机械设计第十章滑动轴承

*,第十章 滑动轴承,目录,10-1,摩擦磨损润滑基础,10-2,滑动轴承概述,10-4,流体动压润滑的基本理论,10-5,单油楔向心动压轴承设计计算,10-3,非液体摩擦滑动轴承设计,10-1,摩擦磨损与润滑基础 一、基本概念,一、,基本概念,1、干摩擦,摩擦表面间无润滑介质,摩擦系数在10,-1,量级,二、摩擦（润滑）状态,干磨擦,边界磨擦,2、边界摩擦,表面间形成较薄边界油膜（吸附、反应），,有局部表面直接接触,摩擦系数在10,-2,量级,润滑效果取决于油的油性和极压性,(粘度起次要作用),10-1,摩擦磨损与润滑基础 二、摩擦（润滑）状态,液体磨擦,混合磨擦,3、液体摩擦,4、混合摩擦,摩擦表面间有足够的润滑油,摩擦系数很小10,-3,量级，,摩擦阻力为油膜剪切阻力,润滑效果取决于油的粘度,表面间边界摩擦、液体摩擦状态共存,摩擦系数在10,-2,10,-3,量级,润滑效果取决于油的粘度和极压性,10-1,摩擦磨损与润滑基础 二、摩擦（润滑）状态,三、磨损,1、磨损过程,跑和磨损：表面凸峰磨掉，粗糙度降低，载荷分布趋于均匀,稳定磨损：,磨损速度缓慢稳定、决,定机械零件的寿命,剧烈磨损：磨损速度急剧增加，(磨损量积累到一定程度，,精度下降，动载增加)使零件报废,磨损曲线,跑和磨损,稳定磨损,剧烈磨损,磨损量,时间,10-1,摩擦磨损与润滑基础 三、磨损,2、磨损种类,粘着磨损：表面微凸体接触，“高压、高温”粘着焊合，,（胶合） 相对运动撕脱，材料转移。,磨料磨损：,表面微凸体脱落、外来硬质颗粒进入摩擦面间，,相对运动时起切削、碾压作用，致表面材料脱落。,疲劳磨损：交变接触应力反复作用、局部微裂纹扩展，材料脱,落形成麻点、微坑。,腐蚀磨损：,表面材料与周围环境发生化学或电化学反应，,相对运动时，反应物脱落，表层材料转移。,复合磨损：多种磨损机理共存，磨损接续循环发生。,10-1,摩擦磨损与润滑基础 三、磨损,四、润滑油的主要性能指标,1、粘度：液体内摩擦阻力大小的度量（粘性大小）,b.因油性作用，边界处油与板同速,c.,油的流动为层流，层间速度梯度du/dy，,相对滑动的剪切阻力为,F,U,y,dy,du,A,B,Newton内摩擦定律：,2、,粘度的物理意义-Newton内摩擦定律,a.平行板间充满油，B定，A动（F作用下，速度U）,10-1,摩擦磨损与润滑基础,四、润滑油的主要性能指标,动力粘度：,速度梯度du/dy为1时，,液体内摩擦阻力大小,3、粘度的单位,a.动力粘度,：,国际单位：,常用单位：,10-1,摩擦磨损与润滑基础,四、润滑油的主要性能指标,b.运动粘度,：,国际单位：,常用单位：,注：国标规定，润滑油牌号按40 度时运动粘度的平均值确定.,例：N100工业齿轮油，40度时运动粘度的平均值为100cSt.,(2)粘温特性：温度升高、粘度降低,(3)粘压特性：压力升高、粘度增加,(4)油性：油在摩擦表面吸附的能力,(5)极压性：油膜抗压力破坏的能力,10-1,摩擦磨损与润滑基础,四、润滑油的主要性能指标,10-2 滑动轴承概述 一、滑动轴承结构特点,一、滑动轴承结构特点,1、滑动轴承结构：轴颈+轴瓦, 轴与瓦面接触，承载大、抗冲击；, 油膜缓冲、减振、降噪；, 液体润滑状态摩擦系数小，寿命长；, 极限转速高；, 特殊结构要求：特大结构，滑动轴承成本低；, 剖分式结构：便于曲轴上安装；, 径向尺寸小；, 适合特殊工况：水、油、腐蚀、无润滑介质条件；,2、特点,10-2 滑动轴承概述,二、滑动轴承分类,1、按承载方式：,向心滑动轴承-承受径向载荷,推力滑动轴承-承受轴向载荷,向心滑动轴承,推力滑动轴承,二、滑动轴承分类,10-2 滑动轴承概述,二、滑动轴承分类, 非液体摩擦滑动轴承（边界、混合摩擦状态）,特点：结构简单、制造方便、成本低廉,应用：低速、一般不重要设备上,静压轴承,动压轴承,2、按摩擦状态：,特点：系统复杂、工作可靠,应用：低速、频繁启动，载荷或转速变化大场合,液动动压润滑轴承：, 液体摩擦滑动轴承（液体润滑状态）,液体静压润滑轴承：,特点：结构简单、要求制造精度高,应用：高速、高旋转精度，高载荷或转速变化小的场合,轴径与轴瓦相对动，形成动压油,膜，使轴径与轴瓦由油膜分开,外界高压油输入轴承间隙，,轴径与轴瓦由油膜分开,10-3 非液体摩擦滑动轴承设计,一,、失效形式与设计准则,一、失效形式与设计准则,1、失效形式：轴瓦的胶合、磨损,2、设计准则：要求边界油膜具有足够的强度，,保证油膜存在，,减少轴瓦材料的磨损,（1）限制平均压强：p,m,p-防止油膜破坏，金属直接接触。,（2）限制p,m,v值：p,m,vpv-限制摩擦发热过大，防止胶合。,（3）限制滑动速度：v0,n=n,w,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 一、向心动压轴承几何参数,一、向心动压轴承几何参数,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算,二、承载能力与轴承特性系数,二、承载能力与轴承特性系数S,1、一维雷诺方程的基座标形式,2、承载区任意点 处的油膜压力,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算,二、承载能力与轴承特性系数,3、 在外载荷方向分量,4、无限宽轴承单位宽度油膜承载能力,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算,二、承载能力与轴承特性系数,5、有限宽轴承单位宽度油膜承载能力,6、有限宽轴承总承载能力,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算,二、承载能力与轴承特性系数,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 三,、最小油膜厚度,三、最小油膜厚度h,min,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算,三、最小油膜厚度,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 四,、轴承温升计算,四、轴承温升t,2、非压力供油轴承温升计算,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 四,、轴承温升计算,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 四,、轴承温升计算,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 五,、轴承参数选择,五、轴承参数选择,10-5 单油楔向心动压润滑轴承的设计计算 五,、轴承参数选择,五、轴承参数选择,3、滑油黏度,低速重在高黏油、高速清载低黏油。,本章结束,