第12章(滑動(dòng)軸承)(1)

1、1軸承概述軸承概述軸承的作用軸承的作用: : 支承軸支承軸, ,保證軸的旋轉(zhuǎn)精度保證軸的旋轉(zhuǎn)精度 減少軸與支承之間的摩擦和磨損減少軸與支承之間的摩擦和磨損軸承的分類軸承的分類: : 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承vFvF12章212-1 概述概述12-2 滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式12-3 滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料12-4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)12-5 滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑的選用滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑的選用12-6 不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算12-7 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算12-8

2、其他形式滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)介其他形式滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)介第4章3vFFf基本概念基本概念: 摩擦、磨損、潤(rùn)滑摩擦、磨損、潤(rùn)滑dDFFF)0a n )0b n c)形c)形成成油油膜膜4摩擦狀態(tài)分類與特性摩擦狀態(tài)分類與特性干摩擦干摩擦2.2.邊界摩擦邊界摩擦 ( (邊界潤(rùn)滑邊界潤(rùn)滑) )3.3.混合摩擦混合摩擦 ( (混合混合潤(rùn)滑潤(rùn)滑) )4.4.液體摩擦液體摩擦 ( (液體潤(rùn)滑液體潤(rùn)滑) )非液體摩擦非液體摩擦干摩擦干摩擦邊界摩擦邊界摩擦液體摩擦液體摩擦混合摩擦混合摩擦流體潤(rùn)滑原理5粘性液體的牛頓定律粘性液體的牛頓定律粘度粘度: 液體抵抗變形的能力，標(biāo)志著液體內(nèi)摩擦阻力的大小液體抵抗變形的能力，標(biāo)志著液體內(nèi)摩

3、擦阻力的大小牛頓定律：牛頓定律：在流體中任意點(diǎn)處的剪應(yīng)力均與該處流體的速度梯度成正比在流體中任意點(diǎn)處的剪應(yīng)力均與該處流體的速度梯度成正比u=0u=vuxyhyu 比例系數(shù)比例系數(shù)粘度粘度(動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度)單位：?jiǎn)挝唬篜as ABo4-4 流體潤(rùn)滑原理簡(jiǎn)介流體潤(rùn)滑原理簡(jiǎn)介612-7( (一一) )液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程假設(shè)假設(shè)：流體為牛頓流體流體為牛頓流體;流體具有流體具有層流層流性質(zhì)性質(zhì)忽略忽略壓力壓力對(duì)對(duì)粘度粘度的影響的影響忽略慣性力和重力的影響忽略慣性力和重力的影響流體不可壓縮流體不可壓縮z 向無限長(zhǎng)，故潤(rùn)滑油在向無限長(zhǎng)，故潤(rùn)滑油在z 向向沒有流動(dòng)沒有流動(dòng)壓力壓力

4、p 不隨不隨 y 值大小而變，值大小而變，即同一油膜截面上壓力為常即同一油膜截面上壓力為常數(shù)數(shù)(油膜很薄，假設(shè)合理油膜很薄，假設(shè)合理)7v( (一一) )液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程方程8取單元體取單元體yxp yu 22puxy(1) 油層的速度分布油層的速度分布(2) 潤(rùn)滑油流量潤(rùn)滑油流量(3) 基本方程式基本方程式:00ppdydzdxdzpdx dydzdy dxdzxyX-9221upyx1. 油層的速度分布油層的速度分布22puxy邊界條件邊界條件 兩次積分兩次積分 0, 0uhyVuy()()2V hyy hypvhxu線性線性 拋物線拋物線剪切流剪切流 壓力流壓

5、力流流量100031()()2212hhQvdyV hyy hypdyhxVhhpx u dy036phhVxh流體動(dòng)壓軸承基本方程式流體動(dòng)壓軸承基本方程式 一維雷諾方程一維雷諾方程0 xp0 xp2. 2. 潤(rùn)滑油流量潤(rùn)滑油流量必要條件11流體動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件流體動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件036phhVxh兩表面必須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度兩表面必須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度充分供應(yīng)有一定粘度的潤(rùn)滑油充分供應(yīng)有一定粘度的潤(rùn)滑油 相對(duì)滑動(dòng)的兩表面必須形成收斂的楔形間隙相對(duì)滑動(dòng)的兩表面必須形成收斂的楔形間隙 大口進(jìn)，小口出大口進(jìn)，小口出動(dòng)壓形成過程12h hminmine en=0,n=0,形成形成彎曲的楔彎曲

6、的楔形空間形空間軸瓦對(duì)軸頸摩擦力軸瓦對(duì)軸頸摩擦力軸頸向右滾動(dòng)而軸頸向右滾動(dòng)而偏移偏移開始形成動(dòng)壓開始形成動(dòng)壓潤(rùn)滑，軸頸受潤(rùn)滑，軸頸受力向左移動(dòng)力向左移動(dòng)形成動(dòng)壓潤(rùn)滑形成動(dòng)壓潤(rùn)滑，并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)向心滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的過程向心滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的過程 動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)：例動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)：例P297P297靜壓13靜壓軸承靜壓軸承 滑動(dòng)軸承類型14(一一) 滑動(dòng)軸承類型滑動(dòng)軸承類型 按摩擦性質(zhì)分按摩擦性質(zhì)分非液體潤(rùn)滑非液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承液 體 潤(rùn) 滑液 體 潤(rùn) 滑 滑 動(dòng) 軸 承滑 動(dòng) 軸 承靜 壓靜 壓 滑 動(dòng) 軸 承滑 動(dòng) 軸 承動(dòng) 壓動(dòng) 壓 滑 動(dòng) 軸 承滑 動(dòng)

7、軸 承不完全潤(rùn)滑不完全潤(rùn)滑無潤(rùn)滑無潤(rùn)滑 按載荷性質(zhì)分按載荷性質(zhì)分徑向徑向軸承軸承徑向止推徑向止推軸承軸承止推止推軸承軸承12-1 概述概述應(yīng)用15(二二) 滑動(dòng)軸承的應(yīng)用和特點(diǎn)滑動(dòng)軸承的應(yīng)用和特點(diǎn) 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤(rùn)滑時(shí)摩擦損失小工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤(rùn)滑時(shí)摩擦損失小 應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對(duì)軸的支承位置特工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對(duì)軸的支承位置特別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動(dòng)載荷的軸承；別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動(dòng)載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承；特殊工況下剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承；特殊工況下確定軸承結(jié)構(gòu)型式確定軸承

8、結(jié)構(gòu)型式選擇軸瓦和軸承襯材料選擇軸瓦和軸承襯材料確定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)確定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法計(jì)算軸承工作能力計(jì)算軸承工作能力設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)1612-2 滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式(一一) 整體式徑向滑動(dòng)軸承整體式徑向滑動(dòng)軸承(二二) 對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承(三三) 止推滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承17(一一) 整體式徑向滑動(dòng)軸承整體式徑向滑動(dòng)軸承整體式滑動(dòng)軸承由軸承座整體式滑動(dòng)軸承由軸承座1、軸瓦、軸瓦2組成，軸承座上有安裝潤(rùn)滑油杯組成，軸承座上有安裝潤(rùn)滑油杯的螺紋孔。這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但軸瓦磨損后，軸承間隙的螺紋孔。這種軸承結(jié)

9、構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但軸瓦磨損后，軸承間隙過大時(shí)無法調(diào)整；另外，只能從軸頸端部裝拆，對(duì)于有中間軸頸的過大時(shí)無法調(diào)整；另外，只能從軸頸端部裝拆，對(duì)于有中間軸頸的軸裝拆不方便。這種軸承多用在低速、輕載或間歇性工作且不太重軸裝拆不方便。這種軸承多用在低速、輕載或間歇性工作且不太重要的場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。要的場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。 1軸承座；軸承座； 2 整體軸瓦；整體軸瓦；3 油油孔；孔； 4 螺紋孔螺紋孔對(duì)開式18(二二) 對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承剖分式滑動(dòng)軸承由軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦和雙頭螺栓等組成。剖分式滑動(dòng)軸承由軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦和雙頭螺栓等組成。軸承蓋和軸承座

10、的剖分面常做成階梯形，以便對(duì)中和防止橫向錯(cuò)動(dòng)。軸承蓋和軸承座的剖分面常做成階梯形，以便對(duì)中和防止橫向錯(cuò)動(dòng)。軸承蓋上部開有螺紋孔，以安裝油杯或油管。剖分軸瓦由上、下兩半軸承蓋上部開有螺紋孔，以安裝油杯或油管。剖分軸瓦由上、下兩半組成，通常下軸瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷。這種軸承裝拆方便，組成，通常下軸瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷。這種軸承裝拆方便，并且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（調(diào)并且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（調(diào)整后應(yīng)修刮軸瓦內(nèi)孔）。剖分式向心軸承的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。整后應(yīng)修刮軸瓦內(nèi)孔）。剖分式向心軸承的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。 11軸承座；軸承

11、座；22軸承蓋；軸承蓋； 3 3雙頭螺柱；雙頭螺柱；4 4螺紋孔；螺紋孔；5 5油油孔；孔； 6 6油槽油槽； 7 7剖分剖分式式軸瓦；軸瓦；調(diào)心19自動(dòng)調(diào)心式徑向滑動(dòng)軸承自動(dòng)調(diào)心式徑向滑動(dòng)軸承 應(yīng)用：應(yīng)用： 用于支承撓度較大或多支點(diǎn)的長(zhǎng)軸用于支承撓度較大或多支點(diǎn)的長(zhǎng)軸 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：軸瓦瓦背制成凸球面軸瓦瓦背制成凸球面 其支承面制成凹球面其支承面制成凹球面 特點(diǎn)：特點(diǎn)：軸瓦能擺動(dòng)，適應(yīng)軸的變形軸瓦能擺動(dòng)，適應(yīng)軸的變形止推20(三三) 止推滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承一種常見的承受軸向載荷的止推軸承，由軸承座一種常見的承受軸向載荷的止推軸承，由軸承座1、推力軸瓦、推力軸瓦2、向、向心軸瓦心軸瓦3組成。為

12、了便于對(duì)中，推力軸瓦底部制成球面，銷釘組成。為了便于對(duì)中，推力軸瓦底部制成球面，銷釘4用來用來防止推力軸瓦防止推力軸瓦2隨軸隨軸5一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這種軸承主要承受軸向載荷，也可一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這種軸承主要承受軸向載荷，也可借助向心軸瓦借助向心軸瓦3承受較小的徑向載荷。承受較小的徑向載荷。 止推面21止推滑動(dòng)軸承止推面的結(jié)構(gòu)型式止推滑動(dòng)軸承止推面的結(jié)構(gòu)型式實(shí)心式實(shí)心式空心式空心式單環(huán)式單環(huán)式多環(huán)式多環(huán)式止推滑動(dòng)軸承止推面的結(jié)構(gòu)形式有實(shí)心（止推滑動(dòng)軸承止推面的結(jié)構(gòu)形式有實(shí)心（a）、空心（）、空心（b）、單環(huán)（）、單環(huán)（c）和多）和多環(huán)（環(huán)（d）四種。通常不用實(shí)心式軸頸，因其端面上的壓力分布極不均勻，靠）四種。

13、通常不用實(shí)心式軸頸，因其端面上的壓力分布極不均勻，靠近中心處的壓力很高，對(duì)潤(rùn)滑極為不利?？招氖捷S頸接觸面上壓力分布較近中心處的壓力很高，對(duì)潤(rùn)滑極為不利?？招氖捷S頸接觸面上壓力分布較均勻，潤(rùn)滑條件較實(shí)心式有所改善。單環(huán)式是利用軸頸的環(huán)形端面止推，均勻，潤(rùn)滑條件較實(shí)心式有所改善。單環(huán)式是利用軸頸的環(huán)形端面止推，而且可以利用縱向油槽輸入潤(rùn)滑油，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑方便，廣泛用于低速、而且可以利用縱向油槽輸入潤(rùn)滑油，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑方便，廣泛用于低速、輕載的場(chǎng)合。多環(huán)式止推軸承不僅能承受較大的軸向載荷，有時(shí)還可以承輕載的場(chǎng)合。多環(huán)式止推軸承不僅能承受較大的軸向載荷，有時(shí)還可以承受雙向軸向載荷。受雙向軸向載荷。

14、 失效跑合跑合2212-3 12-3 滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料( (一一) )滑動(dòng)軸承的失效形式滑動(dòng)軸承的失效形式磨粒磨損、磨粒磨損、 刮傷、咬粘（膠合）、疲勞剝落、刮傷、咬粘（膠合）、疲勞剝落、 腐蝕腐蝕對(duì)材料的要求對(duì)材料的要求:(1) 良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性(2) 良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性(3) 足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力(4) 良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性( (二二) )軸承材料軸承材料軸承蓋、軸承座：軸承蓋、軸承座：灰鑄鐵，鑄鋼灰鑄

15、鐵，鑄鋼軸瓦或軸承襯常用材料：軸瓦或軸承襯常用材料： 金屬：銅合金、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等金屬：銅合金、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等 非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯材料23軸承材料軸承材料B 銅合金銅合金青銅合金（錫、鋁、鉛青銅）青銅合金（錫、鋁、鉛青銅） 減摩性、耐磨性好，但硬度高、磨合性、嵌入性差減摩性、耐磨性好，但硬度高、磨合性、嵌入性差 適用場(chǎng)合：重載、低中高速場(chǎng)合適用場(chǎng)合：重載、低中高速場(chǎng)合C 鋁基軸承合金鋁基軸承合金 耐蝕性好、高疲勞強(qiáng)度、摩擦性能好耐蝕性好、高疲勞強(qiáng)度、摩擦性能好 適用場(chǎng)合：取代軸承合金、銅合金適用場(chǎng)合：取代

16、軸承合金、銅合金D 灰鑄鐵、耐磨鑄鐵灰鑄鐵、耐磨鑄鐵 具有一定的減摩、耐磨性能，但脆、磨合性差具有一定的減摩、耐磨性能，但脆、磨合性差 適用場(chǎng)合：輕載低速、不受沖擊場(chǎng)合適用場(chǎng)合：輕載低速、不受沖擊場(chǎng)合E 多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料粉末冶金粉末冶金 含油軸承、陶質(zhì)金屬含油軸承、陶質(zhì)金屬 適用場(chǎng)合：平穩(wěn)無沖擊、中低速度場(chǎng)合適用場(chǎng)合：平穩(wěn)無沖擊、中低速度場(chǎng)合F 非金屬材料：非金屬材料：塑料、碳塑料、碳-石墨、石墨、橡膠、硬木等橡膠、硬木等A 軸承合金軸承合金巴氏合金、白合金巴氏合金、白合金 最好，但價(jià)高、強(qiáng)度低最好，但價(jià)高、強(qiáng)度低一般作成軸承襯，不能單獨(dú)作零件一般作成軸承襯，不能單獨(dú)作零件 適用場(chǎng)

17、合：重載、中高速場(chǎng)合適用場(chǎng)合：重載、中高速場(chǎng)合軸瓦結(jié)構(gòu)2412-4 12-4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)u軸瓦的型式和構(gòu)造軸瓦的型式和構(gòu)造u軸瓦的定位軸瓦的定位u油孔及油槽油孔及油槽 軸瓦是滑動(dòng)軸承的關(guān)鍵零件軸瓦是滑動(dòng)軸承的關(guān)鍵零件 要求：要求：強(qiáng)度、剛度，定位可靠、潤(rùn)滑、裝配方便強(qiáng)度、剛度，定位可靠、潤(rùn)滑、裝配方便 影響因素影響因素: 外型結(jié)構(gòu)、定位、配合、潤(rùn)滑等外型結(jié)構(gòu)、定位、配合、潤(rùn)滑等（一）軸瓦的型式和構(gòu)造（一）軸瓦的型式和構(gòu)造軸瓦軸瓦整體式整體式對(duì)開式對(duì)開式整體軸套整體軸套單、雙、多層金屬卷制軸套單、雙、多層金屬卷制軸套厚壁軸瓦厚壁軸瓦澆鑄澆鑄薄壁軸瓦薄壁軸瓦 軋制軋制整體25整體式整體式軸瓦

18、軸瓦26對(duì)開式對(duì)開式軸瓦軸瓦澆鑄27軸瓦內(nèi)表面澆鑄軸承襯的結(jié)構(gòu)型式軸瓦內(nèi)表面澆鑄軸承襯的結(jié)構(gòu)型式薄壁28對(duì)開式對(duì)開式軸瓦軸瓦定位29（二）軸瓦的定位（二）軸瓦的定位方法：方法：凸緣、緊定螺釘、銷釘、凸耳（定位唇）凸緣、緊定螺釘、銷釘、凸耳（定位唇）目的：目的： 防止軸瓦相對(duì)軸承座移動(dòng)防止軸瓦相對(duì)軸承座移動(dòng)油溝油孔30油孔及油溝油孔及油溝31設(shè)計(jì)3212-6 12-6 不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算非液體摩擦滑動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則非液體摩擦滑動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則(1) 失效形式：失效形式： 磨粒磨損、磨粒磨損、 刮傷、咬粘（膠合）、疲勞剝落、刮傷、咬粘（膠合）、疲勞剝落、 腐蝕腐蝕主要考慮主要考慮: 磨粒磨損、磨粒磨損、 膠合膠合防止失效的關(guān)鍵防止失效的關(guān)鍵:保證軸頸和軸瓦間起碼能形成一層邊界油膜保證軸頸和軸瓦間起碼能形成一層邊界油膜(2) 計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則 1.2.3.pppvpvvv徑向軸承33(一一) 徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算徑向滑動(dòng)軸承的計(jì)算已知已知: 軸頸直徑軸頸直徑d (mm), 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n (r/min), 軸承載荷軸承載荷F (N)步驟步驟:(1) 確定軸承結(jié)構(gòu)型式確定軸承結(jié)構(gòu)型式, 選擇軸瓦和軸承襯材料選擇軸瓦和軸承襯材料;(2) 選取軸承的