滑动轴承设计

,第十三章,滑动轴承设计,第十三章 滑动轴承,13-1,滑动轴承的类型,1,、按工作表面摩擦状态分,（,1,）,液体摩擦滑动轴承,工作时，轴颈和轴承工作表面被一层润滑油膜隔开。由于,两零件工作表面没有直接接触，轴承的阻力只是润滑油分,子间的内摩擦力，所以摩擦系数小（,0.0010.008,），,寿命长，效率高，但是制造精度要求也高，并需在一定条,件下才能实现液体摩擦。,（,2,）,非液体摩擦滑动轴承,工作时，轴颈和轴承工作表面间虽有润滑油存在，但从微,观上看，工作表面局部凸起部分仍发生金属的直接接触，,因此，工作条件要求不高，故在机械中应用仍然较广泛。,滑动轴承实例,液体摩擦实例一：,1976,年,，广洲,渔轮厂拆修渔轮上的柴油机,，发现主,轴上的轴承,(,巴氏合金,),在加工时刮刀留下的刀痕还仍然存在。该柴,油机已使用了,l0,多年,，未更换过主轴承，这说明轴承已形成液体摩擦，否则会,磨损，就看不到刀痕了,。,液体摩擦实例二：,原“东方红”轮现为“江峡轮”的齿轮减速器，在,1975,年检查时，发现齿面上,在滚齿时滚刀留下的刀痕,还存在。该减速器已使用了几十年，采用喷油润滑，这说明齿轮间也形成了液体摩擦，大大降低了磨损,。,液体摩擦实例三：,电风扇上叶片轮轴与机架采用的是滑动轴承，质量好时无噪声。用滚动轴承时噪声和发热都较严重。,2,、按承受的载荷方向分,（,1,）径向滑动轴承,主要承受径向载荷,F,R,（,2,）,止推滑动轴承,主要承受轴向载荷,F,A,滑动轴承的类型,13-2,滑动轴承的结构型式,一、径向滑动轴承,1,、,整体式,该结构由轴承座和轴套（套筒式轴瓦）组成。轴承座用螺栓与机座联接，顶部设有装油杯的螺纹孔。轴套上开有油孔，并在内表面开油沟以输送润滑油。这种轴承结构简单，但当工作表面磨损后，间隙无法调整，轴颈只能从端部装入。多用于低速、轻载和间歇工作场合，如绞车、手动起重机等。,滑动轴承的结构型式,2,、,剖分式,该结构由轴承盖、轴承座、剖分瓦和双头螺柱组成。轴承盖和轴承座剖分面常做成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。安装时上下瓦分面间放有垫片，当轴瓦工作面磨损后，可抽去一些垫片，以此来调整轴承的间隙。这种结构可调整间隙，且轴承盖可打开安装轴，便于装拆维修，但结构复杂，价格较贵。,3,、,自位式,（自动调心式）,当轴颈较长（宽径比,B/d1.51.75,），,轴的刚度小，或由于两轴承不是安装在同一刚性机架上，同心度较难保证时，都会造成轴瓦端部的局部接触，使轴瓦局部磨损严重，此时可采用自位式滑动轴承。这种轴承将轴瓦外表面做成凸形，与轴承盖,2,及轴承座,3,上的凹形球面相配合。因此，轴瓦可随轴的弯曲或倾斜而自动调心，从而保证轴颈与轴瓦的均匀接触。,二、止推滑动轴承,由轴承座、套筒、径向轴瓦、止推轴瓦组成。为了便于对中，,止推轴瓦底部制成球面形状，并用销钉来防止它随轴颈转动。,润滑油从底部进入，上部流出。这种轴承主要承受轴向载荷，,借助于径向轴瓦也可承受部分径向载荷。,滑动轴承的结构型式,13-2,滑动轴承的材料,主要是,轴瓦,的材料,一、材料要求,低摩擦系数、耐腐蚀性、抗胶合性、抗压抗疲劳强度、导热性、工艺性,二、,材料,1,）青铜,2,）轴承合金,3,）其它材料 灰铸铁、粉末冶金,13-4,非液体摩擦滑动轴承,一、主要失效形式,1,、磨损,2,、胶合,非液体磨擦滑动轴承的工作表面，在工作时有局部的金属接触，会产生不同程度的摩擦和磨损，使配合间隙增大，当间隙超过某一允许值时，机器正常运行受到破坏，噪声增大，旋转精度变低。,当轴承在高速、重载且润滑不良时工作，摩擦加剧，发热过多，可能会发生胶合失效。严重时，甚至轴承与轴颈焊死。,非液体摩擦滑动轴承,二、设计计算,条件性计算。一般已知：轴颈直径,d(mm),、转速,n(r,/min),、,和轴承承受的径向载荷,F,R,（,N,）,设计步骤：,（,1,）根据轴承的工作条件和使用要求，确定轴承及相应的轴瓦的结构型式，并选定轴瓦材料。,（,2,）确定轴承的宽度,B,。,一般由宽径比,B/d,及,d,值确定。,B/d,承载,但油不易从两端流出，散热性差。,一般取,B/d=0.51.5,。,（,3,）验算轴承的工作能力,1,）,磨损,校核压强,p,限制压强,p,是为了保证摩擦表面之间保留一定的润滑剂，（,p,大，润滑剂易被挤出），避免轴承过度磨损而缩短寿命。,1.,径向滑动轴承,4,）,选择轴承的配合 参考手册,转速高，,越大。载荷大，,越小。,非液体摩擦滑动轴承,2,),胶合,校核,pv,值限制,pv,值是为了防止轴承过热而发生胶合，因,pv,值大，轴承单位面积上的摩擦功也大。,3,),校核,v,值,对于比压小的轴承，即使,p,和,pv,值验算合格，如果滑动速度过高，也会发生加速磨损而使轴承报废。,p,、,pv,和,v,值见表,13-1,非液体摩擦滑动轴承,2.,止推滑动轴承,止推滑动轴承的计算与径向滑动轴承的相同,1,）,磨损,校核压强,p,2),胶合,校核,pv,m,值,三、实例分析（见,P235,）,p,和,pv,值见表,13-3,13-5,滑动轴承的润滑,润滑的目的主要是降低摩擦和减少磨损，提高轴承的效率，同时还可起到冷却、吸振、防锈的作用。,一、润滑剂,润滑油,润滑剂 油滑脂,固体润滑剂,对难于经常加油，或者低速重载或摆动的轴承宜用润滑脂。,选择润滑油时，对转速高、压力小、工作温度较低时，选粘度小的油，反之，选粘度大的油。,二、润滑装置（阅读）,固体润滑剂有石墨和二硫化钼，以粉剂加入润滑油或润滑脂中，,用于提高其润滑性能，减少摩擦损失，提高轴承使用寿命。,滴油润滑,油芯式润滑,油环润滑,润滑杯（润滑脂）,飞溅润滑,压力循环润滑,本章英语单词,滑动轴承,sliding bearing,整体式轴承,solid bearing,剖分式轴承,split bearing,轴瓦,bush,轴承衬,bearing liner,青铜,bronze,轴承合金（巴氏合金）,bearing alloy,(Babbitt metals),润滑装置,lubricating device,润滑方式,lubricating type,润滑油,lubricating oil,润滑脂,grease (grease lubricant),本章小结,内容归纳,本章小结,重点学习内容,1.,会选用滑动轴承的结构和材料。,2.,重点掌握非液体摩擦滑动轴承的设计计算。,第十四章,滚动轴承及装置设计,第十四章 滚动轴承,1,、常用轴承类型选择,2,、寿命计算方法,3,、轴承组合设计方法,特点：摩擦阻力小、起动容易、效率高等优点,14-1,滚动轴承的结构、类型和代号,一、基本结构,组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。,(,各类滚动体,),二、主要类型,国家标准有十二类，以滚动体形状、受载性质为主命名,大轴向载荷承受能力大,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,1.,双列角接触球轴承,0,型,外圈厚度不一，接触角,0F,S,2,时，轴有向右移动趋势，轴承,“,压紧”，,“,放松”。,由力平衡方程，有：,F,A,+F,S,1,= F,S,2,+,F,S,= F,A,压紧端；,F,S,1,= F,A,放松端,（,2,）,F,A,+F,S,1,P,2,故仅计算轴承,I,例,14-2,求深沟球轴承的寿命。,F,R1,=2000N,，,F,R2,=1500N,，,F,A,=600N,F,A,解：,例,14-3 F,R1,=1000N,，,F,R2,=2000N,，,F,A,=800N,圆锥滚子轴承,30207,其中,=10/3,C,查手册,51500N,，,n,由题意,1440r/min,下面求当量动负荷,P,，,P=,f,P,(XF,R,+YF,A,),，,f,P,=1.5,1,、,由于是,3,类轴承先求,F,Ai,F,S,1,=F,R,1,/2Y=1000/21.6=313N F,S,2,=F,R,2,/2Y=2000/21.6=625N,F,S,1,+F,A,=313+800=1113 N F,S,1,+ F,A, F,S,2,轴承,I,放松、轴承,压紧,由力的平衡方程,F,S,1,+ F,A,= F,S,2,+ F,S,F,A,1,= F,S,1,=313 N F,A,2,= F,S,1,+ F,A,=1113 N,2,、,求当量动载荷,P,轴承,I P,1,=,f,P,(XF,R1,+YF,A1,) =1,500N,轴承, P,2,=,f,P,(XF,R2,+YF,A2,) =,3871N,P,2,P,1,以轴承,作为寿命计算依据,3,、求,L,h,实际寿命比预期寿命大，轴承合格。,例,14-3,本章英语单词,滚动轴承,antifriction bearing,调心球轴承,self-aligning ball bearing,调心滚子轴承,self-aligning roller bearing,推力滚子轴承,trust roller bearing,圆锥滚子轴承,tapered roller bearing,推力球轴承,trust ball bearing,深沟球轴承,deep groove ball bearing,角接触球轴承,angular-contact ball bearing,圆柱滚子轴承,roller bearing,滚针轴承,needle bearing,本章小结,内容归纳,本章小结,重点学习内容,1.,会选择轴承类型，能进行轴承的寿命计算和静载荷,计算。,2.,重点掌握滚动轴承组合设计方法，并能正确进行设,计。,习题,1,：,在斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴中安装有一对,70000AC,角接触球轴承。已知,F,R1,=3500N,，,F,R2,=1800N,。,斜齿圆柱齿轮的轴向力,F,a,=1000N,，试分别按图中两种装,配方案，计算两轴承的轴向载荷。,答：,F,A1,=F,S1,=2450N,（放松端）,F,A2,=F,S1,-F,a,=1450N,（压紧端）,答：,F,A1,=F,S1,=2450N,（放松端）,F,A2,=F,S1,+F,a,=3450N,（压紧端,）,习题,2,：,蜗轮轴上安装有一对,30207,轴承。轴承上的载荷,分别为,F,R1,=5000N,，,F,R2,=2800N,，轴向载荷,F,a,=1000N,，,载荷平稳。试计算两轴承的当量动载荷。,（对于,30207,轴承，,e=0.37, Y=1.6, F,S,=F,R,/2Y,）,答案：,F,A1,=F,S2,+F,a,=1875N,F,A2,=F,S2,=875N,P,1,=5000N,P,2,=2800N,习题,3,：,分析下图轴系结构上的错误并改正之，齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。,正确图,（,1,）轴承盖无螺钉固定。,（,2,）无垫片，无法调整轴承游隙。,（,3,）箱体端面加工面过大。,（,4,）卡圈无用。,（,5,）轴肩过高，无法拆卸轴承。,（,6,）轴承脂润滑无挡油环。,（,7,）键过长，且套筒无法装入。,（,8,）齿轮轴向定位不可靠。,（,9,）精加工面过长，且轴承安装不便。,（,10,）轴承安装方向不对。,（,11,）轴与端盖无间隙，且没有密封件。,（,12,）联轴器孔未打通，且无轴向、周向定位。,习题,4,：,如图所示，分析该斜齿轮轴系中的结构错误并,改正之。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。,习题,5,：,指出蜗轮轴系中的结构错误，说明其错误原因并,画出正确的结构。蜗轮用油润滑，轴承用脂润滑。,习题,6,：,指出图中所示轴系结构设计中的错误，在错误处编出序号并一一说明理由,(,蜗轮用油润滑，轴承用油脂润滑,),。,解答：,轴端过长；,无调整垫片，轴承间隙无法调；,无砂轮越程槽，轴颈处不便磨削加工；,轴肩过高，左轴承不便拆卸；,轴承处无挡油环，易使蜗轮上的润滑油进入轴承，导致油脂稀释流出或变质；,轴头长度等于蜗轮轮毂宽度，套筒可能顶在轴肩上而顶不住蜗轮，蜗轮固定,不可靠；,轴段长度等于套筒宽度，右轴承定位、固定不可靠；,套筒过高，右轴承不便拆卸；,毡圈油封及槽的画法不正确；,转动件,(,联轴器,),与静止件,(,轴承盖,),接触，无法正常运转；,(11),不同轴段的键槽没有布置在轴的同一母线上，不便加工轴上的键槽；,(13),轴端过长，超出联轴器的端面，无法与另外半联轴器相联接；,(14),无沉孔的联轴器不能用压板螺钉作轴向固定。,(12),联轴器孔中键槽底部与键上表面间无间隙,；,解答：,1,联轴器没有轴向定位，此处应设计一定位轴肩；,2,轴承盖与外伸轴之间应有间隙，并应设有密封件；,3,此处应加调整垫片，箱体加工面与非加工面应分开；,4,轴承端面距箱体内壁应有一定距离，,30000,类轴承,“,反装,”,(,“,背对背,”,安装,),，轴承内外圈两边均未固定，此处应改成,“,正装,”,(,“,面对面,”,安装,),为好；,5,齿轮没有固定，此处与齿轮配合的轴段的长度应比齿轮轮毂的宽度短,2-,3mm,，并要加轴套对齿轮进行轴向固定；,6,键槽应与联轴器处键槽设置在同一方位上，且键顶部与轮毂键槽之间应有,间隙；,7,30000,类轴承,“,反装,”,(,“,背对背,”,安装,),，轴承外圈未固定，此处应改成,“,正装,(,“,面对面,”,安装,),为好；,8,同,3,；,9,此处不应该开键槽，且此段轴过长，顶住了端盖；,10,此处轴肩过高，不便于轴承拆卸；,11,此处轴承没有定位，应加轴套；,12,此处键过长，并且与齿轮处的键不在同一方位。,习题,7,：,双级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的,轴系结构如图，齿轮用油润滑，轴承用脂润,滑。试分析轴系结构中的错误，在有错误处,标明序号，说明原因并提出改正方法。,习题,8,：,指出图中所示轴系结构设计中的错误，在错误处编出序号并一一说明理由。,轴端无倒角；,无调整垫片，轴承间隙无法调；,铸造箱体加工面与非加工面未分开；,无砂轮越程槽，轴颈处不便磨削加工；,轴肩过高，轴承不便拆卸；,无键连接，齿轮周向无法固定；,轴头段长度等于齿轮轮毂的长度，套筒顶不住齿轮，齿轮固定不可靠；,转动件,(,套筒,),与静止件,(,轴承外圈,),接触，轴系无法正常转动；,精加工面过长且不便装拆轴承；,轴的外伸段与轴承盖孔之间无间隙，转动的轴与静止轴承盖接触，轴不能正常,运转；,（,11,）轴的外伸段与轴承盖孔之间无密封装置，无法防漏油及防尘；,（,12,）联轴器轴向未定位和固定； （,13,）无键连接，联轴器周向无法固定；,（,14,）联轴器轴向未固定。,解答：,摩擦状态,滑动轴承的类型,滑动轴承的类型,滑动轴承的类型,滑动轴承的类型,滑动轴承的类型,滑动轴承的类型,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,滚动轴承的结构、类型和代号,F,A,S,1,S,2,滚动轴承的安装,正安装,返回,F,A,S,1,S,2,滚动轴承的安装,反安装,返回,滚动轴承部件的组合设计,滚动轴承部件的组合设计,滚动轴承部件的组合设计,滚动轴承部件的组合设计,返回,滚动轴承部件的组合设计,返回,返回,滚动轴承部件的组合设计,皮碗密封,毡圈密封,滚动轴承的密封方法,油沟式密封,迷宫式密封,滚动轴承的密封方法,油环与油沟组合式密封,滚动轴承的密封方法,