《機械設(shè)計基礎(chǔ)》18滑動軸承

1、第18章 滑動軸承18.1 概述18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)18.3 滑動軸承的材料18.4 滑動軸承的潤滑18.5 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算與實例分析18.6 液體動壓潤滑的形成及基本方程18.7 滾動軸承與滑動軸承性能比較18.1 概述一、滑動軸承的特點、應(yīng)用滾動軸承絕大多數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，故得到廣泛的應(yīng)用。但是在以下場合，則主要使用滑動軸承：工作轉(zhuǎn)速很高，如汽輪發(fā)電機。要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。特重型的載荷，如水輪發(fā)電機。根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進(jìn)器的軸承。徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。

2、工作時軸承和軸頸的支撐面間形成直接或間接滑動摩擦的軸承，稱為滑動軸承。18.1 概述根據(jù)所承受載荷的方向、滑動軸承可分為徑向軸承、推力軸承兩大類。根據(jù)軸系和拆裝的需要，滑動軸承可分為整體式和剖分式兩類。二、滑動軸承的分類根據(jù)頸和軸瓦間的摩擦狀態(tài)，滑動軸承可分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承根據(jù)工作時相對運動表面間油膜形成原理的不同，液體摩擦滑 動軸承又分為液體動壓潤滑軸承和液體靜壓潤滑軸承，簡稱動 壓軸承和靜壓軸承。18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)一、滑動軸承的結(jié)構(gòu)1.徑向滑動軸承(1)整體式滑動軸承特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。軸承座整體軸套螺紋孔油杯孔因磨損

3、而造成的間隙無法調(diào)整。只能從沿軸向裝入或拆出。(2)部分式滑動軸承特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可以調(diào)整磨損而造成的間隙、安裝方便。應(yīng)用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。剖分式軸承(整體軸套)螺栓軸承蓋軸承座油杯座孔螺母套管上軸瓦下軸瓦對開式軸承(剖分軸套)18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)2.推力滑動軸承FaFaFaFa推力滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結(jié)構(gòu)形式有：空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式的改善。單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，廣泛用 于低速、輕載的場合。多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。 由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的

4、承載能力比單環(huán)式低50%。 空心式單環(huán)式多環(huán)式18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)二、滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)1.軸瓦的結(jié)構(gòu)常用的軸瓦結(jié)構(gòu)有整體式和剖分式兩類。整體式 整體式軸承采用整體式軸瓦，整體式軸瓦又稱軸套，分為光滑軸套和帶縱向油槽軸套兩種。18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)2.軸承襯與瓦背的結(jié)合形式（1）燒結(jié)、噴涂和軋制（2）澆注 剖分式軸承采用剖分式軸瓦。剖分式單金屬瓦：無軸承襯多金屬瓦：瓦背內(nèi)壁帶有軸承襯 雙金屬瓦 三金屬瓦 為了使?jié)櫥湍芫鶆蛄鞯秸麄€工作表面上，軸瓦上要開出油溝，油溝和油孔應(yīng)開在非承載區(qū)，以保證承載區(qū)油膜的連續(xù)性。油孔、油溝結(jié)構(gòu)18.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)3、油孔、油溝和

5、油腔 油孔、油槽開設(shè)原則 ：（1）潤滑油應(yīng)從油膜壓力最小處輸入軸承 （3）油溝軸向不能開通，以免油從油槽端部大量流失 （2）油槽（溝）開在非承載區(qū)，否則會降低油膜的承載能力 18.3 滑動軸承的材料一、軸承材料的性能要求軸承材料是指在軸承結(jié)構(gòu)中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應(yīng)滿足以下要求：減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示?？挂д承裕翰牧系哪蜔嵝耘c抗粘附性。摩擦順應(yīng)性：材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不 良的能力。嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨 粒磨損的性能。此外還應(yīng)有足夠的強度

6、和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟性。磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀 和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。二、常用軸承材料金屬材料粉末冶金材料非金屬材料軸承合金（巴氏合金、白合金）是由錫、鉛、銻、銅等組成的合金銅合金 分為青銅和黃銅兩類。鑄鐵 有普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等。由銅、鐵、石墨等粉末經(jīng)壓制、燒結(jié)而成的多孔隙軸瓦材料。有塑料、硬木、橡膠和石磨等，其中塑料用的最多18.3 滑動軸承的材料（參見表18.1）18.4 滑動軸承的潤滑2.潤滑脂（參見表18.3）特點：無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜。適用場合 ：要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載以及作擺動運動的 軸

7、承中。選擇原則：(1)當(dāng)壓力高和滑動速度低時，選擇錐入度小一些的品種；反之，選擇 錐度大一些的品種。(2)所用潤滑脂的滴點，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約2030，以免 工作時潤滑脂過多地流失。(3)在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性能強的鈣基或鋁基潤滑脂。 在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基潤滑脂。一、潤滑劑選用1.潤滑油（參見表18.2）二、潤滑裝置及潤滑方法常用的潤滑方法有：1.油潤滑1）間歇式供油旋套式注油油杯壓配式壓注油杯18.4 滑動軸承的潤滑2）連續(xù)式供油3）飛濺潤滑4）壓力循環(huán)潤滑2.脂潤滑旋蓋式油杯（黃油杯）黃油槍18.4 滑動軸承的潤滑三、潤滑方法的選擇根據(jù)公式算出K值，通過查

8、表確定滑動軸承的潤滑方法和潤滑劑類型。3pvK 式中： p為軸頸上的平均壓強，單位MPa， v為軸頸的圓周速度，單位m/sK 值潤滑方式1900190016000 160003000030000潤滑脂潤滑潤滑油滴油潤滑 飛濺式潤滑循環(huán)壓力潤滑18.4 滑動軸承的潤滑一、失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則1、失效形式：軸瓦的膠合、磨損2、設(shè)計準(zhǔn)則：要求邊界油膜具有足夠的強度 保證油膜存在 減少軸瓦材料的磨損 （1）限制平均壓強：pp-防止油膜破壞，金屬直接接觸。（2）限制pv值： pvpv-限制摩擦發(fā)熱過大，防止膠合。（3）限制滑動速度：vv-防止邊緣局部膠合磨損。18.5 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算與實例分

9、析二、非液體摩擦徑向滑動軸承的計算1. 驗算壓強 p2.驗算pv值3.驗算速度v pBdFprpvBddnFpvr100060 vdnv100060vpvp、參見表18.118.5 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算與實例分析三、非液體摩擦推力滑動軸承的計算1.驗算壓強 p2.驗算 pv值 pkddZFpa4202100060pvndppvmm20dddmdm-軸徑平均直徑，mmFa-軸向載荷, Nk-考慮油溝使承載面積減少的系數(shù)k=0.80.918.5 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算與實例分析3.根據(jù)軸的直徑d確定軸承寬度B5.15.0/dB四、非液體摩擦徑向滑動軸承設(shè)計步驟 dB 2.選擇材料在液體摩擦滑動軸承設(shè)計中已知條件通常是：作用在軸頸上的徑向載荷，軸頸直徑和軸的轉(zhuǎn)速n ,以及軸承的工作條件等。1.根據(jù)工作條件和使用要求，