第11講滑動(dòng)軸承

1、滑滑 動(dòng)動(dòng) 軸軸 承承滾動(dòng)軸承因摩阻小、起動(dòng)靈敏、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉得到廣泛應(yīng)用。但滑動(dòng)軸承因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)也有著重要的應(yīng)用。 最簡(jiǎn)單的滑動(dòng)軸承只需要將軸安裝于恰當(dāng)間隙的孔中即可，典型的滑動(dòng)軸承為各種滑動(dòng)軸承座。 滑動(dòng)軸承分混合摩擦軸承和液體摩擦軸承，混合摩擦軸承滑動(dòng)軸承分混合摩擦軸承和液體摩擦軸承，混合摩擦軸承的主要優(yōu)點(diǎn)有：的主要優(yōu)點(diǎn)有： (1)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，徑向尺寸??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，徑向尺寸小； (2)(2)可做成剖分式，便于安裝?？勺龀善史质?，便于安裝。 (3)(3)軸承工作面上的油膜有減振、緩沖和降噪的作，因而工作軸承工作面上的油膜有減振、緩沖和降噪的作，因

2、而工作 平穩(wěn)、噪聲?。黄椒€(wěn)、噪聲小； (4)(4)能在特殊工作條件下工作，如在水下、腐蝕介質(zhì)或無潤(rùn)滑能在特殊工作條件下工作，如在水下、腐蝕介質(zhì)或無潤(rùn)滑 介質(zhì)等條件中；介質(zhì)等條件中； 液體摩擦軸承除了混合摩擦軸具承具有的以上優(yōu)點(diǎn)外，還有液體摩擦軸承除了混合摩擦軸具承具有的以上優(yōu)點(diǎn)外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：以下優(yōu)點(diǎn)： (1)(1)處于液體摩擦狀態(tài)下軸承摩擦系數(shù)小、磨損輕微、壽命長(zhǎng)；處于液體摩擦狀態(tài)下軸承摩擦系數(shù)小、磨損輕微、壽命長(zhǎng)； (2)(2)影響精度的零件數(shù)較少，故可達(dá)到很高的回轉(zhuǎn)精度；影響精度的零件數(shù)較少，故可達(dá)到很高的回轉(zhuǎn)精度； (3)(3)面接觸，因而承載能力大；面接觸，因而承載能力大； 干摩擦

3、干摩擦是兩摩擦表是兩摩擦表面直接接觸，不加入任何面直接接觸，不加入任何潤(rùn)滑劑的摩擦。其摩擦阻潤(rùn)滑劑的摩擦。其摩擦阻力大，磨損嚴(yán)重，應(yīng)盡可力大，磨損嚴(yán)重，應(yīng)盡可能避免。能避免。根據(jù)表面潤(rùn)滑情況，滑動(dòng)軸承可分為液體摩擦根據(jù)表面潤(rùn)滑情況，滑動(dòng)軸承可分為液體摩擦軸承和非液體摩擦軸承。軸承和非液體摩擦軸承。1 1 概概 述述一般機(jī)器中，磨擦表面多處于干磨擦、邊界磨擦和液體一般機(jī)器中，磨擦表面多處于干磨擦、邊界磨擦和液體磨擦的混合狀態(tài)，稱為混合磨擦磨擦的混合狀態(tài)，稱為混合磨擦（或稱為非液體磨擦）。（或稱為非液體磨擦）。液體磨擦是最理想的情況，長(zhǎng)期高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)器，應(yīng)該液體磨擦是最理想的情況，長(zhǎng)期高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)

4、器，應(yīng)該確保其軸承在液體潤(rùn)滑條件下工作。確保其軸承在液體潤(rùn)滑條件下工作。根據(jù)油膜形成的原理不同，液體摩擦軸承可分為動(dòng)壓根據(jù)油膜形成的原理不同，液體摩擦軸承可分為動(dòng)壓軸承和靜壓軸承。軸承和靜壓軸承。 兩摩擦表面被兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔吸附在表面的邊界膜隔開，摩擦性質(zhì)不取決于開，摩擦性質(zhì)不取決于流體粘度，而與邊界膜流體粘度，而與邊界膜和表面的吸附性質(zhì)有關(guān)，和表面的吸附性質(zhì)有關(guān)，稱為稱為邊界摩擦邊界摩擦 兩摩擦表面被一流體兩摩擦表面被一流體層（液體或氣體）隔開，摩層（液體或氣體）隔開，摩擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子擦性質(zhì)取決于流體內(nèi)部分子間粘性阻力的摩擦，稱為間粘性阻力的摩擦，稱為流流體摩擦體

5、摩擦。其摩擦阻力小，沒。其摩擦阻力小，沒有磨損，但必須在一定工況有磨損，但必須在一定工況下（載荷、速度、流體粘度）下（載荷、速度、流體粘度）才能實(shí)現(xiàn)。才能實(shí)現(xiàn)。2 2 滑動(dòng)軸承的類型與結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承的類型與結(jié)構(gòu)一一. .整體式徑向滑動(dòng)軸承整體式徑向滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無法調(diào)整磨損產(chǎn)生的間隙，裝拆不便，無法應(yīng)用于有中軸頸的軸上。 滑動(dòng)軸承按承受載荷方向的不同，可分為徑向軸承(承受徑向載荷)和推力軸承(承受軸向載荷)。 常用的徑向滑動(dòng)軸承有整體式和剖分式兩類 它由軸承座(材料為鑄鐵)和軸套(減摩材料制成)組成。 軸承座頂部有裝油杯的螺紋孔，軸套上有油孔和油槽，潤(rùn)滑油由油杯通過油孔和油槽進(jìn)入摩擦面

6、。2 2 滑動(dòng)軸承的類型與結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承的類型與結(jié)構(gòu)一一. .整體式徑向滑動(dòng)軸承整體式徑向滑動(dòng)軸承為調(diào)整間隙方便，可使用調(diào)隙軸承。為調(diào)整間隙方便，可使用調(diào)隙軸承。 滑動(dòng)軸承按承受載荷方向的不同，可分為徑向軸承滑動(dòng)軸承按承受載荷方向的不同，可分為徑向軸承( (承承受徑向載荷受徑向載荷) )和推力軸承和推力軸承( (承受軸向載荷承受軸向載荷) )。 常用的徑向滑動(dòng)軸承有整體式和剖分式兩類常用的徑向滑動(dòng)軸承有整體式和剖分式兩類二二. .剖分式徑向滑動(dòng)軸承剖分式徑向滑動(dòng)軸承 從中間剖分，相應(yīng)地增加了聯(lián)接和定位等結(jié)構(gòu)。有從中間剖分，相應(yīng)地增加了聯(lián)接和定位等結(jié)構(gòu)。有分水平剖分、傾斜剖分。還有可調(diào)心滑動(dòng)軸承等

7、。分水平剖分、傾斜剖分。還有可調(diào)心滑動(dòng)軸承等。 剖分式滑動(dòng)軸承裝拆比較方便，軸承間隙調(diào)整可通過在剖剖分式滑動(dòng)軸承裝拆比較方便，軸承間隙調(diào)整可通過在剖分面上增減墊片厚度來實(shí)現(xiàn)。分面上增減墊片厚度來實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于正、斜剖分式滑動(dòng)軸承，已分別制定了對(duì)于正、斜剖分式滑動(dòng)軸承，已分別制定了JB/T2561 、JB/T2562標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可參考。標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可參考。三三. .推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承軸端推力軸承 軸環(huán)推力軸承 推力滑動(dòng)軸承有軸端推力軸承軸環(huán)推力軸承，軸環(huán)滑動(dòng)軸承有單環(huán)和多環(huán)之分。此外，絕大部分向心滑動(dòng)軸承的端面也可以承受一定的軸向載荷。 順應(yīng)性是軸承材料補(bǔ)償對(duì)中誤差和順應(yīng)其它幾何誤順應(yīng)性是軸

8、承材料補(bǔ)償對(duì)中誤差和順應(yīng)其它幾何誤差的能力。彈性模量低、塑性好的材料，順應(yīng)性就好。差的能力。彈性模量低、塑性好的材料，順應(yīng)性就好。 嵌藏性是軸承材料嵌藏污物和外來微粒防止刮傷和嵌藏性是軸承材料嵌藏污物和外來微粒防止刮傷和磨損的能力。磨損的能力。 摩擦系數(shù)低，摩擦阻力小，減摩性好。摩擦系數(shù)低，摩擦阻力小，減摩性好。 磨合性又稱跑合性，是指材料消除表面不平度磨合性又稱跑合性，是指材料消除表面不平度而使軸瓦表面和軸頸表面相互吻合的性質(zhì)。而使軸瓦表面和軸頸表面相互吻合的性質(zhì)。3 3 軸承材軸承材料料軸瓦和軸承襯材料統(tǒng)稱為軸承材料。軸瓦和軸承襯材料統(tǒng)稱為軸承材料。一一. . 對(duì)軸承材料的要求對(duì)軸承材料的

9、要求1. 1. 低摩擦系數(shù)、良好的磨合性和抗膠合性。低摩擦系數(shù)、良好的磨合性和抗膠合性。二二. .軸承材料軸承材料 大致可分為金屬、粉末冶金和非金屬材料大致可分為金屬、粉末冶金和非金屬材料三大類，金屬材料應(yīng)用最廣。三大類，金屬材料應(yīng)用最廣。2. 2. 良好的順應(yīng)性、嵌藏性和耐腐蝕性。良好的順應(yīng)性、嵌藏性和耐腐蝕性。3. 3. 足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。4. 4. 良好的傳熱性和小的熱膨脹性。良好的傳熱性和小的熱膨脹性。5. 5. 良好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。良好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。機(jī)械強(qiáng)度包括沖擊強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。機(jī)械強(qiáng)度包括沖擊強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。耐磨性是指材

10、料抵抗磨粒磨損和膠合磨損的性質(zhì)。耐磨性是指材料抵抗磨粒磨損和膠合磨損的性質(zhì)。軸承合金軸承合金銅合金銅合金粉末冶金粉末冶金塑料塑料詳見教材P1934 4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸瓦、軸套和軸承襯一、軸瓦、軸套和軸承襯軸承襯是在軸套內(nèi)表面上澆鑄一層或兩層減摩材料。軸承襯是在軸套內(nèi)表面上澆鑄一層或兩層減摩材料。4 4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)二、油孔、油溝和油室二、油孔、油溝和油室 油孔用來供應(yīng)潤(rùn)滑油，油溝油孔用來供應(yīng)潤(rùn)滑油，油溝( (又稱油槽又稱油槽) )用來輸送和分布潤(rùn)滑油用來輸送和分布潤(rùn)滑油. . 油孔和油溝的位置和形狀對(duì)軸承的承載能力和壽命影響很大。油孔和油溝的位置和形狀對(duì)軸承的承載能力和壽命影響很大

11、。油孔和油溝的開設(shè)原則油孔和油溝的開設(shè)原則(1)(1)油溝的軸向長(zhǎng)度應(yīng)比軸瓦長(zhǎng)度短油溝的軸向長(zhǎng)度應(yīng)比軸瓦長(zhǎng)度短( (大約為軸瓦長(zhǎng)度的大約為軸瓦長(zhǎng)度的8080) )，不，不 能沿軸向完全開通以免油從兩端大量泄失，影響承載能力能沿軸向完全開通以免油從兩端大量泄失，影響承載能力; ; (2)(2)油孔和油溝不應(yīng)開在軸瓦的承載區(qū)，以免降低油膜的承載力。油孔和油溝不應(yīng)開在軸瓦的承載區(qū)，以免降低油膜的承載力。4 4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)二、油孔、油溝和油室二、油孔、油溝和油室 普通油室結(jié)構(gòu)，它可使?jié)櫥脱剌S向均勻分布，并起著普通油室結(jié)構(gòu)，它可使?jié)櫥脱剌S向均勻分布，并起著儲(chǔ)油和穩(wěn)定供油的作用。儲(chǔ)油和穩(wěn)定供油的

12、作用。 液體潤(rùn)滑軸承的油室結(jié)構(gòu)是軸承設(shè)計(jì)中的最重要因素，液體潤(rùn)滑軸承的油室結(jié)構(gòu)是軸承設(shè)計(jì)中的最重要因素，對(duì)軸承工作性能影響很大。對(duì)軸承工作性能影響很大。5 5 潤(rùn)滑材料、潤(rùn)滑方法與裝置潤(rùn)滑材料、潤(rùn)滑方法與裝置一一. .潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油 潤(rùn)滑油的物理化學(xué)指標(biāo)主要有：粘度、粘度指潤(rùn)滑油的物理化學(xué)指標(biāo)主要有：粘度、粘度指數(shù)、油性、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、酸值和殘?zhí)剂康?。?duì)于大數(shù)、油性、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、酸值和殘?zhí)剂康?。?duì)于大多數(shù)滑動(dòng)軸承來講，粘度是最主要的指標(biāo)，也是選多數(shù)滑動(dòng)軸承來講，粘度是最主要的指標(biāo)，也是選擇軸承用油的主要依據(jù)。擇軸承用油的主要依據(jù)。油性油性潤(rùn)滑油對(duì)固體表面的吸附能力，通常，潤(rùn)滑潤(rùn)滑油對(duì)固體表面的吸附

13、能力，通常，潤(rùn)滑油中極性分子團(tuán)愈多，油性愈好。因此動(dòng)物油中極性分子團(tuán)愈多，油性愈好。因此動(dòng)物油最好，植物油次之，礦物油最差。油最好，植物油次之，礦物油最差。粘度粘度衡量潤(rùn)滑油易流動(dòng)性的一個(gè)指標(biāo)。粘度愈大衡量潤(rùn)滑油易流動(dòng)性的一個(gè)指標(biāo)。粘度愈大則潤(rùn)滑油的內(nèi)摩擦阻力愈大，愈不易流動(dòng)，則潤(rùn)滑油的內(nèi)摩擦阻力愈大，愈不易流動(dòng)，因而承載能力愈大。因而承載能力愈大。潤(rùn)滑劑分類潤(rùn)滑劑分類 固體，流體（液體為主），潤(rùn)滑脂。固體，流體（液體為主），潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑目的潤(rùn)滑目的 減摩，降低磨損，冷卻，防銹和吸振。減摩，降低磨損，冷卻，防銹和吸振。粘度有兩種常用定量指標(biāo)，即粘度有兩種常用定量指標(biāo)，即動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度和和運(yùn)動(dòng)

14、粘度運(yùn)動(dòng)粘度 動(dòng)力粘度經(jīng)常用于滑動(dòng)軸承的分析計(jì)算中，動(dòng)力粘度經(jīng)常用于滑動(dòng)軸承的分析計(jì)算中，商品油則常用運(yùn)動(dòng)粘度來標(biāo)定。商品油則常用運(yùn)動(dòng)粘度來標(biāo)定。 流體在流動(dòng)時(shí)，相鄰流體層間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則該兩流體在流動(dòng)時(shí)，相鄰流體層間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則該兩流體層間會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力，稱為粘滯力。粘度是用來衡量粘流體層間會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力，稱為粘滯力。粘度是用來衡量粘滯力大小的一個(gè)物性數(shù)據(jù)。粘度有動(dòng)力粘度，其單位：帕斯滯力大小的一個(gè)物性數(shù)據(jù)。粘度有動(dòng)力粘度，其單位：帕斯卡秒卡秒( (Pas) )；運(yùn)動(dòng)粘度是在工程計(jì)算中，物質(zhì)的動(dòng)力粘度與；運(yùn)動(dòng)粘度是在工程計(jì)算中，物質(zhì)的動(dòng)力粘度與其密度之比，其單位為：其密度之比，其單

15、位為：( (m2/s) )。 注意注意a a、國(guó)標(biāo)規(guī)定運(yùn)動(dòng)粘度的標(biāo)定溫度是、國(guó)標(biāo)規(guī)定運(yùn)動(dòng)粘度的標(biāo)定溫度是4040。b b、溫度對(duì)粘度有很大的影響。、溫度對(duì)粘度有很大的影響。 載荷大粘度宜大，速度大粘度宜小，載荷大粘度宜大，速度大粘度宜小，工作溫度高則應(yīng)選粘度指數(shù)工作溫度高則應(yīng)選粘度指數(shù)( (粘溫特性粘溫特性) )高的潤(rùn)滑油。高的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油選擇原則潤(rùn)滑油選擇原則二二. . 潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂 潤(rùn)滑脂是潤(rùn)滑油與金屬皂（脂肪酸與金潤(rùn)滑脂是潤(rùn)滑油與金屬皂（脂肪酸與金屬反應(yīng)生成的有機(jī)酸鹽）的混合物。潤(rùn)滑脂屬反應(yīng)生成的有機(jī)酸鹽）的混合物。潤(rùn)滑脂的優(yōu)點(diǎn)是稠度大，不易流失，承載能力大；的優(yōu)點(diǎn)是稠度大，不易流失，

16、承載能力大；但它的物化穩(wěn)定性差，摩阻大，故只適合低但它的物化穩(wěn)定性差，摩阻大，故只適合低速場(chǎng)合（速場(chǎng)合（ ）。）。smv/2潤(rùn)滑脂的主要指標(biāo)是針入度和滴點(diǎn)。潤(rùn)滑脂的主要指標(biāo)是針入度和滴點(diǎn)。潤(rùn)滑脂有鈣基、鈉基和鋰基之分，一潤(rùn)滑脂有鈣基、鈉基和鋰基之分，一般說來：鈣基耐水不耐溫，鈉基耐溫不耐般說來：鈣基耐水不耐溫，鈉基耐溫不耐水，鋰基最好水，鋰基最好( (耐溫、耐水耐溫、耐水) )但價(jià)格稍貴。但價(jià)格稍貴。三三. .潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑裝置潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑裝置 潤(rùn)滑方式根據(jù)潤(rùn)滑方式根據(jù)選擇選擇，k 2 可用潤(rùn)滑脂可用潤(rùn)滑脂或油杯潤(rùn)滑或油杯潤(rùn)滑，當(dāng)當(dāng)k = 216 時(shí)可用針閥式油杯潤(rùn)滑時(shí)可用針閥式油杯潤(rùn)滑,

17、,k =16=1632可用油環(huán)或飛濺潤(rùn)滑可用油環(huán)或飛濺潤(rùn)滑，k = 32 宜用壓力循宜用壓力循環(huán)潤(rùn)滑環(huán)潤(rùn)滑。3 pvk=6 6 混合摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算混合摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算 除液體靜壓滑動(dòng)軸承外，軸承總是存在摩擦和磨損的。因此應(yīng)針對(duì)摩擦和磨損進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，目前采用的是簡(jiǎn)化的條件性計(jì)算。一一. . 徑向軸承徑向軸承限制壓強(qiáng)限制壓強(qiáng) p 目的是避免因壓強(qiáng)過大使邊界膜破裂從而導(dǎo)致金目的是避免因壓強(qiáng)過大使邊界膜破裂從而導(dǎo)致金屬直接接觸產(chǎn)生的劇烈磨損。對(duì)于轉(zhuǎn)速很低或間歇轉(zhuǎn)屬直接接觸產(chǎn)生的劇烈磨損。對(duì)于轉(zhuǎn)速很低或間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，只需進(jìn)行這項(xiàng)計(jì)算。動(dòng)的軸，只需進(jìn)行這項(xiàng)計(jì)算。dBF= p p限制值限制值pv 考

18、慮到功熱當(dāng)量，考慮到功熱當(dāng)量， pv 值與軸承單位面積的摩擦值與軸承單位面積的摩擦功耗（功耗（m pv）成正比，因此限制）成正比，因此限制 pv 值也就是限制值也就是限制軸承的溫升，從而避免溫度過高使?jié)櫥?。?duì)于連軸承的溫升，從而避免溫度過高使?jié)櫥?。?duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，通常都應(yīng)進(jìn)行這項(xiàng)計(jì)算。續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，通常都應(yīng)進(jìn)行這項(xiàng)計(jì)算。191001064 pvBFndndBF pv=p限制速度限制速度當(dāng)當(dāng)v 過大過大，即使即使 p 和和 pv 值都在允許范圍內(nèi)值都在允許范圍內(nèi)，軸軸承也可能很快磨損，故還必須限制滑動(dòng)速度。承也可能很快磨損，故還必須限制滑動(dòng)速度。1064 vd n v=p二二. .

19、推力軸承推力軸承 推力軸承止推面多采用環(huán)行止推面，多環(huán)軸頸可推力軸承止推面多采用環(huán)行止推面，多環(huán)軸頸可承受較大的雙向載荷。但這種軸承必須作成沿軸線剖承受較大的雙向載荷。但這種軸承必須作成沿軸線剖分的，同時(shí)，考慮到載荷分布不均的問題，許用壓強(qiáng)分的，同時(shí)，考慮到載荷分布不均的問題，許用壓強(qiáng)和許用和許用P值應(yīng)適當(dāng)降低。值應(yīng)適當(dāng)降低。)(30000pvzddFn-=600004Fpv=20ndd+p)(202zdd-p)(4202pzddFp-=p注意注意 許用值許用值 、 對(duì)對(duì)向心和普通推力軸承是不同向心和普通推力軸承是不同的，因向心軸承天然滿足液的，因向心軸承天然滿足液體動(dòng)壓潤(rùn)滑條件，許用值可體動(dòng)

20、壓潤(rùn)滑條件，許用值可比推力軸承的許用值大些。比推力軸承的許用值大些。表表 9.29.2 的值只適用于向心滑的值只適用于向心滑動(dòng)軸承，推力軸承的許用值動(dòng)軸承，推力軸承的許用值參見參見機(jī)械工程手冊(cè)機(jī)械工程手冊(cè)。pvp7 7 液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程 潤(rùn)滑油把兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面完全分隔開時(shí)的潤(rùn)滑油把兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面完全分隔開時(shí)的摩擦稱為液體摩擦，因兩固體表面并不接觸，因摩擦稱為液體摩擦，因兩固體表面并不接觸，因此理論上不存在磨損，摩擦阻力的大小取決于潤(rùn)此理論上不存在磨損，摩擦阻力的大小取決于潤(rùn)滑油的粘度?；偷恼扯?。實(shí)現(xiàn)液體摩擦的兩種方法實(shí)現(xiàn)液體摩擦的兩種方法 1 1）輸入壓力

21、油以平衡載荷，稱為靜壓軸承。）輸入壓力油以平衡載荷，稱為靜壓軸承。 2 2）在一定的條件下，利用軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)的泵油作）在一定的條件下，利用軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)的泵油作 用把油帶入摩擦表面，形成動(dòng)壓油膜。用把油帶入摩擦表面，形成動(dòng)壓油膜。 靜壓軸承本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但附屬液壓系統(tǒng)昂靜壓軸承本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但附屬液壓系統(tǒng)昂貴，可以獲得性能極好的軸承。貴，可以獲得性能極好的軸承。液體靜壓軸承的工作原理液體靜壓軸承的工作原理 向下載荷向下載荷軸下移動(dòng)軸下移動(dòng)下油腔間隙下油腔間隙流量減小流量減小下油腔間隙下油腔間隙流量減小流量減小下節(jié)流器下節(jié)流器壓降減小壓降減小下節(jié)流器下節(jié)流器壓降減小壓降減小下油腔壓下油腔壓力增加力增加下油

22、腔壓下油腔壓力增加力增加軸向上移軸向上移液體動(dòng)壓軸承的工作原理液體動(dòng)壓軸承的工作原理xy形成動(dòng)壓油膜條件：形成動(dòng)壓油膜條件： 兩工作表面間必須構(gòu)成楔形間隙兩工作表面間必須構(gòu)成楔形間隙(突突 變或漸變均可變或漸變均可)； 間隙應(yīng)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油。間隙應(yīng)充滿具有一定粘度的潤(rùn)滑油。 必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且間隙沿速度方必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且間隙沿速度方 向應(yīng)由大變小。向應(yīng)由大變小。xy一一. . 雷諾潤(rùn)滑方程雷諾潤(rùn)滑方程基本假設(shè)基本假設(shè)1）潤(rùn)滑油沿）潤(rùn)滑油沿 Z 向無流動(dòng)。向無流動(dòng)。 2）壓力和）壓力和 Y 值無關(guān)。值無關(guān)。 3）潤(rùn)滑油是牛頓流體。）潤(rùn)滑油是牛頓流體。4）忽略潤(rùn)滑油質(zhì)量。）忽略潤(rùn)滑油質(zhì)

23、量。5）潤(rùn)滑油不可壓縮。）潤(rùn)滑油不可壓縮。連續(xù)體力學(xué)總是取微元進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)分析，建立運(yùn)動(dòng)連續(xù)體力學(xué)總是取微元進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)分析，建立運(yùn)動(dòng)方程，在求解獲得結(jié)果。方程，在求解獲得結(jié)果。 基于粘性流體力學(xué)方程建立的薄層間隙中液體運(yùn)動(dòng)的基本基于粘性流體力學(xué)方程建立的薄層間隙中液體運(yùn)動(dòng)的基本微分方程，通過求解方程能獲得壓力及速度分布。滑動(dòng)軸承性微分方程，通過求解方程能獲得壓力及速度分布?；瑒?dòng)軸承性能分析使其重要應(yīng)用之一。能分析使其重要應(yīng)用之一。xy靜力平衡條件靜力平衡條件：0=p)(+-dydzdxxp pdydz+ dxdzt一一. . 雷諾潤(rùn)滑方程雷諾潤(rùn)滑方程)(+-dxdzdyytt化簡(jiǎn)得化簡(jiǎn)得

24、 y x p-=t 粘度定義粘度定義yu-= ht于是于是22yuxp=h因因 是常數(shù)是常數(shù)，不隨不隨 Y Y 而變而變, ,h積分得積分得21221CyCyxpu=+h邊界邊界條件條件。，；，00=uhyvuy解得解得hvhxpCvC-=h2112，于是有于是有：)()(21yhhvyhyxpu-+-=h可知對(duì)于可知對(duì)于 的點(diǎn)的點(diǎn)，油層速度是線性分布油層速度是線性分布. .0=xphzudy0-=hxpvhz3)1212(h2vh z0-=hxpvhz3)1212(h連續(xù)性條件：連續(xù)性條件： 設(shè)對(duì)應(yīng)于設(shè)對(duì)應(yīng)于 的點(diǎn)的間隙高度為的點(diǎn)的間隙高度為 ，則通過則通過該截面的流量為該截面的流量為 ，0

25、h2vh zqx=00=xp一一. . 雷諾潤(rùn)滑方程雷諾潤(rùn)滑方程 而通過高度為而通過高度為 的截的截面的流量為面的流量為：h油油膜膜承承載載機(jī)機(jī)理理分分析析（雷諾方程雷諾方程）306hhhvxp-=將上式變形得將上式變形得:h式中式中：p任一點(diǎn)的壓力任一點(diǎn)的壓力； x運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)； 潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度；兩面的相對(duì)速度兩面的相對(duì)速度； h、h0任一點(diǎn)和最大壓力處的油膜厚度任一點(diǎn)和最大壓力處的油膜厚度。（1）若兩面為平行面若兩面為平行面，即處處即處處h=h0,則則p / x 0， 這表明處處不能產(chǎn)生壓力這表明處處不能產(chǎn)生壓力，即大氣壓即大氣壓。（2） p / x 與與

26、成正比成正比，若若太小或太小或 0，都難于都難于 或不能產(chǎn)生足夠的油膜壓力?；虿荒墚a(chǎn)生足夠的油膜壓力。（3） p / x 與與成正比成正比，若若不夠大不夠大，不能連續(xù)供油不能連續(xù)供油， 都難于形成全膜潤(rùn)滑都難于形成全膜潤(rùn)滑。上述結(jié)論也可通過分析油層的速度分布得出。上述結(jié)論也可通過分析油層的速度分布得出。要形成液體摩擦，還必須滿足條件：要形成液體摩擦，還必須滿足條件：最小油膜厚度不小于許用油膜厚度。最小油膜厚度不小于許用油膜厚度。例 題例 題8 8 單油楔向心滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算單油楔向心滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一一. . 動(dòng)壓油膜的動(dòng)壓油膜的建立過程建立過程圖a) 停車狀態(tài)，軸頸沉在軸承孔下部。軸頸表

27、面 與軸承孔表面構(gòu)成了楔形間隙。圖 b) 軸的啟動(dòng)階段：軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，軸頸與軸承直 接接觸，摩擦力迫使軸頸沿軸承孔內(nèi)壁向滾動(dòng).圖c) 轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，楔形間隙內(nèi)形成的油膜，壓力 將軸頸抬起而與軸承脫離接觸。圖d) 由于油膜各點(diǎn)壓力的合力有向左推動(dòng)軸頸的分 力存在，因而軸頸向左移動(dòng)。最后，當(dāng)達(dá)到機(jī) 器的工作轉(zhuǎn)速時(shí)，軸頸就穩(wěn)定在此平衡位置上 旋轉(zhuǎn)。8 8 單油楔向心滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算單油楔向心滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一一. . 動(dòng)壓油膜的動(dòng)壓油膜的二二. . 幾何關(guān)系幾何關(guān)系半徑間隙半徑間隙rR-=d相對(duì)間隙相對(duì)間隙rdy=最小膜厚最小膜厚偏心率偏心率rRee-=defcoserRh+-fdcose+=)c

28、os1(fed+=任意任意 角處的油膜厚度角處的油膜厚度f建立過程建立過程)1(mineyd-=-=reh承載能力系數(shù)承載能力系數(shù)Cp、Cf、CQ無量綱常數(shù)與偏心率和無量綱常數(shù)與偏心率和 l/d有關(guān)。有關(guān)。三三. .設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式載荷計(jì)算：載荷計(jì)算：摩擦計(jì)算：摩擦計(jì)算：溫升計(jì)算：溫升計(jì)算：流量計(jì)算：流量計(jì)算： pCdlF22 fCf QvdlCQ vCcpCtttQcfFvsQfs四四. . 設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)條件21min)(+zzRRSh式中式中：Rz1、Rz2分別為軸頸和軸承孔表面粗糙度分別為軸頸和軸承孔表面粗糙度 十點(diǎn)高度十點(diǎn)高度（注意與注意與Ra的區(qū)別的區(qū)別） S安全系數(shù)安全系數(shù)，一般取

29、一般取S2載荷條件載荷條件溫度條件溫度條件 tt六六. . 參數(shù)選擇參數(shù)選擇寬徑比寬徑比（B/dB/d） 通常通常(0.5(0.51.5)1.5)，重載宜大輕載宜小重載宜大輕載宜??；速度大速度大宜大宜大，速度小宜小速度小宜小。結(jié)束結(jié)束七七. .設(shè)計(jì)方法及步驟設(shè)計(jì)方法及步驟 見教材見教材P203思考題思考題410)1.00.6(v-3-=y相對(duì)間隙相對(duì)間隙( )( ) 增大增大，承載力降低承載力降低，但摩阻和溫升減小但摩阻和溫升減小。一一般般：速度大取較大的速度大取較大的，載荷大取較小的載荷大取較小的。理想理想的的值見表值見表9.49.4。yyyyrdy=八八. .非液體摩擦軸承的配合非液體摩擦

30、軸承的配合課堂練習(xí)課堂練習(xí) 圖示六種情況中，哪些能建立雷諾動(dòng)壓油膜？說明理由。圖示六種情況中，哪些能建立雷諾動(dòng)壓油膜？說明理由。abc 圖示四種情況，用于圖示四種情況，用于雙向雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的液體動(dòng)壓潤(rùn)滑推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的液體動(dòng)壓潤(rùn)滑推力軸承中，止推盤工作面應(yīng)采取哪種形狀？中，止推盤工作面應(yīng)采取哪種形狀？注意：雷諾動(dòng)壓油膜與流體動(dòng)壓力是有區(qū)別的。注意：雷諾動(dòng)壓油膜與流體動(dòng)壓力是有區(qū)別的。課堂課堂練習(xí)練習(xí) 圖示六種情況中，哪些能建立雷諾動(dòng)壓圖示六種情況中，哪些能建立雷諾動(dòng)壓油膜？說明理由。油膜？說明理由。abc注意：雷諾動(dòng)壓油膜與流體動(dòng)壓力是有區(qū)別的。注意：雷諾動(dòng)壓油膜與流體動(dòng)壓力是有區(qū)別的。a上上b下下

31、:既不能產(chǎn)生雷諾動(dòng)壓油膜，也不能形成流體動(dòng)壓力；既不能產(chǎn)生雷諾動(dòng)壓油膜，也不能形成流體動(dòng)壓力；a下下c下下:能產(chǎn)生雷諾動(dòng)壓油膜；能產(chǎn)生雷諾動(dòng)壓油膜；b上上c上上:不能產(chǎn)生雷諾動(dòng)壓油膜，但形成流體動(dòng)壓力。不能產(chǎn)生雷諾動(dòng)壓油膜，但形成流體動(dòng)壓力。 【相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，水上摩托艇就是該原理】【相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，水上摩托艇就是該原理】課堂練習(xí)課堂練習(xí) 圖示四種情況，用于圖示四種情況，用于雙向雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的液體動(dòng)壓潤(rùn)轉(zhuǎn)動(dòng)的液體動(dòng)壓潤(rùn)滑推力軸承中，止推盤工作面應(yīng)采取哪種形狀？滑推力軸承中，止推盤工作面應(yīng)采取哪種形狀？ (a) (b) (c) (d)(a)、(b)只適用于單向轉(zhuǎn)動(dòng)。只適用于單向轉(zhuǎn)動(dòng)。(c) 適用于雙向轉(zhuǎn)

32、動(dòng)。適用于雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。(d)只適用于液體靜壓潤(rùn)滑推力軸承。只適用于液體靜壓潤(rùn)滑推力軸承。返回yuAF-=htyuAF-=h國(guó)際單位制中，粘度的單位是國(guó)際單位制中，粘度的單位是 ，即，即 ；sPa*2mNs物理單位制中，粘度單位是物理單位制中，粘度單位是( (泊泊) )；即；即 ；2cmsdyn*cP1000=10Ps1Pa=常用單位是常用單位是 cPcP( (厘泊厘泊) )，有，有動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度 表示液體在一定的剪切應(yīng)力下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力表示液體在一定的剪切應(yīng)力下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，其值為加于流動(dòng)液體的剪切應(yīng)力和剪切速率之比，的量度，其值為加于流動(dòng)液體的剪切應(yīng)力和剪切速率之比， 運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘

33、度sm2=kgmssmkg2=kgm3msN2=mkgsPa3scm2物理單位制中物理單位制中n 的單位是的單位是(St(St斯斯) )常用單位是常用單位是（cStcSt） 厘斯厘斯cS tS tsm64210101=動(dòng)力粘度與同溫度下潤(rùn)滑油的密度之比動(dòng)力粘度與同溫度下潤(rùn)滑油的密度之比，稱為稱為運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度，即即。rhn =國(guó)際單位制中國(guó)際單位制中的單位是的單位是。nsm2返回返回1、整體式：徑向滑動(dòng)軸承的主要類型徑向滑動(dòng)軸承的主要類型軸承座油杯螺紋孔軸套特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：（1）軸安裝不方便（因軸頸 只能從端部裝入）。（2）不能調(diào)整軸承 間隙。常用于低速、載荷不大的間歇工作的機(jī)器上滑動(dòng)

34、軸承立體圖滑動(dòng)軸承立體圖12、剖分式：軸承座部分軸瓦軸承蓋雙頭螺栓油杯螺紋孔正剖分式徑向滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承立滑動(dòng)軸承立體圖體圖2返回雷諾耳實(shí)驗(yàn)（1883年）層流與湍流的現(xiàn)象玻璃管水龍頭盛紅色水的容器紅色水為細(xì)線，不和周圍流體混合，方向始終保持和玻璃管軸線平行。證明流體是分層流動(dòng)，各層流體互不相混，流動(dòng)很有規(guī)律層流（片流）。層流條件層流條件整個(gè)管中的流體都呈現(xiàn)紅色，說明紅色細(xì)流已經(jīng)和周圍流體混雜在一起。證明管內(nèi)各層流體混雜、各點(diǎn)速度隨時(shí)改變，流動(dòng)毫無規(guī)律湍流（紊流）。返回返回雷諾方程分析：（1 1）當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面）當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面形成形成收斂油楔收斂油楔時(shí)。即能保時(shí)。即能保證移動(dòng)件帶著油從大口走證移動(dòng)件帶著油從大口走向小口。向小口。xyov6v