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1、第十七章 滑动轴承,17.1 概述,1.工作转速很高。 2.要求对轴的支承位置特别精确。 3.承受巨大的冲击与振动载荷。 4.特重型的载荷。 5.根据装配要求必须制成剖分式的轴承。 6.在特殊条件下工作的轴承。 7.径向尺寸受限制时。,滑动轴承使用场合：,滑动轴承的主要特点：,工作平稳，无噪声； 运转精度高； 形成液体润滑时摩擦损失小，适合于高速； 径向尺寸小而且可剖分。,边界摩擦(不完全液体摩擦)状态,摩擦表面间有润滑油存在，金属表面上形成了一层极薄的边界油膜。,但尖峰部分仍直接接触。,干摩擦,表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦；,多数滑动轴承都是这种摩擦状态。,液体摩擦状态,两
2、摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成了一定厚度的压力油膜。,这种摩擦状态是润滑油分子之间的摩擦，摩擦系数极小。,重要轴承采用这种摩擦状态。,非液体摩擦滑动轴承,液体摩擦滑动轴承,摩擦副处于干摩擦、边界摩擦和流体摩擦混合状态时的摩擦。,混合摩擦,滑动轴承设计包括的内容： 1.轴承的型式和结构 2.轴瓦和轴承衬的结构及材料选择 3.轴承的刚度和强度 4.润滑剂的选择和供应 5.轴承温度和压力分布及轴承间隙 6.轴承的热平衡,17.2 径向滑动轴承的主要类型 17.2.1整体式轴承,特点：结构简单，成本低廉，但轴套磨损后轴承间隙过大无法调整，不便装拆粗重的轴。 应用：低速、轻载或间歇性工作的机械中。,1
3、7.2.2 剖分式轴承,17.3 滑动轴承的材料 轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料 滑动轴承的主要失效形式：轴瓦的胶合和磨损,特点：轴承装拆方便，轴瓦磨损后便于调整轴承间隙。,17.3.1 对轴承材料的要求：,金属材料 多孔质金属材料 非金 属材料,对材料性能要求,常用轴承材料,17.3.2 轴承材料的分类,轴承合金,铜合金,17.4 轴瓦结构 17.4.1 轴瓦和轴承衬,轴瓦结构,轴瓦的定位,凸缘,17.4.2 油孔、油沟和油室,目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。,设计油沟时应注意的问题： 1、 油沟长度一般为轴承长度的80%； 2、 油孔、油沟应开在非承载区。,17.5 轴承
4、润滑材料 17.5.1 润滑油 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。 粘度选择的原则： 1.转速高，比压小时，选粘度低的油；反之，选粘度高的油； 2.加工表面粗糙度高时，选粘度大的油； 3.根据润滑方式不同，选择不同粘度的油； 4.在较高温度下工作的轴承，所用油的粘度比通常高一些； 5.低温工作的轴承应选用凝点低的油。,17.5.2 润滑脂 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。 选择润滑脂品种的一般原则 1.单位压力高和滑动速度低时，选择针
5、入度小一些的品种； 2.所用润滑脂的滴点，一般应高于轴承工作温度约2030C; 3.在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性强的钙基或铝基脂；在温度较高时应选用钠基或锂基脂。,间歇供油,17.6润滑方法 17.6.1 油润滑,连续供油,17.6.2 脂润滑,供油方式可根据系数k选定。 k2 用润滑脂，油杯润滑 k=216针阀式注油油杯润滑 k=1632油环或飞溅润滑 k32压力循环润滑,17.7 滑动轴承的条件性计算,2.限制轴承pv值 限制轴承的温升,3.限制滑动速度v 限制局部的过度磨损,17.7.1 径向轴承 1. 限制轴承平均压强 p 避免过度磨损,失效形式,1.磨损,导致轴承配合间隙加大
6、，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作。,高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合。,2.胶合,设计准则： 保证边界油膜不致破裂 混合润滑轴承的条件性计算； 及液体动力润滑轴承的初步计算。,17.7.2 推力轴承,1）验算轴承的平均压力,）验算轴承的pV 值,推力滑动轴承,17.8 液体动力润滑的基本方程式 1.液体静压轴承 2.液体动压轴承,17.8.1 雷诺润滑方程式 基本假设 1.两板间润滑油做层流运动； 2.两板间润滑油是牛顿流体； 3.与两板相接触的流体层与板间无滑动； 4.流体的重力和流动过程中产生的惯性力 与压力相比很小，可以忽略；
7、5.压力沿y方向大小不变； 6.平板沿z方向无限长。,17.8.2 油楔承载机理,两摩擦表面平行，不会产生压力油膜,两摩擦表面成楔形间隙，产生了压力油膜,间隙内的润滑油形成了拥挤,形成动压油膜的必要条件,1.两摩擦表面必须形成楔形,2.润滑油必须从大口进小口出,3.必须具有足够的滑动速度,4.必须充满足够粘度的润滑油,17.9 液体动力润滑径向轴承的计算,17.9.1 几何关系,半径间隙：,相对间隙：,偏心率：,最小油膜厚度：,17.9.2 动力润滑状态的建立,静止,起动,不稳定运行,稳定运行,1.动力润滑状态建立的过程,2.校核层流条件,17.9.3 承载能力和索氏数,在允许情况下降低相对间
8、隙，提高润滑油粘度都有利于获得满意的承载能力，前者效果更显著。,17.9.4 流量计算,= 承载区端泄流量Q1 + 非承载区端泄流量Q2 + 轴瓦供油槽两端流出的附加流量 Q3,进入轴承的润滑油总流量Q, Q1,17.9.6 热平衡计算,（1）粘度间隙改变，使轴承的承载能力下降,（2）会使金属软化发生抱轴事故,摩擦产生的热量H = 端泄润滑油所带走热量H1 + 轴承散发热量H2,热平衡条件：单位时间内,轴承温升,润滑油平均温度tm,为保证承载要求tm75,a) 若t1(3545), 热平衡易建立，则应降低tm，再行计算。,b) 若t1(3545) ，不易达到热平衡状态降低粗糙度重新计算,c)
9、t280易过热失效，改变相对间隙和油的粘度重新计算,17.9.7 保证液体动力润滑的条件 除上述油楔承载机理四条件外，还需保证最小油膜厚度大于两表面不平度之和。,17.9.8 参数选择 1.宽径比 一般轴承的宽径比为0.51.5。,大Q大 温升小 但承载能力和运转精度低,小易形成流体膜承载能力和运转精度,2.相对间隙,3.平均压强,B/d小 端泄Q1摩擦功耗和温升 减轻轴颈与轴瓦边缘接触但承载能力,高速重载轴承，因其工作时温升高，宽径比宜取小值； 高速轻载轴承，如对轴承刚性无过高要求，宜取小值； 低速重载轴承，为提高轴承的整体刚性，宜取大值； 对轴有较大支承刚性的机床轴承，宜取大值。,压强，轴承尺寸，运转平稳，但轴承易损坏。,设计步骤,确定轴承结构形式,确定轴承宽度 B 和直径 d,验算p、pv、v,选择轴承的配合,选择润滑剂与润滑装置,选择轴瓦材料,
