机械设计4112滑动轴承.ppt

1,机械设计,第 4 章摩擦、磨损及润滑第 12 章滑动轴承,2,第 4 章,摩擦、磨损及润滑,3,滑动轴承,4-1 摩擦（润滑状态）图3-11.干摩擦：表面间无润滑剂或保护膜的纯金属间的摩擦；2.边界摩擦：表面被吸附在表面的边界膜隔开；4.混合摩擦：3.流体摩擦：表面被流体完全隔开，摩擦性能取决于内部分子间的 粘性阻力,4,5,6,滑动轴承,摩擦（润滑状态）2.边界摩擦（润滑）：表面被吸附在表面的边界膜隔开；,按边界膜形成机理，边界膜分为：吸附膜 润滑剂中分子吸附在金属表面而形成的边界膜；,化学反应膜润滑剂中以原子形式存在的S、Al、P元素与金属反应生成化合物，在金属表面形成的薄膜。反应膜具有较高的熔点，比吸附膜稳定。,7,滑动轴承,3.混合摩擦(润滑)：摩擦表面间处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时.4.流体摩擦(润滑)：摩擦表面间的润滑模厚度大到足以将两个表面的轮廓峰完全隔开.,8,北方交大考研试题干摩擦时,摩擦力与所受载荷及表面接触面积的关系为:A.与表面面积无关而与载荷成正比;B.与表面面积有关而与载荷无关;C.与表面面积有关而与载荷成正比.,9,北京理工大学考研试题,零件表面在混合润滑状态时的摩擦系数比液体润滑状态时的摩擦系数。A.大；B.小；C.可能大，可能小；D.相等。,10,4-2 磨损,11,按磨损机理可分为：1.粘着磨损：“冷焊”后，表面材料的 脱离及迁移；2.磨粒磨损：摩擦面间的游离颗粒，起到微切削作用；3.疲劳磨损：疲劳点蚀；4.冲蚀磨损：流动液体、气体所夹 硬质物体颗粒引起5.化学磨损（腐蚀磨损）：机械作用及化学或 电化学作用共同引起的磨损；,12,4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法（一）润滑剂1.润滑油润滑油的主要指标（1）粘度:流体抵抗变形的能力，标志着 流体内摩擦阻力的大小。a）动力粘度 b)运动粘度,v=0,vh,v,x,z,h,13,a）动力粘度牛顿粘性定律：在流体中任意点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比。,u=0,Uh,u,x,y,剪切应力,动力粘度,速度梯度,h,14,b）运动粘度与动力粘度的换算关系：动力粘度：主要用于流体动力计算。Pas运动粘度：使用中便于测量。m2/s,粘温曲线见 图4-9,2.油性（润滑性）：润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜和化学反应膜的性能；3.润滑油主要指标：闪点:油气遇火焰即能发出闪光的最低温度;要求工作温度低于闪点30-40C(油高温工作指标)凝点:不能再自由流动的最高温度.(油低温工作指标),密度,15,（三）润滑剂的添加剂耐磨损添加剂：抗磨损；极压添加剂：提高抗胶合性；油性添加剂：提高边界润滑的油膜强度；,（二）润滑脂的主要指标1.针入度：重1.5N的锥体，于25C恒温下5s后刺入的深度；2.滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准测量杯的孔口滴下第一滴时的温度。工作温度应低于滴点20C,16,4-4 流体润滑原理简介,（一）流体动力润滑：两相对运动的摩擦表面借助于相对速度而产生的粘性流体膜来平衡外载荷；（二）弹性流体动力润滑：高副接触中，接触应力使表面产生局部弹性变形，在接触区形成弹性流体动力润滑状态；（三）流体静力润滑：将加压后的流体送入摩擦表面之间，利用流体静压力来平衡外载荷；,17,v,V,x,y,V,v,V=0,F 油压p分布曲线,v,v,4-4 流体动压润滑的基本理论雷诺方程,h0,18,流体静力润滑：向两运动表面输入压力油；流体动力润滑：利用两运动表面形成收敛的楔行间隙、相对速度及润滑油粘度，形成压力膜;,v,U,x,y,F 油压p分布曲线,v,楔效应,19,形成流体动压润滑的必要条件,1.两工作表面间必须构成收敛的楔形间隙；2.两工作表面间必须充满有一定粘度的 润滑油或其它流体；3.两工作表面必须有一定的相对滑动速度；4.运动方向必须保证能带动润滑油 从大截面流进，小截面流出。,20,北京航空航天大学考研试题,流体动压润滑轴承形成动压润滑的必要条件是：（1）（2）（3）（4）,21,第十二章 滑动轴承,22,第十二章 滑动轴承,12-1 概述（一）目前滑动轴承应用的主要场合：1.转速极高的轴承 2.载荷特重的轴承 3.冲击很大的轴承 4.要求特别精密的轴承,23,（二）轴承分类,轴承：滑动轴承、滚动轴承滑动轴承：径向轴承、止推轴承按液体润滑承载机理分：液体动压轴承、液体静压轴承,24,滑动轴承：径向轴承、止推轴承,25,12-2 径向滑动轴承的结构,整体式径向滑动轴承,对开式径向滑动轴承,图15-18 斜剖分式径向滑动轴承,26,27,28,29,30,12-2 径向滑动轴承的结构,调心滑动轴承,可调间隙的滑动轴承,31,滑动轴承,12-2 径向滑动轴承结构,多油楔轴承,32,12-3滑动轴承的失效形式及常用材料,（一）滑动轴承的失效形式和材料磨粒磨损胶合(咬粘)刮伤、疲劳剥落、腐蚀,（二）对材料性能的要求良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘(胶合)性;良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性;足够的强度和抗腐蚀能力;良好的导热性、工艺性和经济性等.,33,（三）滑动轴承的常用材料 表12-21.轴承合金：锡、铅、锑、铜合金，仅用于轴承衬2.铜合金:青铜广泛应用3.铝基轴承合金4.灰铸铁及耐磨铸铁：经济、耐磨5.多孔质金属材料：粉末冶金，含油轴承 6.非金属材料,34,12-4 轴瓦结构,轴瓦结构整体式轴瓦和剖分式轴瓦轴瓦由13层制成,35,36,37,滑动轴承,12-4 轴瓦结构轴瓦结构：由13层材料制成,轴瓦内表面结构,38,滑动轴承,轴瓦结构,图12-7 轴瓦的固定,整体式轴瓦,39,滑动轴承,12-4 轴瓦结构 油沟与油槽的位置,油槽的尺寸可查相关的手册。,轴向油槽,周向油槽,油孔,40,滑动轴承,油沟与油槽的位置 不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载能力,41,42,12-5滑动轴承润滑剂的选用（一）润滑脂及其选择原则 1.高压低速，针入度小品种，反之针入度大；2.润滑脂滴点应比轴承工作温度高20-30C；3.潮湿环境选钙基或铝基润滑脂；高温工作选钠基或复合钙基润滑脂。（二）润滑油及其选择原则1.高速低压选粘度较低的油；反之选粘度较高油；2.高温工作的轴承（t60C）油粘度应高些；3.不完全液体润滑轴承润滑油选择见表12-4；4.液体动压轴承润滑油选择见表4-1。,43,12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算（混合润滑滑动轴承的条件性计算）（一）径向滑动轴承的计算,（上式中各参数见表12-2）4.选取滑动轴承的配合：H9/d9、H8/f7、H7/f6,44,（混合润滑滑动轴承的条件性计算）（二）止推滑动轴承的计算,（上式中各参数见表12-6）,45,中南大学考研试题,设计计算非液体滑动轴承时要验算:1)其目的是;2)其目的是;3)其目的是;,46,12-6 推力（止推）滑动轴承结构,V,图15-25 动压推力滑动轴承,47,a单向旋转 b双向旋转 c可倾瓦推力轴承,轴承表面由多组斜面平面组成，当轴低速旋转时依靠平面接触承载，当以工作速度旋转时依靠斜面形成液体动压润滑。,12-6 推力滑动轴承结构,48,12-6 混合润滑滑动轴承的条件性计算（二）止推滑动轴承的计算,a)实心式 b)空心式 c)单环式 d)多环式,49,12-7液体动压径向滑动轴承的设计计算1.流体动力润滑基本方程2.径向滑动轴承形成动力润滑过程,a)静止 b)启动 c)稳定运转,Ff,50,2.径向滑动轴承的主要几何参数,.直径间隙,.半径间隙,.相对间隙,.偏心距,.偏心率,.最小油膜厚度,径向压力分布曲线（参见图12-14）,51,3.油膜的总承载能力为Fr,承载量系数表12-7,.相对间隙=(D-d)/d,52,北京理工大学考研试题,对已知设计好的液体动压径向滑动轴承,只改变下面一个参数,其他参数都不变,轴承的承载能力是提高了还是降低了?,