江蘇大學(xué)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)第十二章 滑動(dòng)軸承

1、2020年7月2日,機(jī) 械 原理及設(shè)計(jì)（）,第十二章 滑動(dòng)軸承,第十二章 滑動(dòng)軸承,12-1 概 述,12-2 滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu),12-3 滑動(dòng)軸承的失效形式,12-4 軸瓦的材料和結(jié)構(gòu),12-5 不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算,12-6 液體動(dòng)力潤(rùn)滑基本理論,12-7 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算,12-8 其它型式滑動(dòng)軸承簡(jiǎn)介,一工作特點(diǎn),1工作平穩(wěn)、噪音小，承受沖擊與振動(dòng)載荷,2徑向尺寸小（可用在徑向尺寸受限制的場(chǎng)合）,3軸承特大特重型且需單件生產(chǎn)時(shí),6可制成剖分式,12-1 概 述,4工作轉(zhuǎn)速特高的軸承,5特殊工作條件下,三主要設(shè)計(jì)內(nèi)容,二類型,1按受載方向分,軸承的型式與結(jié)構(gòu)、

2、軸瓦的結(jié)構(gòu)與材料、軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)、潤(rùn)滑劑選擇與供應(yīng)、軸承的工作能力及熱平衡計(jì)算。,一徑向軸承,1整體式,缺點(diǎn)：磨損后間隙不能調(diào)整 安裝時(shí)需作軸向移動(dòng)，裝拆不方便,2剖分式,3自動(dòng)調(diào)心式,12-2 滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu),整體式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),斜剖分式滑動(dòng)軸承,剖分式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu),徑向滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),調(diào)心滑動(dòng)軸承,可調(diào)間隙的滑動(dòng)軸承,二止推軸承,a)實(shí)心式 b)空心式 c)單環(huán)式 d)多環(huán)式,一磨粒磨損,二刮傷,三膠合,四疲勞剝落,五腐蝕,12-3 滑動(dòng)軸承的失效形式,一對(duì)軸瓦材料的要求,1良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性 2良好的順應(yīng)性、嵌入性和磨合性 3足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕性,二常用的軸瓦材料,1金屬

3、材料,軸承合金(巴氏合金或白合金)：嵌入性與順應(yīng)性最好，磨合性良好，但強(qiáng)度低只作為軸承襯使用。用于重載、中高速場(chǎng)合、價(jià)格較貴,12-4 軸瓦的材料和結(jié)構(gòu),軸承合金：錫基軸承合金、鋁基軸承合金,鋁基合金（略）,銅合金有較高的強(qiáng)度、較好的減摩性和耐磨性，青銅比黃銅好。其中錫青銅減摩性和耐磨性最好，但錫青銅嵌入性、順應(yīng)性、磨合性比軸承合金差，用于重載及中速場(chǎng)合，價(jià)格較貴；鉛青銅抗粘附能力強(qiáng)，用于重載及高速場(chǎng)合；鋁青銅的強(qiáng)度與硬度較高，抗粘附能力差，用于重載及低速場(chǎng)合。應(yīng)用廣泛,灰鑄鐵、耐磨鑄鐵（略）,2粉末冶金材料（多孔金屬材料）燒結(jié)而成,3非金屬材料（塑料、橡膠、碳-石墨、木材等）,三軸瓦結(jié)構(gòu),整

4、體式軸瓦：整體、單層、雙層、多層卷制軸瓦 （可在內(nèi)表面鑲嵌金屬或非金屬的軸承襯）,對(duì)開(kāi)式軸瓦：厚壁與薄壁 厚壁用鑄造方法制造，將軸承合金用離心鑄造法澆鑄在其表面，軸瓦內(nèi)表面制出各種形式的榫頭、溝槽。 薄壁用雙金屬板軋制方法制造，用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，軸瓦剛性小，受力后形狀取決于軸承座的形狀，軸瓦與軸承座需精密加工。,軸瓦結(jié)構(gòu)：由13層材料制成(軸瓦內(nèi)表面結(jié)構(gòu) ),軸瓦的固定,整體式軸瓦,四油孔和油槽,油孔和油槽應(yīng)開(kāi)在非承載區(qū),對(duì)于液體動(dòng)壓徑向軸承油槽有周向和軸向兩種,整體軸套：油槽開(kāi)在油膜厚度最大位置.,對(duì)開(kāi)式：油槽開(kāi)在剖分面處.,油溝與油槽的位置； 不要開(kāi)在軸承的承載區(qū)內(nèi)，否則將急劇降低軸承的承載

5、能力,油溝與油槽的形狀與位置,A失效形式: 邊界油膜破裂，引起過(guò)度磨損（膠合）,B設(shè)計(jì)準(zhǔn)則: 耐磨性條件（邊界油膜不破裂）,12-5 不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算,由于這類軸承的承載能力不僅與邊界膜的強(qiáng)度及破裂溫度有關(guān)，而且與軸承的材料、軸頸及軸承表面粗糙度、潤(rùn)滑油的供給量等因素有密切的關(guān)系，因此在工程上常以維持邊界膜不遭破壞為最低設(shè)計(jì)要求，采用簡(jiǎn)化的條件性計(jì)算方法，該方法只適用與一般對(duì)工作可靠性要求不高的低速、重載或間隙工作的滑動(dòng)軸承。,一徑向軸承,驗(yàn)算p是為了防止工作壓力過(guò)大，引起劇烈磨損 驗(yàn)算pv是為了控制溫升、防止膠合。 驗(yàn)算v是為了防止滑動(dòng)速度過(guò)高而加速磨損，而且也可防止局部pv

6、值過(guò)高，引起局部膠合。,選取滑動(dòng)軸承的配合 ：H9/d9、H8/f7、H7/f6,二止推滑動(dòng)軸承,一液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程,12-6 液體動(dòng)力潤(rùn)滑基本理論,取微元體,分析, 油層速度分布, 單位寬流量,設(shè)在p=pmax處的油膜厚度為h0，即該截面處的流量為Q=Vh0/2,一維雷諾方程,二形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件,1兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面必須形成收斂油楔,2兩表面有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度， 大口進(jìn)，小口出,3油有一定粘度，且供油充分,一建立液體動(dòng)力潤(rùn)滑的過(guò)程（分三個(gè)階段）,12-7 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算,a)靜止 b)啟動(dòng) c)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),注意轉(zhuǎn)向與軸頸在軸承中的位置關(guān)系,幾何參數(shù)與油壓分布曲線

7、,二幾何參數(shù), 影響承載能力的七個(gè)因素,外載F、寬度B、軸徑 d、間隙()、偏心 e 速度V、粘度。, 四個(gè)無(wú)量綱量,三承載量系數(shù)Cp,用極坐標(biāo)來(lái)積分,Py為P在外載荷方向上的分量（力的分解）,Py為軸承在單位寬度上的油膜承載力（從1到2進(jìn)行積分）（Py為考慮端泄的影響對(duì)Py進(jìn)行修正）,P為對(duì)應(yīng)任意角任意位置的壓力（從1到進(jìn)行積分）,F為油膜的總的承載能力（從-B/2到+B/2進(jìn)行積分）,Cp求取 計(jì)算機(jī)數(shù)值分析（數(shù)值積分） 實(shí)驗(yàn)（表128）,B軸承寬度 m F外載 N V圓周速度 m/s 動(dòng)力粘度 Ns/m2,四膜厚條件,式中：S 安全系數(shù) 通常 S2 Rz1、Rz2 軸頸、軸瓦的粗糙度十點(diǎn)高度,總結(jié),分析,五熱平衡計(jì)算,設(shè)計(jì)時(shí)，先假設(shè)一個(gè)平均溫度tm（75）,若ti3540，易于建立熱平衡 若ti3540，不易于建立熱平衡,f,六參數(shù)選擇,1寬徑比 B/d,B/d 小結(jié)構(gòu)緊湊 B/d 過(guò)小端泄嚴(yán)重 承載能力低 B/d 大承載能力大 端泄少 易發(fā)熱 一般 B/d =0.31.5 推薦 B/d =1,問(wèn)題：如何理解 若ti3540，易于建立熱平衡 若ti3540，不易于建立熱平衡,2相對(duì)間隙（根據(jù)載荷與速度來(lái)選取）,速度高，選