第15章滑動軸承詳細版

1、基本要求基本要求: 了解軸承的各種摩擦狀態(tài)及特點。了解軸承的各種摩擦狀態(tài)及特點。 了解軸承的各種結構型式、軸瓦結構及軸承材料。了解軸承的各種結構型式、軸瓦結構及軸承材料。掌握潤滑劑的特性指標，了解軸承的潤滑方法。掌握潤滑劑的特性指標，了解軸承的潤滑方法。掌握動壓潤滑的基本原理。掌握動壓潤滑的基本原理。1. 掌握非液體及液體動壓潤滑滑動軸承的設計方法及步驟。掌握非液體及液體動壓潤滑滑動軸承的設計方法及步驟。重點與難點重點與難點: :重點：非液體及液體動壓潤滑滑動軸承的設計方法及步驟。重點：非液體及液體動壓潤滑滑動軸承的設計方法及步驟。難點：動壓潤滑的基本原理及液體動壓潤滑滑動軸承的設計。難點：動

2、壓潤滑的基本原理及液體動壓潤滑滑動軸承的設計。152 滑動軸承的結構型式 153 軸瓦結構及軸承材料 154 潤滑劑和潤滑裝置155 非液體摩擦滑動軸承的計算 156 動壓潤滑的基本原理158 液體動壓多油楔軸承和靜壓軸承簡介 157 向心動壓軸承的幾何關系和承載量的計算 軸承軸承是用于支承軸及軸上回轉零件的部件。套裝在軸承上的是用于支承軸及軸上回轉零件的部件。套裝在軸承上的那段軸稱為那段軸稱為軸頸軸頸。根據(jù)軸承中摩擦性質的不同，可把軸承分為。根據(jù)軸承中摩擦性質的不同，可把軸承分為滑滑動軸承動軸承和和滾動軸承滾動軸承兩大類。兩大類。 優(yōu)點：優(yōu)點：壽命長、適于高速；油膜能緩沖吸振，耐沖擊、承載壽

3、命長、適于高速；油膜能緩沖吸振，耐沖擊、承載能力大；回轉精度高、運轉平穩(wěn)無噪音；結構簡單、裝拆方便、能力大；回轉精度高、運轉平穩(wěn)無噪音；結構簡單、裝拆方便、成本低廉。成本低廉。 缺點：缺點：非液體摩擦軸承摩擦損失大，磨損嚴重；液體動壓潤非液體摩擦軸承摩擦損失大，磨損嚴重；液體動壓潤滑軸承當起動、停車、轉速和載荷經(jīng)常變化時，難于保持液體滑軸承當起動、停車、轉速和載荷經(jīng)常變化時，難于保持液體潤滑，且設計，制造、潤滑和維護要求較高。潤滑，且設計，制造、潤滑和維護要求較高。 應用：應用：高速、高精度、重載、特大沖擊與振動、徑向空間高速、高精度、重載、特大沖擊與振動、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝尺

4、寸受到限制或必須剖分安裝( (如曲軸的軸承如曲軸的軸承) )、以及需在水或、以及需在水或腐蝕性介質中工作等條件下的軸承。腐蝕性介質中工作等條件下的軸承。 要正確地設計滑動軸承，必須合理地解決以下問題：要正確地設計滑動軸承，必須合理地解決以下問題： 1)1)軸承的型式和結構；軸承的型式和結構； 2)2)軸瓦的結構和材料選擇；軸瓦的結構和材料選擇； 3)3)軸承的結構參數(shù)；軸承的結構參數(shù)； 4)4)潤滑劑的選擇和供應；潤滑劑的選擇和供應； 5)5)軸承的工作能力及熱平衡計算。軸承的工作能力及熱平衡計算。 一、干摩擦一、干摩擦 無任何潤滑劑或保護膜的純凈的兩摩擦表面間的摩擦，稱無任何潤滑劑或保護膜的

5、純凈的兩摩擦表面間的摩擦，稱為干摩擦。為干摩擦。特點：特點：摩擦系數(shù)及摩擦阻力最大，發(fā)熱多，磨損最嚴重，摩擦系數(shù)及摩擦阻力最大，發(fā)熱多，磨損最嚴重， 零件使用壽命最短，應力求避免。零件使用壽命最短，應力求避免。 但是，純凈表面只有在特定條件下才能實現(xiàn)，一般情況下但是，純凈表面只有在特定條件下才能實現(xiàn)，一般情況下摩擦表面上可能存在一層氧化膜和自然污染，因而在工程中，摩擦表面上可能存在一層氧化膜和自然污染，因而在工程中，只要是名義上無潤滑劑又沒有明顯潤滑現(xiàn)象的摩擦，都認為是只要是名義上無潤滑劑又沒有明顯潤滑現(xiàn)象的摩擦，都認為是干摩擦。干摩擦。 二、邊界摩擦二、邊界摩擦 當兩摩擦表面間存在潤滑油時，

6、由于潤滑油極性分子能當兩摩擦表面間存在潤滑油時，由于潤滑油極性分子能牢固地吸附在金屬表面上而形成極薄的邊界油膜，這種狀態(tài)牢固地吸附在金屬表面上而形成極薄的邊界油膜，這種狀態(tài)稱為邊界摩擦。稱為邊界摩擦。特點：特點：不能完全避免金屬的直接接觸，這時仍有微小的摩擦力不能完全避免金屬的直接接觸，這時仍有微小的摩擦力產(chǎn)生，其產(chǎn)生，其 摩擦系數(shù)通常約在摩擦系數(shù)通常約在0.10.10.30.3，同時摩擦面間的磨損也，同時摩擦面間的磨損也是不可避免的。是不可避免的。 三、液體摩擦三、液體摩擦 當兩摩擦表面間有充足的潤滑油，而且能滿足一定的條件，當兩摩擦表面間有充足的潤滑油，而且能滿足一定的條件，則摩擦面間可形

7、成厚度達幾十微米的壓力油膜，它足以將兩個則摩擦面間可形成厚度達幾十微米的壓力油膜，它足以將兩個表面完全分開，形成液體摩擦。這時的液體分子已大都不受金表面完全分開，形成液體摩擦。這時的液體分子已大都不受金屬表面吸附作用的支配而自由移動，摩擦是在液體內(nèi)部的分子屬表面吸附作用的支配而自由移動，摩擦是在液體內(nèi)部的分子之間進行，所以摩擦系數(shù)極小，而且不會有磨損。之間進行，所以摩擦系數(shù)極小，而且不會有磨損。 對具有一定粗糙度的表面，對具有一定粗糙度的表面，改變某些影響油膜厚度的工作改變某些影響油膜厚度的工作參數(shù)，如載荷、速度和液體的參數(shù)，如載荷、速度和液體的粘度，將出現(xiàn)不同的摩擦狀態(tài)，粘度，將出現(xiàn)不同的摩

8、擦狀態(tài)，即邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦因條件改變而相互轉化。即邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦因條件改變而相互轉化。摩擦摩擦特性曲線特性曲線反映出摩擦副處于何種摩擦狀態(tài)。隨著反映出摩擦副處于何種摩擦狀態(tài)。隨著軸承特性數(shù)軸承特性數(shù)v/pv/p（ 為液體粘度，為液體粘度，v v為滑動速度，為滑動速度，p p為壓強）的不同，摩擦副分別為壓強）的不同，摩擦副分別處于邊界摩擦、混合摩擦和流體摩擦狀態(tài)。處于邊界摩擦、混合摩擦和流體摩擦狀態(tài)。特點：特點：摩擦系數(shù)極小，通常約在摩擦系數(shù)極小，通常約在0.0010.0010.01 0.01 ，而且不會有磨，而且不會有磨 損產(chǎn)生。損產(chǎn)生。 當摩擦表面間處于邊界摩擦與液

9、體摩擦的混合狀態(tài)時，當摩擦表面間處于邊界摩擦與液體摩擦的混合狀態(tài)時，稱為稱為混合摩擦（或稱非液體摩擦）?；旌夏Σ粒ɑ蚍Q非液體摩擦）。 摩擦特性曲線摩擦特性曲線 按其承受載荷方向的不同，滑動軸承可分為按其承受載荷方向的不同，滑動軸承可分為: : 向心向心( (徑向徑向) )滑動軸承滑動軸承承受徑向載荷。承受徑向載荷。 推力推力( (止推止推) )滑動軸承滑動軸承承受軸向載荷。承受軸向載荷。 一、向心滑動軸承一、向心滑動軸承1.1.整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承 11軸承座軸承座 22整體軸瓦整體軸瓦 33油孔油孔 44螺紋孔螺紋孔缺點：缺點：軸瓦磨損后，軸承間隙軸瓦磨損后，軸承間隙過大時無

10、法調(diào)整；只能從軸頸過大時無法調(diào)整；只能從軸頸端部裝拆，裝拆不方便或無法端部裝拆，裝拆不方便或無法安裝。安裝。 多用在低速、輕載或間歇多用在低速、輕載或間歇性工作的機器中。性工作的機器中。 優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡單，成本低廉；結構簡單，成本低廉；2.2.剖分剖分( (對開對開) )式向心滑動軸承式向心滑動軸承 11軸承座軸承座 22軸承蓋軸承蓋 33雙頭螺柱雙頭螺柱 44螺紋孔螺紋孔 55油孔油孔 66油槽油槽 77剖分式軸瓦剖分式軸瓦 軸承蓋和軸承座的剖分面常作成階梯形，以便安裝時定位、對中和防止上、軸承蓋和軸承座的剖分面常作成階梯形，以便安裝時定位、對中和防止上、下軸瓦的錯動。軸承蓋上部開有螺紋

11、孔，用以安裝油杯或油管。通常是下軸下軸瓦的錯動。軸承蓋上部開有螺紋孔，用以安裝油杯或油管。通常是下軸瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷。為了節(jié)省貴重金屬或其它需要，常在軸瓦瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷。為了節(jié)省貴重金屬或其它需要，常在軸瓦內(nèi)表面上貼附一層內(nèi)表面上貼附一層軸承襯軸承襯。在軸瓦內(nèi)壁不承受載荷的表面上開設油槽，潤滑。在軸瓦內(nèi)壁不承受載荷的表面上開設油槽，潤滑油通過油孔和油槽流進軸承間隙。油通過油孔和油槽流進軸承間隙。 軸瓦寬度與軸頸直徑之比軸瓦寬度與軸頸直徑之比B/d稱為稱為寬徑比寬徑比，它是向心滑動軸承中的重要，它是向心滑動軸承中的重要參數(shù)之一。對于液體摩擦的滑動軸承，常取參數(shù)之一。對于

12、液體摩擦的滑動軸承，常取B/d=0.51；對于非液體摩擦的；對于非液體摩擦的滑動軸承，常取滑動軸承，常取B/d=0.81.5，有時可以更大些。，有時可以更大些。特點：特點：裝拆方便；軸瓦磨損后可以用減少剖分面處的墊片厚度來調(diào)整軸承間裝拆方便；軸瓦磨損后可以用減少剖分面處的墊片厚度來調(diào)整軸承間 隙隙(調(diào)整后應修刮軸瓦內(nèi)孔調(diào)整后應修刮軸瓦內(nèi)孔)。 二、推力滑動軸承二、推力滑動軸承作用：作用：用來承受軸向載荷。用來承受軸向載荷。 結構特點：結構特點： 在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推 環(huán)形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數(shù)量一環(huán)形面上，分布有

13、若干有楔角的扇形快。其數(shù)量一 般為般為612。傾角固定，頂部預留平臺。傾角固定，頂部預留平臺。 類型類型固定式固定式可傾式可傾式傾角隨載荷、轉速自行傾角隨載荷、轉速自行 調(diào)整，性能好。調(diào)整，性能好。 軸瓦和軸承座一般采用過盈配合。軸瓦和軸承座一般采用過盈配合。為了向摩擦表面間加注潤滑劑為了向摩擦表面間加注潤滑劑, ,在軸承上方開設注油孔。在軸承上方開設注油孔。剖分式軸瓦剖分式軸瓦整體式軸瓦整體式軸瓦一、軸瓦結構一、軸瓦結構單金屬軸瓦：單金屬軸瓦：結構簡單，成本低結構簡單，成本低雙金屬軸瓦：雙金屬軸瓦：節(jié)省貴重金屬節(jié)省貴重金屬雙金屬軸瓦的瓦背和軸承襯的聯(lián)接形式見下表雙金屬軸瓦的瓦背和軸承襯的聯(lián)接

14、形式見下表軸瓦的應用軸瓦的應用二、軸承材料二、軸承材料 滑動軸承材料是指滑動軸承材料是指軸瓦及軸承襯材料。軸瓦及軸承襯材料。 滑動軸承的滑動軸承的失效形式失效形式主要是軸瓦的主要是軸瓦的膠合膠合和和磨損。磨損。（1 1）有足夠的疲勞強度，保證足夠的疲勞壽命；）有足夠的疲勞強度，保證足夠的疲勞壽命；（2 2）有足夠的抗壓強度，防止產(chǎn)生塑性變形；）有足夠的抗壓強度，防止產(chǎn)生塑性變形；（3 3）有良好的減摩性和耐磨性，提高效率、減小磨損；）有良好的減摩性和耐磨性，提高效率、減小磨損；（4 4）具有較好的抗膠合性，防止粘著磨損；）具有較好的抗膠合性，防止粘著磨損；（5 5）對潤滑油要有較好的吸附能力，

15、易形成邊界膜；）對潤滑油要有較好的吸附能力，易形成邊界膜；（6 6）有較好的適應性和嵌藏性，容納固體顆粒、避免劃傷；）有較好的適應性和嵌藏性，容納固體顆粒、避免劃傷；（7 7）良好的導熱性，散熱好、防止燒瓦；）良好的導熱性，散熱好、防止燒瓦；（8 8）經(jīng)濟性、加工工藝性好。）經(jīng)濟性、加工工藝性好。1 1、對軸瓦材料的要求、對軸瓦材料的要求2 2、常用軸承材料及其性質、常用軸承材料及其性質 軸承材料可分為三類：軸承材料可分為三類：金屬材料、粉末冶金材料金屬材料、粉末冶金材料和和 非金屬材料。非金屬材料。金屬材料包括軸承合金、青銅、黃銅、鋁合金和鑄鐵金屬材料包括軸承合金、青銅、黃銅、鋁合金和鑄鐵（

16、1 1）軸承合金：）軸承合金：軸承合金又稱白金或巴氏合金軸承合金又稱白金或巴氏合金錫基軸承合金，如錫基軸承合金，如ZChSnSb10-6ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4ZChSnSb8-4鉛基軸承合金，如鉛基軸承合金，如ZChPbSb16-16-2ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3ZChPbSb15-15-3 這兩種軸承合金都有較好的跑合性、耐磨性和抗膠合性，這兩種軸承合金都有較好的跑合性、耐磨性和抗膠合性，但軸承合金強度不高，價格很貴。但軸承合金強度不高，價格很貴。 在鋼或銅制成的軸瓦內(nèi)表面上澆注一層軸承合金，這層在鋼或銅制成的軸瓦內(nèi)表面上澆注一層軸承合金

17、，這層軸承合金稱軸承合金稱軸承襯軸承襯，鋼或銅制成的軸瓦基體稱，鋼或銅制成的軸瓦基體稱瓦背瓦背。（2 2）青銅）青銅抗膠合能力僅次于軸承合金，強度較高?？鼓z合能力僅次于軸承合金，強度較高。鑄錫磷青銅：鑄錫磷青銅：減摩、抗磨好，強度高，用于重載。減摩、抗磨好，強度高，用于重載。鉛青銅：鉛青銅：抗疲勞、導熱、高溫時鉛起潤滑作用?？蛊?、導熱、高溫時鉛起潤滑作用。鋁青銅：鋁青銅：抗沖擊強、抗膠合差。抗沖擊強、抗膠合差。（3 3）黃銅：）黃銅：滑動速度不高，綜合性能不如軸承合金、青銅。滑動速度不高，綜合性能不如軸承合金、青銅。（4 4）鋁合金：）鋁合金：強度高、導熱好、價格便宜，抗膠合差、耐磨差。強度

18、高、導熱好、價格便宜，抗膠合差、耐磨差。（5 5）鑄鐵：）鑄鐵：價格便宜，低速、輕載。價格便宜，低速、輕載。（6 6）粉末冶金材料：）粉末冶金材料：含油軸承，鐵含油軸承，鐵- -石墨、青銅石墨、青銅- -石墨石墨（7 7）軸承塑料：）軸承塑料：摩擦系數(shù)小，耐沖擊，導熱性差。摩擦系數(shù)小，耐沖擊，導熱性差。一、潤滑劑一、潤滑劑 潤滑劑的主要作用：減小摩擦，減輕磨損，同時還起到冷卻、潤滑劑的主要作用：減小摩擦，減輕磨損，同時還起到冷卻、排污、緩沖吸振、防銹、密封等作用。排污、緩沖吸振、防銹、密封等作用。 潤滑劑的分為：液體潤滑劑的分為：液體潤滑油潤滑油 、半固體、半固體潤滑脂潤滑脂 、固、固體及氣體

19、潤滑劑四種基本類型。體及氣體潤滑劑四種基本類型。 1 1、潤滑油、潤滑油 主要有礦物油、化學合成油、動植物油。礦物油是從石油主要有礦物油、化學合成油、動植物油。礦物油是從石油中經(jīng)提取燃油后蒸餾精制而成，因具有來源充足，成本低廉，中經(jīng)提取燃油后蒸餾精制而成，因具有來源充足，成本低廉，適用范圍廣，而且穩(wěn)定性好、粘度品種多、揮發(fā)性低、惰性適用范圍廣，而且穩(wěn)定性好、粘度品種多、揮發(fā)性低、惰性好、防腐性強等特點，應用最廣。好、防腐性強等特點，應用最廣。 粘度粘度衡量潤滑油內(nèi)部摩擦力大小的最重要的性能指標。衡量潤滑油內(nèi)部摩擦力大小的最重要的性能指標。 dydu 流體單位面積上的剪切阻力，流體單位面積上的剪

20、切阻力， 即切應力；即切應力； 流體沿垂直于運動方向流體沿垂直于運動方向( (即沿圖中即沿圖中y y軸方向或流體膜厚度軸方向或流體膜厚度 方向方向) )的速度梯度；的速度梯度；“”號表示號表示u u 隨隨y y 的增大而減小；的增大而減小； 比例常數(shù)，即流體的比例常數(shù)，即流體的動力粘度動力粘度。 dydu 牛頓粘性流體摩擦定律牛頓粘性流體摩擦定律( (簡稱粘性定律簡稱粘性定律) )；凡是服從這個粘性定律的流體；凡是服從這個粘性定律的流體都叫都叫牛頓流體牛頓流體。 國際單位制國際單位制(SI)(SI)中，動力粘度單位為中，動力粘度單位為1N.s1N.smm2 2或或1Pa.s(1Pa.s(帕帕.

21、 .秒秒) )。 絕對單位制絕對單位制(C.G.S.)(C.G.S.)中，動力粘度單位為中，動力粘度單位為1dyn.s/cm1dyn.s/cm2 2，叫，叫1P(1P(泊泊) )。百分之一百分之一P P稱為稱為cP(cP(厘泊厘泊) )，即，即1P1P=100=100cPcP。換算關系可取為：換算關系可取為：1P1P=0.1=0.1Pa.sPa.s，1 1cPcP=0.001=0.001Pa.sPa.s。 （1 1）動力粘度）動力粘度（2）運動粘度）運動粘度 流體的動力粘度流體的動力粘度(單位為單位為Pa.s)與同溫度下該流體密度與同溫度下該流體密度(單位為單位為kg/m3)的比值的比值表示粘

22、度，稱為運動粘度表示粘度，稱為運動粘度，單位為，單位為m2/s (SI制制) ，即，即 C.G.S.制中，運動粘度單位為制中，運動粘度單位為St(斯斯)，1St=1cm2/s。百分之一百分之一St稱為稱為cSt(厘斯厘斯)，換算關系可取為：換算關系可取為：1St=100cSt=104m2/s，1cSt=106m2/s=1mm2/s 潤滑油的粘度，隨溫度的升高而降低。潤滑油的粘度，隨溫度的升高而降低。 潤滑油的粘度，隨壓力的增高而加大。潤滑油的粘度，隨壓力的增高而加大。但壓力在但壓力在100MPa以下時，變化極小，可略而不計。以下時，變化極小，可略而不計。 溫度和壓力對粘度的影響溫度和壓力對粘度

23、的影響 ：選用潤滑油時，要考慮載荷、速度、工作情況。選用潤滑油時，要考慮載荷、速度、工作情況。 對于載荷大、速度小的軸承宜選粘度大的潤滑油。對于載荷大、速度小的軸承宜選粘度大的潤滑油。 對于載荷小、速度大的軸承宜選粘度小的潤滑油。對于載荷小、速度大的軸承宜選粘度小的潤滑油。 2.潤滑脂潤滑脂(半固體潤滑劑半固體潤滑劑) 是在液體潤滑劑是在液體潤滑劑(常用礦物油常用礦物油)中加入增稠劑而成。中加入增稠劑而成。 (2)鈉基潤滑脂鈉基潤滑脂 這種潤滑脂有較高的耐熱性，工作溫度可達這種潤滑脂有較高的耐熱性，工作溫度可達120，但抗水性差。由于它能，但抗水性差。由于它能與少量水乳化，從而保護金屬免遭腐蝕

24、，比鈣基潤滑脂有更好的防銹能力。與少量水乳化，從而保護金屬免遭腐蝕，比鈣基潤滑脂有更好的防銹能力。 (1)鈣基潤滑脂鈣基潤滑脂 這種潤滑脂具有良好的抗水性，但耐熱能力差，工作溫度不宜超過這種潤滑脂具有良好的抗水性，但耐熱能力差，工作溫度不宜超過5565。 (3)鋰基潤滑脂鋰基潤滑脂 這種潤滑脂既能抗水、耐高溫這種潤滑脂既能抗水、耐高溫(工作溫度不宜高于工作溫度不宜高于145)，而且有較好的機械，而且有較好的機械安定性，是一種多用途的潤滑脂。安定性，是一種多用途的潤滑脂。 (4)鋁基潤滑脂鋁基潤滑脂 這種潤滑脂具有良好的抗水性，對金屬表面有高的吸附能力，故可起到很好這種潤滑脂具有良好的抗水性，對

25、金屬表面有高的吸附能力，故可起到很好的防銹作用。的防銹作用。 特點：特點：密封簡單，不需經(jīng)常加添，不易流失，在垂直的摩擦表面上也可以應用。密封簡單，不需經(jīng)常加添，不易流失，在垂直的摩擦表面上也可以應用。 潤滑脂對載荷和速度的變化有較大的適應范圍，受溫度的影響不大。潤滑脂對載荷和速度的變化有較大的適應范圍，受溫度的影響不大。 但摩擦損耗較大，機械效率較低，故不宜用于高速。但摩擦損耗較大，機械效率較低，故不宜用于高速。 易變質，不如潤滑油穩(wěn)定。易變質，不如潤滑油穩(wěn)定。二、潤滑裝置二、潤滑裝置針閥式油杯針閥式油杯油芯式油杯油芯式油杯1、油潤滑、油潤滑連續(xù)潤滑：連續(xù)潤滑：滴油潤滑、油環(huán)潤滑、浸油潤滑、

26、飛濺潤滑、壓力循環(huán)潤滑。滴油潤滑、油環(huán)潤滑、浸油潤滑、飛濺潤滑、壓力循環(huán)潤滑。油環(huán)潤滑油環(huán)潤滑注油器注油器旋蓋式油杯旋蓋式油杯間歇潤滑：間歇潤滑：對于小型、低速或間歇運動的機器可采用間歇式潤滑。對于小型、低速或間歇運動的機器可采用間歇式潤滑。2、脂潤滑、脂潤滑采用間歇式潤滑，旋蓋式油杯。采用間歇式潤滑，旋蓋式油杯。 計算準則：以維持邊界潤滑狀態(tài)、邊界膜不遭破裂為。計算準則：以維持邊界潤滑狀態(tài)、邊界膜不遭破裂為。但是，促使邊界膜破裂的因素十分復雜，目前仍采用簡化的條件性計算。但是，促使邊界膜破裂的因素十分復雜，目前仍采用簡化的條件性計算。p p pv pv 一、向心滑動軸承一、向心滑動軸承 主要

27、失效形式：膠合和磨損。主要失效形式：膠合和磨損。1、校核壓強、校核壓強p目的：防止在載荷作用下潤滑油被完全擠出，以保證一定的潤滑而不致造成目的：防止在載荷作用下潤滑油被完全擠出，以保證一定的潤滑而不致造成 過度磨損。因此，應使軸承平均壓力過度磨損。因此，應使軸承平均壓力 p軸瓦材料的許用壓力，單位為軸瓦材料的許用壓力，單位為MPa，其值見表，其值見表15-1。 FppBd2、校核軸承的、校核軸承的pv值值 目的：防止?jié)櫥驼扯入S溫升而下降，導致軸承發(fā)生膠合。目的：防止?jié)櫥驼扯入S溫升而下降，導致軸承發(fā)生膠合。 軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗fpv成正比

28、成正比(f是摩擦系數(shù)是摩擦系數(shù))； 限制限制pv值就是限制軸承的溫升。值就是限制軸承的溫升。pv BnFdndBFpv19100100060rr pv軸瓦材料的軸瓦材料的pv許用值，單位為許用值，單位為MPam/s，其值見表，其值見表15-1。 3、校核軸頸圓周速度、校核軸頸圓周速度v 目的：防止軸頸圓周速度過高而使軸承局部過度磨損或膠合。目的：防止軸頸圓周速度過高而使軸承局部過度磨損或膠合。 當安裝精度較差，軸的彈性變形較大和軸承寬徑比較大時，還須校核當安裝精度較差，軸的彈性變形較大和軸承寬徑比較大時，還須校核軸頸圓周速度軸頸圓周速度v值。值。 vvv軸瓦材料的許用圓周速度，單位為軸瓦材料的

29、許用圓周速度，單位為m/s，其值見表，其值見表15-1。二、推力滑動軸承二、推力滑動軸承 推力滑動軸承的工作能力校核與徑向滑動軸承相似，但通常只校核其平推力滑動軸承的工作能力校核與徑向滑動軸承相似，但通常只校核其平均壓力均壓力p及及pv值；值； )(42122addzFpp1、校核軸承平均壓力、校核軸承平均壓力p2、校核軸承的、校核軸承的pv值值 2100060)(21ddnva122221a21()60 1000 2()4 =30000 ()Fn ddpvzddnFz dd因軸承的環(huán)形支承面平均直徑處的因軸承的環(huán)形支承面平均直徑處的圓周速度圓周速度(m/s)，故，故pv一、動壓潤滑的形成原理

30、和條件一、動壓潤滑的形成原理和條件 液體動壓潤滑液體動壓潤滑利用摩擦副表面的相對運動而自動將潤滑油帶進摩擦面間，利用摩擦副表面的相對運動而自動將潤滑油帶進摩擦面間， 建立壓力油膜把摩擦面完全隔開并平衡外載荷。建立壓力油膜把摩擦面完全隔開并平衡外載荷。 獲得液體動壓潤滑的必要條件是：獲得液體動壓潤滑的必要條件是： 1）相對運動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；）相對運動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙； 2）兩運動表面要有足夠大的相對滑動速度，其運動方向必須使?jié)櫥陀纱罂冢﹥蛇\動表面要有足夠大的相對滑動速度，其運動方向必須使?jié)櫥陀纱罂?流進，從小口流出；流進，從小口流出； 3）潤滑油必須有一定

31、的粘度，且供應要充分。）潤滑油必須有一定的粘度，且供應要充分。 工作轉速越高，工作轉速越高，e e值越小，即軸頸中心越接近軸承孔中心。值越小，即軸頸中心越接近軸承孔中心。二、向心滑動軸承形成動壓油膜的過程二、向心滑動軸承形成動壓油膜的過程三、液體動壓潤滑的基本方程三、液體動壓潤滑的基本方程 1）流體為牛頓液體；忽略壓力對流體粘度的影響；）流體為牛頓液體；忽略壓力對流體粘度的影響；2）略去流體膜的慣性力及重力的影響；）略去流體膜的慣性力及重力的影響；3）認為流體不可壓縮；）認為流體不可壓縮；4）兩平板在）兩平板在z方向無限長，流體沿方向無限長，流體沿z方向不流動；方向不流動；5）流體膜中的壓力沿

32、膜厚方向是不變的；）流體膜中的壓力沿膜厚方向是不變的；6）流體作層流運動。）流體作層流運動。 假設條件是：假設條件是：根據(jù)根據(jù)x方向的平衡條件，得方向的平衡條件，得 0dd)d(dd)d(ddddzxyyzyxxppzxzyp整理后得整理后得 yxp由牛頓粘性流體摩擦定律由牛頓粘性流體摩擦定律 yu22yuxp因此因此該式表示了壓力該式表示了壓力p沿沿x軸方向的變化與流體速度軸方向的變化與流體速度u沿沿y軸方向的變化關系。軸方向的變化關系。 將上式對將上式對y積分兩次（壓力沿積分兩次（壓力沿y軸方向無變化，軸方向無變化， 為常數(shù)），得為常數(shù)），得 xp212)(21cycyxpu式中式中 c1

33、、c2積分常數(shù)，可由邊界條件確定。積分常數(shù)，可由邊界條件確定。 無側漏時，潤滑油在單位時間內(nèi)流經(jīng)任意截面上單位寬度面積的流量為無側漏時，潤滑油在單位時間內(nèi)流經(jīng)任意截面上單位寬度面積的流量為 hyuq0dhxphvhyxphyyhyhv032122d2)()(設最大油壓設最大油壓pmax處的油膜厚度為處的油膜厚度為h0（即（即 時，時，h= h0），則通過該截面單），則通過該截面單位寬度的流量為位寬度的流量為 0 xp20vhqx根據(jù)流體的連續(xù)性原理，當潤滑油連續(xù)流動時，各截面的流量必定相等，根據(jù)流體的連續(xù)性原理，當潤滑油連續(xù)流動時，各截面的流量必定相等，由此得由此得 306hhhvxp液體動壓

34、潤滑基本方程，又稱一維雷諾方程液體動壓潤滑基本方程，又稱一維雷諾方程 當當y=0時，時，u=v； 當當y=h 時，時，u=0； 一、向心滑動軸承的幾何參數(shù)一、向心滑動軸承的幾何參數(shù) 軸承和軸頸的連心線軸承和軸頸的連心線OO1與外載荷與外載荷Fr的方向形成一偏位角的方向形成一偏位角 a軸承孔和軸頸直徑分別用軸承孔和軸頸直徑分別用D和和d表示，半徑分別用表示，半徑分別用R 和和 r 表示表示 直徑間隙直徑間隙 =Dd 半徑間隙半徑間隙=Rr =/2相對間隙相對間隙 =/d=/r偏心率偏心率=e/= e/( Rr)hmin=e = (1) =r (1) 最小油膜厚最小油膜厚度度 取軸頸中心取軸頸中心

35、O為極點，連心線為極點，連心線OO1為極軸，對應于任意角為極軸，對應于任意角 的油膜厚度的油膜厚度為為h可在可在AOO1中應用余弦定理求得中應用余弦定理求得 R2=e2+(r+h)22e(r+h)cos 解上式并略去微量解上式并略去微量 22sin)(Re則得任意位置的油膜厚度則得任意位置的油膜厚度 壓力最大處的油膜厚度壓力最大處的油膜厚度 h0= (1+cos 0) h= (1+cos )=r(1+cos ) 將雷諾方程改寫成極坐標表達式，即將雷諾方程改寫成極坐標表達式，即dx=rd ，v=r及及h、h0之值代入后之值代入后得極坐標形式的雷諾方程得極坐標形式的雷諾方程302)cos1 ()c

36、os(cos6ddp將上式從油膜起始角將上式從油膜起始角 1 到任意角到任意角 進行積分，得任意位置的壓力進行積分，得任意位置的壓力d)cos1 ()cos(cos61302p二、軸承的承載量計算二、軸承的承載量計算vBFdBFC22r2rPP2rCdBFp式中式中 CP承載量系數(shù)；表示三重積分項；承載量系數(shù)；表示三重積分項； 潤滑油在軸承平均工作溫度下的動力粘度，單位為潤滑油在軸承平均工作溫度下的動力粘度，單位為N.s/m2； B軸承寬度，單位為軸承寬度，單位為m； Fr外載荷，單位為外載荷，單位為N； v軸頸圓周速度，單位為軸頸圓周速度，單位為m/s。 CP值取決于軸承的值取決于軸承的包角

37、包角 、偏心率偏心率和和寬徑比寬徑比B/d。包角包角軸承表面上的連續(xù)光滑部分包圍軸頸的角度，即入油口到出油口間軸承表面上的連續(xù)光滑部分包圍軸頸的角度，即入油口到出油口間 所包軸頸的夾角所包軸頸的夾角有限寬軸承的承載量系數(shù)有限寬軸承的承載量系數(shù)C CP P( =180( =180在非承載區(qū)提供無壓供油在非承載區(qū)提供無壓供油) ) 三、最小油膜厚度三、最小油膜厚度 hmin 在其它條件不變的情況下，在其它條件不變的情況下，hmin愈小則偏心率愈小則偏心率愈大；軸承的承載能力就愈大；軸承的承載能力就愈大。然而，最小油膜厚度是不能無限縮小的，因為它受到軸頸和軸承表面愈大。然而，最小油膜厚度是不能無限縮

38、小的，因為它受到軸頸和軸承表面粗糙度、軸的剛性及軸承與軸頸的幾何形狀誤差等的限制。為確保軸承能處粗糙度、軸的剛性及軸承與軸頸的幾何形狀誤差等的限制。為確保軸承能處于液體摩擦狀態(tài)，最小油膜厚度必須等于或大于許用油膜厚度于液體摩擦狀態(tài)，最小油膜厚度必須等于或大于許用油膜厚度h，即，即 hmin=r(1)h 式中式中 Rz1、Rz2軸頸和軸瓦表面微觀不平度十點高度軸頸和軸瓦表面微觀不平度十點高度(表表11-8)。對一般軸。對一般軸 承，可分別取承，可分別取Rz1、Rz2值為值為3.2m和和6.3m，或，或1.6m和和 3.2m； 對重要軸承可取為對重要軸承可取為0.8m和和1.6m，或，或0.2m和

39、和 0.4m。 S安全系數(shù)，常取安全系數(shù)，常取S2。h=S(Rz1+Rz2) 四、軸承的熱平衡計算四、軸承的熱平衡計算 軸承工作時，摩擦功耗將轉變?yōu)闊崃?，使?jié)櫥蜏囟壬撸瑢е聺欇S承工作時，摩擦功耗將轉變?yōu)闊崃浚節(jié)櫥蜏囟壬?，導致潤滑油粘度下降，降低軸承承載能力。因此，設計液體動壓潤滑軸承時，滑油粘度下降，降低軸承承載能力。因此，設計液體動壓潤滑軸承時，必須計算潤滑油的溫升，并將其限制在允許的范圍內(nèi)。必須計算潤滑油的溫升，并將其限制在允許的范圍內(nèi)。 摩擦功耗轉變的熱量，一部分被潤滑油帶走，一部分通過軸承殼摩擦功耗轉變的熱量，一部分被潤滑油帶走，一部分通過軸承殼體散逸。軸承運轉時達到熱平衡狀

40、態(tài)的條件是：單位時間內(nèi)軸承摩擦體散逸。軸承運轉時達到熱平衡狀態(tài)的條件是：單位時間內(nèi)軸承摩擦所產(chǎn)生的熱量所產(chǎn)生的熱量QQ等于同時間內(nèi)流動的油所帶走的熱量等于同時間內(nèi)流動的油所帶走的熱量QQ1 1與軸承殼體散與軸承殼體散逸的熱量逸的熱量QQ2 2之和，即之和，即QQ= =QQ1 1+ +QQ2 2式中式中 q潤滑油流量，單位為潤滑油流量，單位為m3/s，按潤滑油流量系數(shù)求出；，按潤滑油流量系數(shù)求出； 潤滑油的密度，單位為潤滑油的密度，單位為kg/m3，對礦物油為，對礦物油為850900kg/m3； c潤滑油的比熱容，單位為潤滑油的比熱容，單位為J/(kg.)，對礦物油為，對礦物油為 1675209

41、0J/(kg.)； t0、ti油的出口溫度和入口溫度，單位為油的出口溫度和入口溫度，單位為。通常由于冷卻設備的限。通常由于冷卻設備的限 制，制， 取為取為ti=3540。 s軸承的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為軸承的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為W/(m2.)，隨軸承結構和散熱條件，隨軸承結構和散熱條件 而定。而定。 對于輕型軸承或不易散熱的環(huán)境中工作的軸承，對于輕型軸承或不易散熱的環(huán)境中工作的軸承， 取取 s=50W/(m2.)； 中型軸承及一般通風條件下工作的軸承，取中型軸承及一般通風條件下工作的軸承，取s=80W/(m2.)； 在良好冷卻條件下工作的重型軸承，取在良好冷卻條件下工作的重型軸承，取s=140W

42、/(m2.)。 軸承中的熱量是由摩擦損失的功轉變而來。每秒鐘在軸承中產(chǎn)生的熱量軸承中的熱量是由摩擦損失的功轉變而來。每秒鐘在軸承中產(chǎn)生的熱量Q(W)Q = f Frv由流出的油帶走的熱量由流出的油帶走的熱量Q1(W)軸承殼體的金屬表面通過傳導和輻射散發(fā)的熱量軸承殼體的金屬表面通過傳導和輻射散發(fā)的熱量Q1=qc(t0ti)Q2=sdB(t0ti) 熱平衡時，有熱平衡時，有)(si0vvdBqcpfttt于是得出于是得出f Fr v = qc ( t0ti ) +s d B( t0ti )潤滑油流量系數(shù)，是一個無量綱數(shù)，可根據(jù)軸承的寬徑比潤滑油流量系數(shù)，是一個無量綱數(shù)，可根據(jù)軸承的寬徑比 B/d及

43、偏心率及偏心率由圖查出；由圖查出； vdBqf摩擦系數(shù)，可由下式確定：摩擦系數(shù)，可由下式確定：55. 0pf式中式中 隨軸承寬徑比而變化的系數(shù)。隨軸承寬徑比而變化的系數(shù)。 對于對于B/d1的軸承，的軸承，=(d/B)1.5； 對于對于B/d1的軸承，的軸承，=1； 軸頸角速度，單位為軸頸角速度，單位為rad/s； p=Fr/(dB)軸承的平均壓力，單位為軸承的平均壓力，單位為Pa； 潤滑油的動力粘度，單位為潤滑油的動力粘度，單位為Pa.s。 式中式中 t潤滑油的溫升，通常要求潤滑油的溫升，通常要求t30；潤滑油流量系數(shù)線圖潤滑油流量系數(shù)線圖( (指速度供油或非壓力供油的耗油量指速度供油或非壓力供油的耗油量) ) 潤滑油從入口到流出軸承，溫度逐漸升高，因而在軸承中不同之處的油潤滑油從入口到流出軸承，溫度逐漸升高，因而在軸承中不同之處的油的粘度也將不同。研究結果表明，計算軸承的承載能力時，可以采用潤滑油的粘度也將不同。研究結果表明，計算軸