滑动轴承

nullnull 滑动轴承§1 滑动轴承概述§2 滑动轴承的典型结构§3 滑动轴承的失效形式及常用材料§4 滑动轴承润滑剂的选择§5 不完全液体润滑滑动轴承的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 计算§6 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算§7 其它形式滑动轴承简介null分 类滚动轴承轴承的功用：用来支承轴及轴上零件 。 滑动轴承§1 滑动轴承概述 1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。一、轴承的基本要求 二、轴承的分类 按摩擦性质分按受载方向分按润滑状态分向心推力(径向止推)轴承向心(径向)轴承 推力(止推)轴承不完全液体润滑滑动轴承完全液体润滑滑动轴承null三、滑动轴承的应用领域 1.工作转速特高的轴承，汽轮发电机； 2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承，如精密磨床； 3.特重型的轴承，如水轮发电机； 4.承受巨大冲击和振动载荷的轴承，如破碎机； 5.根据装配要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承； 6.在特殊条件下（如水中、或腐蚀介质）工作的轴承， 如舰艇螺旋桨推进器的轴承； 7.轴承处径向尺寸受到限制时，可采用滑动轴承。 如多辊轧钢机。 四、滑动轴承的设计内容 轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；轴承的结构参数设计润滑剂及其供应量的确定；轴承工作能力及热平衡计算。null一、 向心滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦等。§2 滑动轴承的结构型式油杯孔轴承1) 结构简单，成本低廉。应用： 低速、轻载或间歇性工作的机器中。2) 因磨损而造成的间隙无法调整。3) 只能从沿轴向装入或拆。1) 整体式向心滑动轴承 轴承座特点：null将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。剖分式向心滑动轴承螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦2) 剖分式向心滑动轴承 特点：结构复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，安装方便。应用场合： 低速、轻载或间歇性工作的机器。null§3 滑动轴承的失效形式及常用材料一、滑动轴承常见失效形式磨粒磨损----进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动，对轴承 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面起研磨作用。刮伤----进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。胶合----当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。疲劳剥落----在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。腐蚀----润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。null微动磨损----发生在名义上相对静止，实际上存在循环的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。其它失效形式:气蚀---气流冲蚀零件表面引起的机械磨损； 流体侵蚀---流体冲蚀零件表面引起的机械磨损； 电侵蚀---电化学或电离作用引起的机械磨损； 轴瓦失效实例:null二、滑动轴承的材料(一)轴承材料性能的要求1) 减摩性----材料副具有较低的摩擦系数。2) 耐磨性----材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。3) 抗胶合----材料的耐热性与抗粘附性。4) 摩擦顺应性----材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表 面初始配合不良的能力。5) 嵌入性----材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面 发生刮伤或磨粒磨损的性能。6) 磨合性----轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻 合的表面形状和粗糙度的能力。轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬的材料。null 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 上常用浇铸或压合的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。滑动轴承材料 金属材料 非金属材料 轴承合金铜合金铝基轴承合金铸铁多孔质金属材料 工程塑料碳—石墨橡胶木材(二)常用轴承材料null1) 轴承合金（白合金、巴氏合金）是锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体。 优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。缺点：价格贵、机械强度较差；只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。工作温度：t<120℃ 由于巴式合金熔点低null2）铜合金 优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达250 ℃。缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。铝青铜铅青铜锡青铜→中速重载→中速中载→低速重载3）铝基合金 铝锡合金： 有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度，摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。4) 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。null含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大， 油自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油，可使用较长时间。5) 多孔质金属材料 橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。工程塑料：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。6) 非金属材料 碳--石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不良环境中。木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。nullnullnull§4 滑动轴承润滑剂的选择 一、 概述 作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。分类液体润滑剂----润滑油半固体润滑剂----润滑脂固体润滑剂二、润滑脂及其选择 特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。适用场合 ：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。null１．当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。选择原则：２．所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20～30℃，以免工作时润滑脂过多地流失。３．在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。nullnull但p <10 Mpa时可忽略。变化很小润滑油的特性：1）温度 t ↑ 2）压力p ↑选用原则：1) 载荷大、转速低的轴承，宜选用粘度大的油；2) 载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；→ η ↓ → η ↑ 粘--温图 L-TSA32二、润滑油及其选择3)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。nullnull聚氟乙烯树脂适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高温、 低速重载、有环境清洁要求。石墨二流化钼（MoS2）---性能稳定、t >350 ℃才开始氧化， 可在水中工作。-----摩擦系数低，使用温度范围广 (-60~300 ℃)，但遇水性能下降。-----摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：1.调和在润滑油中；2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。其应用日渐广泛三、固体润滑剂及其选择特点：可在滑动表面形成固体膜。null§5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算一、失效形式与设计准则 工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴承的不到足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。失效形式：边界油膜破裂。设计准则：保证边界膜不破裂。因边界膜强度与温度、轴承材料、轴颈和轴承表面粗糙度、润滑油供给等有关，目前尚无精确的计算方法，但一般可作条件性计算。校核内容：２．验算摩擦发热pv≤[pv]；３．验算滑动速度v≤[v]。，p，pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同心，受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素，局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v 。 限制pv 即间接限制摩擦发热。１．验算平均压力 p ≤[p]，以保证强度要求；null二、径向滑动轴承的设计计算 已知条件：外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm)及 轴颈直径d (mm) 验算及设计 ：１.验算轴承的平均压力p ２.验算摩擦热v—轴颈圆周速度，m/s；B----轴瓦宽度， [p]----许用压强。见下页 [ pv]—轴承材料的许用值。见下页 ≤[pv]n—轴速度，m/s；null3.验算滑动速度V [v]—材料的许用滑动速度v≤ [v]nullnull４．选择配合一般可选: H9/d9或H8/f7、H7/f6 2L系列选用: H7(上下偏差+0.01)/e6 选择配合之后相对间隙也就确定了相对间隙ψ=轴瓦孔半径R－轴颈半径r轴颈半径r相对间隙ψ的经验许用值 （‰）（注：仅考虑直径和滑动速度的经验许用值）null一、动压润滑的形成原理和条件 两平形板之间不能形成压力油膜！ 动压油膜----因运动而产生的压力油膜。§6 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算null形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙；2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。null二、流体动力润滑基本方程的建立 为了得到简化形式的流体动力平衡方程（Navier－Stokes方程），作如下假设：▲流体的流动是层流; ▲忽略压力对流体粘度的影响; ▲ 略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为 静平衡状态或匀速直线运动，且只有表面力作用 于单元体上； ▲ 流体是不可压缩的； ▲ 流体中的压力在各流体层之间保持为常数。 实际上粘度随压力的增高而增加； 即层与层之间没有物质和能量的交换； null取微单元进行受力分析: pdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz –τdxdz=0整理后得：又有：任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率，与该点y向的速度梯度的导数有关。对y积分得：边界条件：当y=0时，u=-v→C2 = -v当y=h时，u=0代入得：null任意截面内的流量：依据流体的连续性原理，通过不同截面的流量是相等的b-b截面内的流量：该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0负号表示流速的方向与x方向相反，因流经两个截面的流量相等，故有：--- 一维雷诺方程由上式可得压力分布曲线: p=f(x)在b-b处：h=h0， p=pmax速度梯度du/dy呈线性分布，其余位置呈非线性分布。流量相等，阴影面积相等。液体动压润滑的基本方程，它描述了油膜压力p的变化与动力粘度、相对滑动速度及油膜厚度h之间的关系。null▲ 轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间隙Δ是公差形成的。▲ 轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与F垂直的方向，合力为零。▲轴颈最终的平衡位置可用φa和偏心距e来表示。▲ 轴承工作能力取决于hlim，它与η、ω、Δ和F等有关，应保证 hlim≥[h]。∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0∑ Fy =F ∑ Fx = 0径向滑动轴承动压油膜的形成过程：静止→爬升→将轴起抬 转速继续升高→稳定运转达到工作转速e ----偏心距null三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数最小油膜厚度： hmin= δ－e ＝ rψ(1-χ) 定义: χ＝ e / δ 为偏心率 直径间隙：Δ＝ D－ d 半径间隙：δ＝ R－ r ＝ Δ/ 2定义连心线OO1为极坐标的极轴： 相对间隙：ψ ＝ δ / r ＝ Δ / d 稳定工作位置如图所示 ，连心线与外载荷的方向形成一偏位角， 设轴孔半径为：R, r 直径为： D， d ，偏心距: e 偏位角：φa在三角形 中有：R2 ＝ e2+ （r+h)2 –2e(r+h)cos v null将dx=rdφ, v=rω，h0, h代入上式得：φ0为压力最大处的极角。 null积分可得轴承单位宽度上的油膜承载力： 在外载荷方向的分量： 理论上只要将py乘以轴承宽度就可得到油膜总承载能力，但在实际轴承中，由于油可能从轴承两端泄漏出来，考虑这一影响时，压力沿轴向呈抛物线分布。null油膜压力沿轴向的分布： 理论分布曲线----水平直线，各处压力一样；实际分布曲线----抛物线且曲线形状与轴承的宽径比B/d有关。B/d=1/4B/d=1/3B/d=1/2B/d=1B/d=∞ null油膜沿轴承宽度上的压力分布表达式为： py为无限宽度轴承沿轴向单位宽度上的油膜压力；C’为取决于宽径比和偏心率的系数; 对于有限宽度轴承，油膜的总承载能力为 式中Cp为承载量系数，计算很困难，工程上可查表确定。解释这些参数的含义 nullnull四、最小油膜厚度 动力润滑轴承的设计应保证：hmin≥[h]其中： [h]=S(Rz1+Rz2)S—— 安全系数，常取S≥2。一般轴承可取为3.2μm和6.3μm，1.6 μm和3.2μm。重要轴承可取为0.8μm和1.6μm，或0.2μm和0.4μm。Rz1、Rz2—— 分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。考虑表面几何形状误差和轴颈挠曲变形等null五、轴承的热平衡计算 热平衡方程：产生的热量=散失的热量 Q=Q1+Q2 其中，摩擦热： Q=fρv W 式中: q ----润滑油流量m3/s；ρ ----滑油密度kg/m3；c ----润滑油的比热容，J/(kg. ℃ )；ti ----油出口温度℃ ； to ----油入口温度℃ ；α3 ----表面传热系数 W/(m2. ℃ )。滑油带走的热：Q1 = qρc(to-ti) W 轴承散发的热： Q2 =α3πdB (to-ti) Wnull温升公式： null系数ξ与宽径比有关，若B/d<1，则ξ =(B/d)1.5 若B/d≥ 1，则ξ =1 由于轴承内部各处温度不一样，计算时采用平均温度:为了保证轴承能正常，其平均温度: tm≤ 70~80℃ 设计时，应使进油温度: ti=tm-∆t/2 ≤ 35~40℃ 当 ti >35~40℃时，表明轴承承载能力有冗余，可采取如下措施： ▲增大表面粗糙度，以降低成本； ▲减小间隙，提高旋转精度；▲加宽轴承，充分利用轴承的承载能力。null 当 t1 < 35~40℃时，表明轴承的承载能力不足，可采取如下措施：▲加散热片，以增大散热面积；▲在保证承载能力的不下降的条件下，适当增大 轴承间隙；▲提高轴和轴承的加工精度。风冷▲增加冷却装置：加风扇、冷却水管、循环油冷却 ；null六、轴承参数的选择 取值范围：B/d=0.3~1.5 有利于增大压强，提高稳定性，增大端排泄量以降低温度；占用空间减小。1、宽径比B/d 2、相对间隙ψ 影响因素：载荷和速度，轴径尺寸，宽度/直径，调心 能力，加工精度。B/d小承载能力降低；压力分布曲线陡峭，易出现局部过热。优点：缺点：承载能力大。B/d大散热性能差，油温易升高，且易产生偏载。优点：缺点：null选取原则： 1）速度高，ψ取大值； 载荷小，ψ取小值； 2）直径大，宽径比小，调心性能好，加工精度高， ψ取小值；反之，ψ取大值。应用 : ψ = 0.001~0.0002----汽轮机、电动机、发 电机、齿轮变速器; 0.0002~0.0015----轧钢机铁路机车辆；0.0002~0.00125----机床、内燃机。 0.0002~0.00125----鼓风机、离心机。一般轴承，按如下经验公式计算： null3、润滑油粘度η ▲η对承载能力，功耗、温升都有影响；▲ 根据平均温度：tm = (ti + to )/2 决定润滑油度；▲ 设计时假设，tm=50~75℃ ，计算所得应在： ti= 35~40℃ ；▲ 初始计算时，可取： null七、液体动力润滑径向滑动轴承的设计过程 １．已知条件：外加径向载荷F(N)，轴颈转速n(r/min) 及轴颈直径d(mm)。２．设计及验算 ① 保证在平均油温 tm下 hmin ≥[h]a) 选择轴承材料，验算 p、v、pv。b) 选择轴承参数，如轴承宽度(B)、相对间隙(ψ) 和润滑油(η) 。c) 计算承载量系数(Cp)并查表确定偏心率(χ)。d) 计算最小油膜厚度(hmin)和许用油膜厚度([h])。null③ 极限工作能力校核a) 根据直径间隙(Δ)，选择配合。b) 根据最大间隙(Δmax)和最小间隙(Δmin) ，校核轴 承的最小油膜厚度和润滑油入口油温。④ 绘制轴承零件图 ② 验算温升 a) 计算轴承与轴颈的摩擦系数( f )。c) 计算轴承温升(Δt )和润滑油入口平均温度( ti )。b) 根据宽径比( B/d)和偏心率(χ)查取润滑油流量系数。null§7 其它形式滑动轴承简介一、无润滑轴承 又称干摩擦轴承 无润滑轴承 ----工作时外界不提供润滑剂。 自润滑轴承 ----轴承材料本身就是固体润滑剂，或 轴瓦内含有润滑剂。 1）轴承材料及轴径材料 轴承材料----为降低磨损，常用工程塑料和碳—石墨；轴径材料----为防止锈蚀或降低摩擦系数，常用不锈 钢、碳钢镀硬铬，使轴承和轴径两者表 面硬度差加大。 nullb)轴瓦厚度 ----对于完全塑料的轴瓦，δ =d/(12~20), 以金属轴瓦作瓦背时，可适当减薄。 d)表面粗糙度 ----Ra=0.2~0.4 μm 3）轴承承载能力 失效形式主要是磨损，设计条件是： p≤ [p] 以及 pv≤ [pv]c)直径间隙 ----∆ ≈ 0.05d ，且不小于 0.1 mm 2）主要设计参数 a）宽径比：B/d=0.35~1.5 null 将轴瓦内孔做成特殊形状，以产生多个动压油膜，提高轴承的工作稳定性和旋转精度。1、椭圆轴承 特点：形成两个动压油膜，提高了稳定性。摩擦损耗加 大、供油量增大、承载能力降低。矢量之合2、三油楔轴承特点：形成三个动压油膜，提高了旋转精度和稳定性。 摩擦损耗加大、承载能力降低，制造困难。固定式可倾式制造时两半之间加垫片，镗出圆孔，使用时拆去垫片即可。二、多油楔轴承 null三、液体静压轴承 工作原理：依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。特点：静压轴承载任何工况下都能胜任工作。常用节流器关键器件： 节流器节流器作用：根据外载荷的变化自动调节各油腔内的压力。null四、空气轴承 空气也是一种流体润滑剂，其粘度只有L-AN7润滑油的1/4000， 摩擦力小到可忽略不计，因此可用于数十万转的超高速轴承。 空气轴承的工作原理与液体润滑轴承本质上是一样。 分静压和动压两种。气膜厚度----20 μm制造精度↑ 严格过滤 优点：1)不随温度变化，可用于高温或低温；2)没有油污染的危险； 3)回转精度高，运行噪音低。 缺点：承载能力不大，密封困难。