軸承的選型與計(jì)算

軸承的選型與計(jì)算軸承設(shè)計(jì)軸承的作用是支承軸。軸在工作時(shí)可以是旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的。一、軸承應(yīng)滿足如下基本要求：1.能承擔(dān)一定的載荷，具有一定的強(qiáng)度和剛度。2.具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。3.具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉(zhuǎn)精度。二、軸承分類：按摩擦性質(zhì)分：滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承按承載方向分：向心軸承和推力軸承7-1.滑動(dòng)軸承概述一、滑動(dòng)軸承的主要特點(diǎn)：●工作平穩(wěn)，無(wú)噪聲；●液體潤(rùn)滑時(shí)摩擦損失??；●承載能力高?！窕剞D(zhuǎn)精度高；●徑向尺寸小。二、滑動(dòng)軸承的摩擦狀態(tài)(軸瓦與軸頸之間):1、干摩擦狀態(tài)摩擦表面無(wú)潤(rùn)滑劑，功率損失嚴(yán)重，磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。應(yīng)避免此種摩擦狀態(tài)。2、邊界摩擦狀態(tài)摩擦表面間有潤(rùn)滑油存在，金屬表面上形成了一層極薄的邊界油膜。但尖峰部分仍直接接觸。非液體摩擦多數(shù)滑動(dòng)軸承都是這種摩擦狀態(tài)?；瑒?dòng)軸承液體摩擦滑動(dòng)軸承3、液體摩擦狀態(tài)兩摩擦表面完全被潤(rùn)滑油分隔開(kāi)，形成了一定厚度的壓力油膜。這種摩擦狀態(tài)是潤(rùn)滑油分子之間的摩擦，摩擦系數(shù)極小。重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。三、潤(rùn)滑劑及其選擇常用潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑油―液體，用途最廣泛；潤(rùn)滑脂―半固體，一般用于中低速；固體潤(rùn)滑劑―主要用作油、脂的添加劑，也可單獨(dú)使用。1、潤(rùn)滑油的性能及選擇粘度―表征了流動(dòng)的液體中內(nèi)摩擦阻力的大小。是最重要的性能指標(biāo)，也是選擇潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。油性―也稱潤(rùn)滑性，表征油中的極性分子對(duì)金屬表面的吸附性能。油性好則摩擦系數(shù)小。凝點(diǎn)―反映潤(rùn)滑油的低溫工作性能。閃點(diǎn)―反映潤(rùn)滑油的高溫工作性能。潤(rùn)滑油的選擇原則：●壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應(yīng)選粘度高的油；●速度高時(shí)，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失；●工作溫度高時(shí)，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會(huì)隨溫度升高而下降。2、潤(rùn)滑脂的性能及選擇針入度―表征潤(rùn)滑脂的稀稠度，類似于油的粘度；滴點(diǎn)―表征潤(rùn)滑脂耐高溫的性能。潤(rùn)滑脂的選擇原則：●工作環(huán)境有水汽，選鈣基潤(rùn)滑脂；●工作溫度高，選鈉基潤(rùn)滑脂；●有水汽而且工作溫度高，則應(yīng)選鋰基潤(rùn)滑脂。四、滑動(dòng)軸承的分類徑向軸承主要承受徑向力載荷方向推力軸承主要承受軸向力整體軸承(特殊類型：自動(dòng)調(diào)心式軸承)裝拆需要剖分軸承動(dòng)壓軸承液體摩擦(長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),精度要求高)摩擦狀態(tài)非液體摩擦靜壓軸承1.徑向滑動(dòng)軸承(1)整體式滑動(dòng)軸承軸承座螺紋孔油杯孔整體軸套(軸瓦)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉。因磨損而造成的間隙無(wú)法調(diào)整。只能從沿軸向裝入或拆出。應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中。(2)剖分式滑動(dòng)軸承油杯座孔螺栓螺母套管上軸瓦軸承蓋軸承座下軸瓦對(duì)開(kāi)式軸承(剖分軸套)部分式軸承(整體軸套)特點(diǎn)：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(chǎng)合：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中。(3)自動(dòng)調(diào)心滑動(dòng)軸承(4)間隙可調(diào)式滑動(dòng)軸承2.推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)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：FaFaFaFa軸瓦的材料減摩性：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?膠合):材料的耐熱性與抗粘附性。摩擦順應(yīng)性：材料通過(guò)表層彈塑性變形來(lái)補(bǔ)償軸承滑動(dòng)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(dòng)表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力(或性質(zhì))。此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。常用軸瓦材料有：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。粉末冶金材料―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。非金屬材料―有塑料、硬木、橡膠等，其中塑料用的最多§7-4非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)一、失效形式1、磨損2、膠合導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承不能正常工作。高速重載且潤(rùn)滑不良時(shí)，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合。B二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1、限制軸承的壓強(qiáng)p:目的―防止軸瓦過(guò)度磨損。Fr[p]MPa平均壓強(qiáng)：pdBFr―向心滑動(dòng)軸承dpz4Fa2(d12d0)kd1[p]MPaFand0z-推力環(huán)的數(shù)目k-考慮油槽使支承面積減小。2、限制軸承的pv值：推力滑動(dòng)軸承目的―控制軸承的發(fā)熱量，防止膠合破壞。pv值表征了軸承發(fā)熱量的大小。pv↑→發(fā)熱量↑→溫升↑→潤(rùn)滑效果↓→膠合FrdnFrn[pv]pvdB601000__B―向心軸承4Fadmnpvm[pv]22z(d1d0)k601000―推力軸承3、限制滑動(dòng)速度v:推力軸承平均直徑平均速度取2~目的―防止滑動(dòng)速度過(guò)高而引起磨損4MPa*m/sdm=(d1+d0)/2dnv[v]m/s601000三、設(shè)計(jì)步驟確定軸承結(jié)構(gòu)形式確定軸承寬度B和直徑d許用線速度選擇軸瓦材料驗(yàn)算p、pv、v選擇軸承的配合選擇潤(rùn)滑劑與潤(rùn)滑裝置7.5液體摩擦滑動(dòng)軸承的工作原理一、動(dòng)壓油膜的形成機(jī)理Fv進(jìn)油口pv出油口兩摩擦表面平行，間隙內(nèi)的潤(rùn)滑兩摩擦表面成楔形間隙，不會(huì)產(chǎn)生壓力油膜油形成了擁擠產(chǎn)生了壓力油膜二、形成動(dòng)壓油膜的必要條件●兩摩擦表面必須形成楔形間隙●潤(rùn)滑油必須從大口進(jìn)小口出●必須具有足夠的滑動(dòng)速度●必須充滿足夠粘度的潤(rùn)滑油三、向心動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的工作過(guò)程FrooFroFroo1Fro1靜止o1n啟動(dòng)o1nn不穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行其他滑動(dòng)軸承●多油楔滑動(dòng)軸承●靜壓滑動(dòng)軸承●氣體軸承8-1.滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)及類型滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn)。故學(xué)習(xí)本章的目的主要解決二個(gè)問(wèn)題：1、如何選擇滾動(dòng)軸承的類型；2、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算；滾動(dòng)軸承的主要特點(diǎn)：缺點(diǎn)：●抗沖擊能力較差；●高速時(shí)噪聲大，壽命較低；●徑向尺寸大?！衲Σ磷枘嵝?相對(duì)于非液體摩擦滑動(dòng)軸承),啟動(dòng)靈活；●可同時(shí)承受徑向和軸向載荷，簡(jiǎn)化了支承結(jié)構(gòu)；●徑向間隙小，還可用預(yù)緊方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高；