴承教学目标与教学重点教 学 目 标教 学 重 点1、了解摩擦、磨损损、润润滑的基本知识识； 2、熟悉滑动轴动轴 承的分类类、特点及应应用； 3、熟悉滑动轴动轴 承的主要失效形式及材料选择选择 ，轴轴瓦结结构； 4、掌握不完全液体摩擦滑动轴动轴 承的条件性计计算方法; 1、不完全液体摩擦滑动轴承的条件性计计算;5、熟悉流体动压动压 方程的基本假设设以及方程的推导过导过 程； 6、掌握动压动压
2、 油膜形成原理及必要条件。2、动压动压 油膜形成原理及必要条件。滑动轴承概述1根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。12-1 概述轴承是支承轴的零件。轴承是支承轴的零件。滑动轴承与滚 动轴承在结构 上有何不同？滑动轴承概述21、滑动轴承的特点及应用()工作转速很高。12-1 概述汽轮发电机转 速有3000rpm， 一般用滑动轴 承，为什么？滑动轴承概述2()要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床 。此为精密磨床，要 达到精密加工的目 的，对其主轴有何 要求？滑动轴承概述2()承受巨大的冲击与振动载荷，如颚式破碎 机轧钢机。颚式破碎机电机功率120(kw) 滑动轴承概述2三、滑动轴承的
3、特点及应用()特重型的载荷，如水轮发电机。滑动轴承概述2三、滑动轴承的特点及应用()根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴 轴承。这是什么 轴？滑动轴承概述2三、滑动轴承的特点及应用(6)径向尺寸受限制时。观察纺纱机纱锭 之间排列有何特 点？滑动轴承概述2三、滑动轴承的特点及应用(7)在特殊条件下(水、腐蚀性介质）工作的轴承。工程机械的特点是 ，在定期润滑的条 件下在脏的环境下 可靠运行 滑动轴承概述2三、滑动轴承的特点及应用(7)在特殊条件下(水、腐蚀性介质）工作的轴承，如军舰推 进器的轴承。潜水排污泵用于输送含有 坚硬固体、纤维的液体， 以及特别脏、粘和滑的液 体。2、滑动轴承的分类b.
4、根据润滑状态，滑动轴承可分为： 12-1 概述a.根据承受载荷的方向分为:推力轴承径向轴承动压滑动轴承静压滑动轴承液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承c.根据结构型式不同可分为：整体式剖分式自动调心式2、滑动轴承的分类3 3、滑动轴承设计、滑动轴承设计1.轴承型式和结构的确定；2.轴瓦结构和材料的选择；4.润滑剂及润滑方法的选择；5.轴承的工作能力计算。12-1 概述3.轴承的结构参数；1、径向滑动轴承的结构a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 。轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔因磨损而造成的间隙无法调整； 只能从沿轴向装入或拆出。12-2 滑动轴承的
5、结构型式 装配有何 不便，如 何改进径向滑动轴承的典型结构2b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。对开式轴承(整体轴套) 对开式轴承(剖分轴套)12-2 滑动轴承的结构型式 1、径向滑动轴承的结构c带锥形表面轴套的轴承机床主轴轴承：通过调整轴套相对于轴的位置来调 整轴承间隙d自动调心轴承细长的轴或多支点轴，轴受载后变形较大，轴颈长度 较大时造成轴承偏磨，为此采用自动调整轴承。 12-2 滑动轴承的结构型式 2、推力滑动轴承 a固定式推力轴承 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：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用
6、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%潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制结构特点： 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。 FF巴氏合金绕此边线自 行倾斜F多油楔推力轴承c.多油楔滑动动轴承2030个扇形块，支承在圆柱上，扇形块为钢背， 滑动表面复以轴瓦材料。扇形块的倾斜角能随载荷 、转速的改变自动调节。123 滑动
7、轴承的失效形式及常用材料一.滑动轴承的失效形式2.刮 伤3.咬粘（胶合）4.疲劳剥落1.磨粒磨损轴表面硬轮廓峰顶刮削轴承温升+压力+油膜破裂焊接润滑剂氧化酸性物质腐蚀载荷反复作用疲劳裂纹扩展剥落5.腐蚀硬质颗粒磨料研磨轴和轴承表面轴瓦磨粒磨损 轴瓦胶合 轴瓦点蚀滑动轴承的失效形式及常用材料2二、滑动轴承的材料 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。此外还应有足够的
8、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）。滑动轴承的失效形式及常用材料2二、滑动轴承的材料1、轴承合金 （白合金、巴氏合金）摩擦系数小，抗胶合性好用于高速、重载价格高、强度低用作轴承衬2、 轴承青铜强度高、耐磨性好、导热性好，即可用于轴瓦，又 可以作轴承衬3、含油轴承:多孔、含油自润滑韧性差平稳无冲击、难于用油润滑处4、 轴承塑料摩擦系数小，自润滑性和嵌藏性好耐热性、导热性差，吸水膨胀，易变形常用作轴承衬12-4 滑动轴承的轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造 分 类整体式对开式按加工 分 类铸造
9、轧制按尺寸 分 类厚壁薄壁按材料 分 类单材料多材料滑动轴承的轴瓦结构2单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦多材料、整体式、薄壁轧制轴瓦多材料、对开式厚壁铸造轴瓦多材料、对开式薄壁轧制轴瓦12-4 滑动轴承的轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构潘存云教授研制-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。潘存云教授研制紧定螺钉 周向定位销钉 潘存云教授研制 潘存云教授研制三、开孔原则：形式：按油槽走向分沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。F2)轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。1)尽量开在非承载区，尽量
10、不要降低承载区油膜的承载能力；双轴向油槽开在 轴承剖分面上单轴向油槽在最 大油膜厚度处a潘存云教授研制潘存云教授研制45 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。Bd三、轴瓦结构思考：1.滑动轴承的轴瓦与轴座为什么通常使用两种材料？2.在滑动轴承上为什么要开油沟？油沟应开在轴瓦的什么位 置上不完全液体润滑滑动轴承的设计计算112-5不完全液体润滑滑动轴承的设计计算一
11、、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，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：失效形式：边界油膜破裂。 设计准则：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。不完全液体润滑滑动轴承的设计计算1 校核内容：校核内容：验算摩擦发热验算摩擦发热pvpvpvpv ，fpvfpv是摩擦功耗，限制是摩擦功耗，限制pvpv 即间接限制摩擦发热。即间接限制摩擦发热。验算滑动速度验算滑动速度v vv v ，p p，pvpv的验算都是平均值。的验算都
12、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，局部的素，局部的p p或或pvpv可能不足，故应校核滑动速度可能不足，故应校核滑动速度v v。 验算平均压力验算平均压力 p p p p ，以保证强度要求。以保证强度要求。12-4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不完全液体润滑滑动轴承的设计计算2二、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 (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
13、，MPa。12-4不完全液体润滑滑动轴承的设计计算不完全液体润滑滑动轴承的设计计算2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二、径向滑动轴承的设计计算12-4不完全液体润滑滑动轴承的设计计算验算滑动速度v (m/s)v材料的许用滑动速度4.选择轴承配合轴承间隙主要由轴的转速和载荷确定，V， 相同的V下，F ， 。例： 精度 配合符号 举 例 2 H7f7 齿轮减速箱，蜗杆减速箱2 H7E7 内燃机凸轮轴，机车曲轴 12-6液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算一、流体动压润滑基本方程 雷诺方程指两个作相对运动物体的摩擦表面，借助于相对 速度而产生的粘性流体膜将两摩
14、擦表面完全隔开，由流体膜产生 的压力来平衡外载荷。流体动力润滑:液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算1假设条件 假设条件 ：2 流体为牛顿流体，即 。 1. 流体的流动是层流，即层与层之间没有物质和能量的交换； 在流体中，任意 点处的切应力均与该 处流体的速度梯度成 正比。xoyuu=0u=v12-5液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算一、液体动压润滑基本方程液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算13.略去流体惯性力及重力的影响； 4.流体不可压缩，故流体中没有“洞”可以“吸收”流质； 5.流体中的压力在各流体层之间保持为常数。 假设条件 假设条件 ：6.忽略压力对流体粘度的影响(实际上粘度随压 力的
15、增高而增加) 12-5液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算一、液体动压润滑基本方程7. 无限宽（即沿Z向无流动） 流体平衡方程流体平衡方程 牛顿流体摩擦定律牛顿流体摩擦定律流体流动连续性方程流体流动连续性方程雷诺方程一、液体动压润滑 基本方程推导思路 推导思路 ：推导过程 推导过程 ：一、液体动压润滑基本方程沿x方向的平衡条件：Fx=0对对y y两次积分并根据边界条件经推导有：两次积分并根据边界条件经推导有：线性分布，由剪切流引起线性分布，由剪切流引起抛物线分布，由压力流引起抛物线分布，由压力流引起润滑油流量：润滑油流量：代入并积分得：代入并积分得：最大压力处的油最大压力处的油 膜厚度为膜厚度为h h0 0：液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算2一维雷诺方程一维雷诺方程：段：段：压力逐渐增大压力逐渐增大段：段：压力逐渐减小压力逐渐减小点：点：压力达到最大压力达到最大h h0 0液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算22. 2. 两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油由大口流向小口。必须使润滑油由大口流向小口。3. 3.
