第十二章-滑动轴承课件.ppt

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1、滑动轴承,滑动轴承是一种工作在滑动摩擦状态下的轴承，其基本结构包括轴瓦和轴颈。滑动轴承主要用于滚动轴承难以满足工作要求的场合，如高转速、长寿命、低摩擦阻力、承受大的冲击载荷、低噪声和无污染等场合。,基本要求重点难点主要内容,滑动轴承,基本要求：1.掌握液体润滑工作原理 2.掌握动态雷诺方程及其求解结果分析 3.掌握轴承参数对轴承静动特性的影响 4.理解滑动轴承结构 5.理解轴承设计步骤 6.了解轴承润滑材料 7.了解滑动轴承材料,返回,重点难点 滑动轴承的典型结构 动压轴承基本原理 油膜压力分布模拟 油膜形成过程模拟,返回,17.1概述17.2径向滑动轴承的主要类型17.3滑动轴承材料17.4

2、轴瓦结构17.5轴承润滑材料17.6润滑方法17.7滑动轴承的条件性计算17.8液体动力润滑的基本方程式,返回,滑动轴承,一、滑动轴承类型,径向轴承（向心轴承）（受Fr）止推轴承（推力轴承）（受Fa）,按承载：,按润滑状态：流体润滑轴承、非流体润滑轴承、无润滑轴承,二、滑动轴承的特点,三、应用,滑动轴承,概述,返回,一、整体式径向滑动轴承,特点：1）结构简单、成本低 2）轴套磨损后，间隙无法调整 3）装拆不便（只能从轴端装拆）适于低速、轻载或间隙工作的机器。,如图，由轴承座、整体轴套、油孔等组成,径向滑动轴承的主要类型,动画演示,二、剖分式径向滑动轴承,三、调隙式径向滑动轴承,图例,动画演示,

3、返回,特点：轴瓦外表面作成球面形状，与轴承盖及轴承座的球状内表面相配合，轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯曲时所产生的偏斜,滑动轴承的材料,主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏,1、对轴承材料的要求,2、常用材料,金属材料：,1）铸铁,2）轴承合金,3）铜合金,4）铝基合金,5）多孔质金属材料（粉末冶金）,非金属材料塑料、橡胶,滑动轴承的材料,返回,轴瓦结构,1、轴瓦的形式与结构,剖分式轴瓦,2、油孔、油槽和油室,整体式轴瓦,油孔、油槽开设原则：,1、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承,2、油槽（沟）开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力,3、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失,4、水平安装

4、轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在靠近轴承端部处。,返回,一、润滑剂的选择,工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境,1、润滑油,（1）压力大、温度高、载荷冲击变动大 粘度大的润滑油,（2）滑动速度大 粘度较低的润滑油,（3）粗糙或未经跑合的表面 粘度较高的润滑油,2、润滑脂,3、固体润滑剂,滑动轴承的润滑,返回,二、润滑方法,1、油润滑,连续供油:,间歇供油:,油壶或油枪,1)滴油润滑,2)绳芯润滑,3)油环润滑,4)浸油润滑,5)飞溅润滑,6)压力循环润滑,2、脂润滑,旋盖式油脂杯、黄油枪,返回,维持边界油膜不受破坏,一、径向滑动轴承,1、限制平均比压P,目的：避免在载

5、荷作用下润滑油被完全挤出,2、限制轴承的p、v值,目的：限制pv是控制轴承温升，避免边界膜的破裂,滑动轴承的条件性计算,3、限制滑动速度v,目的：当p较小时，避免由于v过高而引起轴瓦加速磨损,二、推力滑动轴承,限制轴承平均比压p和pvm值,返回,一、流体动力润滑基本方程,前后向压力,上下面剪切应力,液体动力润滑的基本方程式,液体动力润滑过程,动画演示,由x方向的力平衡条件，得,代入牛顿粘性流体定律：,y=0 时，u=v；y=h 时，u=0，得积分常数c1、c2,不计侧漏，沿x方向，任一截面单位宽度的流量为,p=pmax处油膜厚度为h0，流量：,一维雷诺流体动力润滑方程,对x取偏导数：,考虑沿Z

6、方向的流动：,二维雷诺流体动力润滑方程：,二、油楔承载机理,油压的变化：润滑油的粘度、表面滑动速度、油膜厚度,全部油膜压力之和即为油膜的承载能力,两滑动表面平行。平行油膜各处油压与入口、出口处相等，不能产生高于外面压力的油压支承外载。,油膜呈收敛楔形，油楔内各处油压都大于入口和出口处的压力，产生正压力以支承外载,形成流体动力润滑的必要条件是,（1）相对运动两表面必须形成一个收敛楔形,（2）被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度vs，其运动方向必须使润滑从大口流进，小口流出。,（3）润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。,三、液体动力润滑状态的建立过程,1、起动时,2、不稳定运转阶段,3、稳定

7、运转阶段,四、径向滑动轴承的几何关系和承载能力,1、几何关系,直径间隙：,半径间隙：,相对间隙：,偏心距：,偏心率：,根据余弦定律可得,任意位置的油膜厚度,1）压力最大处油膜厚度,2）油膜最小厚度hmin,2、油膜承载能力,极坐标形式的雷诺方程,从压力区起始角 至任意角 进行积分，得任意角处的压力,再求压力在外载荷方向上的分量,将上式在压力区内积分（求和），得到轴承单位宽度上的油膜承载能力,引入修正系数A，考虑端泄的影响,动画演示,油膜能承受的载荷,CF承载量系数 表12-4,hmin越小（x越大），B/d越大，CF越大，轴承的承载能力F越大。,3、最小油膜厚度hmin,hmin不能小于轴颈与

8、轴瓦表面微观不平度之和,上式与流体动力润滑的三个基本条件 流体动力润滑的充分必要条件,五、轴承的热平衡计算,1、轴承中的摩擦与功耗,由牛顿粘性定律可得油层中摩擦力,摩擦系数：,摩擦功耗引起轴承单位时间内的发热量 H=f FV,2、轴承耗油量,=承载区端泄流量Q1+非承载区端泄流量Q2+轴瓦供油槽两端流出的附加流量 Q3,进入轴承的润滑油总流量Q,Q1,3、轴承温升,（1）粘度间隙改变，使轴承的承载能力下降,（2）会使金属软化发生抱轴事故,摩擦产生的热量H=端泄润滑油所带走热量H1+轴承散发热量H2,热平衡条件：单位时间内,润滑油平均温度tm,为保证承载要求tm75,先给定tm，再按上式求出t，

9、再求t1=3545,a)若t1(3545),热平衡易建立，则应降低tm，再行计算。,b)若t1(3545)，不易达到热平衡状态降低粗糙度重新计算,c)t280易过热失效，改变相对间隙和油的粘度重新计算,六、轴承参数选择,1、轴承的平均比压,2、宽径比B/d,B/d小 端泄Q1 摩擦功耗和温升 减轻轴颈与轴瓦边缘接触但承载能力,高速重载轴承 B/d应取小值,低速重载轴承 B/d应取大值,3、相对间隙,大Qb大 温升小 但承载能力和运转精度低,小易形成流体膜承载能力和运转精度,一般机器中常用 见书本,返回,返回,滑动轴承工作平稳、可靠、噪声较滚动轴承低.如果能够保证液体摩擦润滑,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,则可以大大减少摩擦损失和表面磨损,且油膜具有一定的吸振能力.普通滑动轴承的起动摩擦阻力较滚动轴承大.,滑动轴承的特点,返回,返回,剖分式径向滑动轴承,返回,整体式径向滑动轴承,返回,返回,返回,返回,