第十二章-滑动轴承课件

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1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滑动轴承基本要求：返回2 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 重点难点返回317.1概述概述17.2径向滑动轴承的主要类型径向滑动轴承的主要类型17.3滑动轴承材料滑动轴承材料17.4轴瓦结构轴瓦结构17.5轴承润滑材料轴承润滑材料17.6润滑方法润滑方法17.7滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算17.8液体动力润滑的基本方程式液体动力润滑的基本方程式返回17.1概述返回4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滑动轴承 一、滑动轴承类型 径向轴承（向心轴承）（受Fr）按5一、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一、整体式径向滑动轴承 特点：1）结构简单、成本低如图，由轴6二、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7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8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 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94、水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在靠近轴承端部处。返回4、水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到承载区，全周油槽应开在10一、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11二、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 返回二、润滑方法 1、油润滑 连续供油:间歇供油:油壶或油枪112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 133、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14一、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15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 由x方向的力平衡条件，得 代入牛顿粘性流体定律：y=0 时16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方向的流动：二维雷诺流体动力润滑方程：不计侧漏，沿x方向，任一截面单位宽度的流量为 p=pmax处17二、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二、油楔承载机理 油压的变化：润滑油的粘度、18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、稳定运转阶段 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一19四、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 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202、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2、油膜承载能力 极坐标形式的雷诺方程从压力区起始角 21油膜能承受的载荷 CF承载量系数 表12-4hmin越小（x越大），B/d越大，CF越大，轴承的承载能力F越大。油膜能承受的载荷 CF承载量系数 表12-4hm223、最小油膜厚度hmin hmin不能小于轴颈与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 3、最小油膜厚度hmin hmin不能小于轴颈与轴瓦表面微观23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 Q13、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：单位时间内摩擦系数：摩擦功耗引起轴承单位时间内的发热量 H=24润滑油平均温度tm为保证承载要求tm(3545),热平衡易建立，则应降低tm，再行计算。b)若t180易过热失效，改变相对间隙和油的粘度重新计算润滑油平均温度tm为保证承载要求tm75先给定tm，再按25六、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 六、轴承参数选择 1、轴承的平均比压 2、宽径比B/d B/26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 返回大Qb大 温升小 但承载能力和运转精度低 小易形成流27返回返回28第十二章-滑动轴承课件29第十二章-滑动轴承课件30第十二章-滑动轴承课件31第十二章-滑动轴承课件32第十二章-滑动轴承课件33第十二章-滑动轴承课件34滑动轴承工作平稳、可靠、噪声较滚滑动轴承工作平稳、可靠、噪声较滚动轴承低动轴承低.如果能够保证液体摩擦润滑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滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触接触,则可以大大减少摩擦损失和表面则可以大大减少摩擦损失和表面磨损磨损,且油膜具有一定的吸振能力且油膜具有一定的吸振能力.普普通滑动轴承的起动摩擦阻力较滚动轴通滑动轴承的起动摩擦阻力较滚动轴承大承大.滑动轴承的特点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35返回返回36剖分式径向滑动轴承返回剖分式径向滑动轴承返回37整体式径向滑动轴承返回整体式径向滑动轴承返回38返回返回39返回返回40第十二章-滑动轴承课件41第十二章-滑动轴承课件42第十二章-滑动轴承课件43第十二章-滑动轴承课件44第十二章-滑动轴承课件45第十二章-滑动轴承课件46返回返回47第十二章-滑动轴承课件48