及液體動力潤滑軸承的初步計算

軸承滑動軸承滾動軸承按承受載荷的方向分按潤滑狀態(tài)分液體摩擦軸承徑向軸承推力軸承不完全液體摩擦軸承徑向軸承推力軸承第十七章滑動軸承17.1概述1.工作轉速很高。2.要求對軸的支承位置特殊精確。3.承受巨大的沖擊與振動載荷。4.特重型的載荷。5.依據(jù)裝配要求必需制成剖分式的軸承。6.在特殊條件下工作的軸承。7.徑向尺寸受限制時?；瑒虞S承運用場合：滑動軸承的主要特點：工作平穩(wěn)，無噪聲；運轉精度高；形成液體潤滑時摩擦損失小，適合于高速；徑向尺寸小而且可剖分。邊界摩擦(不完全液體摩擦)狀態(tài)摩擦表面間有潤滑油存在，金屬表面上形成了一層極薄的邊界油膜。但尖峰部分仍干脆接觸。干摩擦表面間無任何潤滑劑或疼惜膜的純金屬接觸時的摩擦；多數(shù)滑動軸承都是這種摩擦狀態(tài)。液體摩擦狀態(tài)兩摩擦表面完全被潤滑油分隔開，形成了確定厚度的壓力油膜。這種摩擦狀態(tài)是潤滑油分子之間的摩擦，摩擦系數(shù)微小。重要軸承接受這種摩擦狀態(tài)。非液體摩擦滑動軸承液體摩擦滑動軸承摩擦副處于干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦混合狀態(tài)時的摩擦?；旌夏Σ粱瑒虞S承設計包括的內(nèi)容：1.軸承的型式和結構2.軸瓦和軸承襯的結構及材料選擇3.軸承的剛度和強度4.潤滑劑的選擇和供應5.軸承溫度和壓力分布及軸承間隙6.軸承的熱平衡17.2徑向滑動軸承的主要類型17.2.1整體式軸承特點：結構簡潔，成本低廉，但軸套磨損后軸承間隙過大無法調(diào)整，不便裝拆粗重的軸。應用：低速、輕載或間歇性工作的機械中。17.2.2剖分式軸承17.3滑動軸承的材料軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料滑動軸承的主要失效形式：軸瓦的膠合和磨損特點：軸承裝拆便利，軸瓦磨損后便于調(diào)整軸承間隙。17.3.1對軸承材料的要求：金屬材料多孔質金屬材料非金屬材料對材料性能要求良好的減摩性、耐磨性和咬粘性。良好的摩擦順應性、嵌入性和磨合。足夠的強度和抗腐蝕的能力。良好的工藝性、經(jīng)濟性等。常用軸承材料軸承合金、銅合金、鑄鐵、鋁基合金。多孔鐵、多孔質青銅。酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯。17.3.2軸承材料的分類軸承合金類型錫基軸承合金鉛基軸承合金特點嵌入性和摩擦順應性最好，易于軸頸磨合，但強度低，價格較貴。應用重載、中高速場合。銅合金特點錫青銅減摩性和耐磨性最好，鉛青銅抗粘附能力強，鋁青銅強度及硬度較高。應用錫青銅適用于重載、中速場合，鉛青銅適用于高速、重載場合，鋁青銅適用于低速、重載場合。類型錫青銅鉛青銅鋁青銅剖分式整體式17.4軸瓦結構17.4.1軸瓦和軸承襯軸瓦結構軸瓦的定位凸緣17.4.2油孔、油溝和油室目的：把潤滑油導入軸頸和軸承所構成的運動副表面。設計油溝時應留意的問題：1、

油溝長度一般為軸承長度的80%；2、

油孔、油溝應開在非承載區(qū)。17.5軸承潤滑材料17.5.1潤滑油特點：有良好的流淌性，可形成動壓、靜壓或邊膜界潤滑膜。適用場合：不完全液體滑動軸承和完全液體潤滑滑動軸承。粘度選擇的原則：1.轉速高，比壓小時，選粘度低的油；反之，選粘度高的油；2.加工表面粗糙度高時，選粘度大的油；3.依據(jù)潤滑方式不同，選擇不同粘度的油；4.在較高溫度下工作的軸承，所用油的粘度比通常高一些；5.低溫工作的軸承應選用凝點低的油。17.5.2潤滑脂特點：無流淌性，可在滑動表面形成一層薄膜。適用場合：要求不高、難以常常供油，或者低速重載以及作搖擺運動的軸承中。選擇潤滑脂品種的一般原則1.單位壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小一些的品種；2.所用潤滑脂的滴點，一般應高于軸承工作溫度約20o~30oC;3.在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應選擇防水性強的鈣基或鋁基脂；在溫度較高時應選用鈉基或鋰基脂。間歇供油17.6．潤滑方法17.6.1油潤滑連續(xù)供油17.6.2脂潤滑供油方式可依據(jù)系數(shù)k選定。

k≤2——用潤滑脂，油杯潤滑k=2~16——針閥式注油油杯潤滑k=16~32——油環(huán)或飛濺潤滑k>32——壓力循環(huán)潤滑17.7滑動軸承的條件性計算2.限制軸承pv值

限制軸承的溫升

3.限制滑動速度v

限制局部的過度磨損17.7.1徑向軸承1.限制軸承平均壓強p避開過度磨損失效形式1.磨損導致軸承協(xié)作間隙加大，影響軸的旋轉精度，甚至使軸承不能正常工作。高速重載且潤滑不良時，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。2.膠合設計準則：保證邊界油膜不致裂開——混合潤滑軸承的條件性計算；及液體動力潤滑軸承的初步計算。17.7.2推力軸承1）驗算軸承的平均壓力Ｐ２）驗算軸承的pV值dd0A推力滑動軸承n17.8液體動力潤滑的基本方程式1.液體靜壓軸承2.液體動壓軸承17.8.1雷諾潤滑方程式基本假設1.兩板間潤滑油做層流運動；2.兩板間潤滑油是牛頓流體；3.與兩板相接觸的流體層與板間無滑動；4.流體的重力和流淌過程中產(chǎn)生的慣性力與壓力相比很小，可以忽視；5.壓力沿y方向大小不變；6.平板沿z方向無限長。一階雷諾方程式二階雷諾方程式17.8.2油楔承載機理vF兩摩擦表面平行，不會產(chǎn)生壓力油膜vp兩摩擦表面成楔形間隙，產(chǎn)生了壓力油膜間隙內(nèi)的潤滑油形成了擁擠進油口出油口形成動壓油膜的必要條件1.兩摩擦表面必需形成楔形2.潤滑油必需從大口進小口出3.必需具有足夠的滑動速度4.必需充溢意夠粘度的潤滑油

17.9液體動力潤滑徑向軸承的計算17.9.1幾何關系半徑間隙：相對間隙：偏心率：最小油膜厚度：17.9.2動力潤滑狀態(tài)的建立no1oo1oo1oo1onn靜止起動不穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行RRRR1.動力潤滑狀態(tài)建立的過程2.校核層流條件17.9.3承載實力和索氏數(shù)在允許狀況下降低相對間隙，提高潤滑油粘度都有利于獲得滿足的承載實力，前者效果更顯著。17.9.4流量計算=承載區(qū)端泄流量Q1+非承載區(qū)端泄流量Q2+軸瓦供油槽兩端流出的附加流量Q3進入軸承的潤滑油總流量Q≈Q117.9.6熱平衡計算（1）粘度↓→間隙變更，使軸承的承載實力下降（2）會使金屬軟化→發(fā)生抱軸事故摩擦產(chǎn)生的熱量H=端泄?jié)櫥退鶐ё邿崃縃1+軸承散發(fā)熱量H2熱平衡條件：單位時間內(nèi)軸承溫升潤滑油平均溫度tm為保證承載要求tm<75℃a)若t1>>(35~45)℃,熱平衡易建立，則應降低tm，再行計算。

b)若t1<(35~45)℃，不易達到熱平衡狀態(tài)→降低粗糙度→重新計算

c)t2>80℃→易過熱失效，→變更相對間隙和油的粘度→重新計算17.9.7保證液體動力潤滑的條件

除上述油楔承載機理四條件外，還需保證最小油膜厚度大于兩表面不平度之和。17.9.8參數(shù)選擇1.寬徑比

一般軸承的寬徑比為0.5~1.5。ψ大→Q大→溫升小→但承載實力和運轉精度低ψ小→易形成流體膜→承載實力和運轉精度↑2.相對間隙3.平均壓強B/d小→端泄Q1↑→摩擦功耗和溫升↓→減輕軸頸與軸瓦邊緣接觸但承載實力↓高速重載軸承，因其工作時溫上