轴瓦失效形式f课件

轴瓦的油孔和油槽轴瓦的油孔和油槽 作用：作用：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。运动副表面。潘存云教授研制进油孔进油孔油槽油槽潘存云教授研制F油沟的形状要油沟的形状要便于导油便于导油油沟的位置要放在油沟的位置要放在非承载区非承载区，否则油压卸载，否则油压卸载，降低油膜承载能力降低油膜承载能力形式：按油槽走向分形式：按油槽走向分沿轴向、斜向、周向、螺旋线等。沿轴向、斜向、周向、螺旋线等。F轴向油槽轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有不能开通至轴承端部，应留有油封面油封面。双轴向油槽双轴向油槽开在轴承开在轴承剖分面上剖分面上单轴向油槽在单轴向油槽在最大油膜厚度处最大油膜厚度处a大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成既有利于形成动压油膜动压油膜，又起冷却作用。，又起冷却作用。轴瓦的定位轴瓦的定位目的：目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。的相对移动。轴向定位：轴向定位：凸缘凸缘轴瓦一端或两端做凸缘轴瓦一端或两端做凸缘定位唇定位唇定位唇（凸耳）定位唇（凸耳）凸凸缘凸耳凸耳周向定位：周向定位：紧定螺钉紧定螺钉（也可做轴向定位）（也可做轴向定位）轴轴 瓦瓦圆柱销圆柱销轴承座轴承座销钉销钉（也可做轴向定位）（也可做轴向定位）二二.轴瓦材料（轴瓦材料（抗失效抗失效）轴承材料性能要求轴承材料性能要求转轴表面相对于轴承表面有转轴表面相对于轴承表面有滑移运动滑移运动；摩擦摩擦和和磨损磨损的发生；的发生；摩擦功引起摩擦功引起功耗损失功耗损失；轴瓦轴瓦和和轴承衬轴承衬的材料统称为的材料统称为轴瓦材料。轴瓦材料。1.1.实际工况条件复杂，难以保证良好的润实际工况条件复杂，难以保证良好的润滑条件下工作？滑条件下工作？2.2.如何选择好的材料弥补因润滑条件不足如何选择好的材料弥补因润滑条件不足而造成的摩擦、磨损和发热问题？而造成的摩擦、磨损和发热问题？轴瓦失效形式：轴瓦失效形式：磨损、胶合磨损、胶合 对轴瓦材料的要求：对轴瓦材料的要求：耐磨损、抗胶合、减摩（摩擦系数耐磨损、抗胶合、减摩（摩擦系数f 小）导热性、足够的强度。导热性、足够的强度。磨损磨损胶合胶合扩展点蚀扩展点蚀疲劳剥落疲劳剥落汽车用滑动轴承故障原因的平均比率故障原因不干净不干净润滑油不足安装误差对中不良超载比率38.311.115.98.16.0故障原因腐蚀制造精度低气蚀气蚀 其它比率5.65.52.86.71.1.对轴承材料性能的要求对轴承材料性能的要求减摩性：减摩性：材料副具有较低的摩擦系数；材料副具有较低的摩擦系数；耐磨性：耐磨性：材料的抗磨性能，材料的抗磨性能，如铜与其他金属配摩如铜与其他金属配摩擦系数小擦系数小；抗胶合性：抗胶合性：材料的材料的耐热性耐热性与与抗粘附性，抗粘附性，防止防止轴承和轴颈表面互相咬粘或防止轴承和轴颈轴承和轴颈表面互相咬粘或防止轴承和轴颈烧伤的能力烧伤的能力；轴瓦与轴颈构成轴瓦与轴颈构成摩擦副摩擦副同种材料配易磨损同种材料配易磨损相似于蜗轮蜗杆相似于蜗轮蜗杆嵌入性：嵌入性：材料容纳材料容纳硬质颗粒嵌入硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能，即材料在硬颗动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能，即材料在硬颗粒作用下产生粒作用下产生局部塑性变形的能力局部塑性变形的能力；摩擦顺应性：摩擦顺应性：材料通过表层材料通过表层弹塑性变形弹塑性变形来补偿轴承来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力；滑动表面初始配合不良的能力；磨合性：磨合性：轴瓦与轴颈表面经轴瓦与轴颈表面经短期轻载短期轻载运行后，形运行后，形成相互吻合的表面形状和粗糙度能力（或性质）成相互吻合的表面形状和粗糙度能力（或性质）在在跑合跑合过程中过程中降低摩擦力、温度和磨损量，体现降低摩擦力、温度和磨损量，体现为为磨损曲线中的初始摩擦阶段磨损曲线中的初始摩擦阶段。初期初期磨损磨损阶段阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段磨损量时间时间剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段机器的寿命机器的寿命1 1、轴承合金（、轴承合金（巴氏合金巴氏合金）成分：成分：锡锡（贵）、（贵）、铅铅（软，强度低，熔点低）、（软，强度低，熔点低）、锑锑（耐腐蚀）、（耐腐蚀）、铜铜特点：特点：摩擦系数小，抗胶合，摩擦系数小，抗胶合，耐腐蚀，易跑合。耐腐蚀，易跑合。强度和熔点低（强度和熔点低（150 融化变软，融化变软，“烧瓦烧瓦”“”“爆轴爆轴”），价格昂贵，价格昂贵，机械强度较差，工作温度：机械强度较差，工作温度：t120。只只做做轴承衬轴承衬应用：中、高速，重载。应用：中、高速，重载。Z ZSnSb10Cu6SnSb10Cu6（锡基轴承合金锡基轴承合金）Z ZPbSb16Sn16Cu2PbSb16Sn16Cu2（铅基轴承合金铅基轴承合金）2 2、铜合金、铜合金成分：成分：锡、铜、铅、铝、铁锡、铜、铅、铝、铁锡青铜、铝青铜、铅青铜（锡青铜、铝青铜、铅青铜（相似蜗轮材料选择相似蜗轮材料选择）特点：特点：耐磨，耐高温（相对于巴氏和金），耐磨，耐高温（相对于巴氏和金），强度高强度高 ，塑性差，工作温度高达，塑性差，工作温度高达250。可塑可塑性差、不易跑合。性差、不易跑合。应用：中低速，中（重）载。应用：中低速，中（重）载。制做整体式轴瓦。制做整体式轴瓦。锡青铜：锡青铜：ZCuSn10P1ZCuSn10P1，高速、，高速、重载重载铝青铜：铝青铜：ZCuAl10Fe3ZCuAl10Fe3，低速、，低速、重载重载铅青铜：铅青铜：ZCuPb30ZCuPb30，高速、，高速、重的冲击与变载重的冲击与变载要求承载能力强要求承载能力强3 3、铝合金、铝合金-德国德国（低锡和高锡两类）（低锡和高锡两类）成分：成分：锡、铝锡、铝特点：特点：耐磨，耐高温，强度高，塑性差，耐磨，耐高温，强度高，塑性差，成本低。成本低。应用：中速，重（中）载。应用：中速，重（中）载。制作成制作成整体式轴瓦。整体式轴瓦。2020高锡铝合金与钢制成的双金属轴瓦高锡铝合金与钢制成的双金属轴瓦铝锡合金：铝锡合金：耐腐蚀性好和疲劳强度较高，摩耐腐蚀性好和疲劳强度较高，摩擦性能较好。在部分领域取代了较贵的轴承擦性能较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。合金与青铜。航空发动机航空发动机：铸铁轴承座和铝合金轴承膨胀系：铸铁轴承座和铝合金轴承膨胀系数不匹配；数不匹配；汽车行业：汽车行业：AlSnSi轴承合金材料逐轴承合金材料逐渐成为主流，渐成为主流，Si使跑和性能提高，抗咬合性能、使跑和性能提高，抗咬合性能、抗疲劳性能增强。抗疲劳性能增强。特点：特点：组织疏松多孔，耐磨性好，组织疏松多孔，耐磨性好，韧性差，材料价廉。韧性差，材料价廉。使用前需在热油中浸渍几小时，使孔隙中使用前需在热油中浸渍几小时，使孔隙中充满润滑油，故也称为充满润滑油，故也称为含油轴承含油轴承。应用：低速，平稳载荷，加油不便场合。应用：低速，平稳载荷，加油不便场合。4 4、粉末冶金（含油轴承、粉末冶金（含油轴承-“硬海绵硬海绵”）成分：成分：铁、铜、石墨粉末经过压制、烧结，铁、铜、石墨粉末经过压制、烧结，形成多孔性结构材料，又称形成多孔性结构材料，又称陶瓷金属陶瓷金属。美国辉门自润滑轴承应用于世界最长的悬索吊桥美国辉门自润滑轴承应用于世界最长的悬索吊桥粉末冶金轴承支粉末冶金轴承支撑世界最长的吊撑世界最长的吊桥桥(挪威挪威1310m)5 5、铸铁、铸铁 HT150 HT200 HT150 HT200 石墨石墨-固体润滑剂固体润滑剂用于不重要、低速轻载轴承。用于不重要、低速轻载轴承。6 6、非金属材料：、非金属材料：酚醛酚醛树脂（录音机磁带轴上轴树脂（录音机磁带轴上轴瓦），瓦），聚酰胺聚酰胺（尼龙），（尼龙），橡胶橡胶（水质润滑（水质润滑-离心离心泵，水轮机）。泵，水轮机）。工程塑料：工程塑料：摩擦因数小，抗压强度高，可塑性、跑摩擦因数小，抗压强度高，可塑性、跑合性良好，耐腐蚀性和耐磨性好，可用水、油及化学溶合性良好，耐腐蚀性和耐磨性好，可用水、油及化学溶液等润滑等。但导热能力差，膨胀系数大，容易变形，液等润滑等。但导热能力差，膨胀系数大，容易变形，应注意冷却。应注意冷却。橡胶：橡胶：良好的弹性和减摩性，能减轻振动使运转平稳，良好的弹性和减摩性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙等有泥沙的场合。的场合。碳碳-石墨：石墨：自润滑性。石墨量越多材料越软，摩擦因自润滑性。石墨量越多材料越软，摩擦因数越小。还可以再加入金属、聚四氟乙烯和二硫化钼等。数越小。还可以再加入金属、聚四氟乙烯和二硫化钼等。电动机电刷电动机电刷的常用材料。的常用材料。陶瓷：陶瓷：特别耐高温、耐磨，可用水润滑，应用越来越特别耐高温、耐磨，可用水润滑，应用越来越广泛。但性脆，难加工。广泛。但性脆，难加工。展望：高性能无铅化滑动轴承材料及技术！展望：高性能无铅化滑动轴承材料及技术！10-3 10-3 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑种类：气体、液体、半固体、固体种类：气体、液体、半固体、固体一、润滑剂及选择一、润滑剂及选择空气空气轻载轻载高速高速润滑油润滑油润滑脂润滑脂石墨石墨二硫化钼二硫化钼聚氟乙烯聚氟乙烯不重要不重要低速低速低温低温高温高温矿物油矿物油动物油动物油合成油合成油作用：作用：降低摩擦功耗、减少磨损、降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。冷却、吸振、防锈等。10-3 10-3 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑什么是粘度？什么是粘度？流体与流体摩擦力的大小流体与流体摩擦力的大小一、润滑剂及选择一、润滑剂及选择1 1、润滑油、润滑油Vv=流体的速度梯度流体的速度梯度动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度h h h h(PaPaPaPas s s s)符合粘性定律的流体都符合粘性定律的流体都叫牛顿流体（前提）叫牛顿流体（前提）粘度是润滑油抵抗运动的能力，表征流动时内摩擦阻力的大小。粘度是润滑油抵抗运动的能力，表征流动时内摩擦阻力的大小。润滑油粘度概念润滑油粘度概念牛顿粘性定律：牛顿粘性定律：意义：意义：剪应力大小与速度梯度成正比。剪应力大小与速度梯度成正比。描述任意两层流体间剪应力大小的关系。描述任意两层流体间剪应力大小的关系。选择润滑油最重要的性能指标之一。选择润滑油最重要的性能指标之一。动力粘度动力粘度 运动粘度运动粘度 单位单位 PaS（帕秒）（帕秒）用于流体动力学计算用于流体动力学计算常用常用mm2/S（厘斯厘斯 cSt）表示润滑油的粘度表示润滑油的粘度同温下同温下流体的密度流体的密度注意：润滑油的粘度并不是定值。注意：润滑油的粘度并不是定值。粘度随温度和压力的变化而变化，温度的影响最大。粘度随温度和压力的变化而变化，温度的影响最大。温度升高温度升高 粘度下降粘度下降压力升高压力升高 粘度上升粘度上升但压力对粘度的影响较小，通常忽略不计。但压力对粘度的影响较小，通常忽略不计。国标规定，国标规定，4040时粘度的平均值为该润滑油的粘度。时粘度的平均值为该润滑油的粘度。油性油性 也称润滑性，表征油中的极性分子对也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附性能。金属表面的吸附性能。油性好则摩擦油性好则摩擦系数小。系数小。凝点凝点 反映润滑油的低温工作性能。反映润滑油的低温工作性能。闪点闪点 反映润滑油在高温下工作的安全性。反映润滑油在高温下工作的安全性。假塑性流体：假塑性流体：几乎所有高分子溶液或溶体。几乎所有高分子溶液或溶体。胀塑性流体：胀塑性流体：淀粉、硅酸盐等悬浮液。淀粉、硅酸盐等悬浮液。粘塑性流体：粘塑性流体：纸浆、牙膏、污水泥浆。纸浆、牙膏、污水泥浆。触变性流体：触变性流体：油漆。油漆。粘弹性流体：粘弹性流体：塑料和纤维产品。塑料和纤维产品。拓展了解拓展了解粘度影响因素？粘度影响因素？运动粘度运动粘度(m2/s)温度温度 压力压力?1 1、润滑油、润滑油动力粘度动力粘度不能直接测得不能直接测得，引进工程上的应用概念：，引进工程上的应