《chap滑动轴承》PPT课件.ppt

主要内容,CHAP 15 滑动轴承,本章重点,类型和结构 非液体摩擦滑动轴承的条件性计算 轴瓦材料和轴瓦结构 动压润滑的成膜机理,类型和结构 非液体摩擦滑动轴承的条件性计算 动压润滑的成膜机理,概述,1 功用： (1) 支承轴颈或轴上的回转件,保持旋转精度 (2) 减小摩擦、磨损 2 类型：工作原理 滚动摩擦轴承（滚动轴承） 滑动摩擦轴承（滑动轴承） 3 特点： 滚动轴承：摩擦阻力小，起动灵活、润滑简单 应用：自行车、汽车 滑动轴承：承载能力大、回转精度高、抗冲击 应用：汽轮车、压缩机、大型电机、水泥搅 拌机、破碎机,1 干摩擦, 15-1 摩擦状态,两摩擦表面间不加任何润滑剂，固体表面间直接接触的摩擦 。结果：严重磨损、温度高,4 混合摩擦 干摩擦、边界摩擦、液体摩擦 混合状态。,2 边界摩擦 形成厚度小于1m的极薄油膜，相互运动时，两金属表面微观的高峰部分仍相互搓削。结果：减轻磨损，f0.10.3,3 液体摩擦 压力油膜厚可达几十 m，能将相对运动的两金属表面分开。结果：压力油膜将重物托起，摩擦和磨损小，f0.0010.01,摩擦副的摩擦 特性曲线,轴承特性数, 15-2 滑动轴承的结构型式,工作原理：滑动轴承表面若能形成润滑膜将运动副表面分开。,类型：,向心轴承承受径向载荷 推力轴承承受轴向载荷 向心推力轴承承受轴向和径向载荷,按受载方向,一、向心滑动轴承,1 结构：轴承座、轴承盖，轴瓦、螺栓,重要,剖分式轴承,2 润 滑,（1）进油口在非承载区 下轴瓦为承载区 轴瓦外表面：非承载区开进油口 轴瓦内表面：纵、横向油沟,（2）两侧进油 用于大型的液体润滑的滑动轴承， 油从轴承两端泻出， 有时镗有油室,一侧形成动压油膜， 另一侧起冷却作用，,（3）轴承中分面的布置 载荷垂直或略有倾斜时，中分面水平 载荷有较大倾斜时，中分面倾斜（45）,液体摩擦向心滑动轴承：B/d=0.5 1 非液体摩擦向心滑动轴承：B/d=0.8 1.5,宽径比 B/d：向心滑动轴承的重要参数,二、推力滑动轴承,止推面：轴的端面 类型：固定式推力轴承：楔形倾角不变 可倾式推力轴承：扇形块倾角随载荷变化, 15-3 轴瓦及轴衬材料,一、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：f小，导热性好，热膨胀系数小， 耐磨、耐腐蚀、抗胶合，强度、朔性好,2、轴瓦和轴承衬常用材料,金属材料：,1）铸铁,2）轴承合金,3）铜合金：浇注在钢或铸佚轴瓦内壁,4）铝基合金,5）多孔质金属材料(粉末冶金)（含油合金）,非金属材料塑料、橡胶（可用水润滑）,锡锑轴承合金：高速、重载 铅锑轴承合金：脆性大，中速、低载,表15-1, 15-4 润滑剂和润滑装置,一、润滑剂,作用：减小摩擦阻力、降低磨损、冷却和吸振等,1 润滑油,润滑油液体 润滑脂润滑油稠化剂（Ca, Na, Al, Li） 固体润滑剂石墨、oS2、聚四氟乙稀,选择：工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境,类型,（1）石油系润滑油（矿物油） （2）动力粘度 表征液体流动的内摩擦性能（重要的物理参数）,牛顿液体流动定律 ：,量纲：力时间/长度2 单位：Ns/m2 厘米克秒制：1P=1dyn s/cm2,（2）运动粘度,表15-2,（3）粘度的影响因素,压力大、温度高、载荷冲击变动大 粘度大的润滑油,滑动速度大 粘度较低的润滑油,（4）润滑油的选择,粗糙或未经跑合的表面 粘度较高的润滑油,2 润滑脂,应用：要求不高、难经常供油或低速重载轴承,特点：密封简单，不易流失受温度影响小，机械效率低、易变质。 种类：钙基润滑脂：耐水性，用于60以下的轴承润滑 铀基润滑脂：不耐水，用于115145以下 锂基润滑脂：耐水，用于-20150,3 固体润滑剂,种类：石墨、二流化钼（MOS2）、聚氟乙烯树脂 石墨：性能稳定，350以上才氧化 MOS2 ：吸附性强，（-60300） 应用：用于高温或低速重载,二、润滑装置,连续供油:,油壶或油枪,1 油润滑：,间歇供油:,1) 针阀式油杯,2) A型弹簧盖油杯 不能控制给油量,3) 油杯润滑,2、脂润滑,旋盖式油脂杯、黄油枪,4）浸油润滑 5）飞溅润滑 6）油泵循环润滑 （最好）, 15-5 非液体摩擦滑动轴承的计算,润滑方式：润滑脂、润滑油 设计依据：维持边界油膜不受破坏 设计准则： pp pvpv,一、向心轴承,Mpa m/S,2.验算轴承的p值,1.验算轴承的平均压强 p,表15-1,二、推力滑动轴承,限制轴承平均比压p和pvm值, 15-6 非液体摩擦滑动轴承的计算,流体中任意点处切应力均与该处流体的速度梯度成正比 内摩擦力,一、流体摩擦,二、流体动力润滑,两相对运动物体的摩擦表面， 借助相对速度产生的油膜把两 表面完全隔开，由油膜产生的压力来平衡外载荷。,三、动压油膜形成机理,平行板相对运动流速直线分布油无内压力,不平行板相对运动流速变化油有内压力动压油膜,（1）相对运动两表面必须形成一个楔形间隙,（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）工作表面间必须润滑油或其它粘性流体。,结论,形成动力润滑的必要条件,（4）F、v、 相匹配,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,四、液体动压润滑的基本方程,假设： 牛顿流体（ ）； 层流流动、不计重力、 大气压影响、油不可压缩； z方向不流动,前后向压力,上下面剪切应力,由x方向的力平衡条件，得,流体的压力变化与速度的变化梯度成正比,y=0 时，u=v ； y=h 时，u=0， 得积分常数c1、c2,对y积分,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：,连续性方程：,一维雷诺流体动力润滑方程,全部油膜压力之和即为油膜的承载能力,1 多油楔滑动轴承特点 轴瓦内孔制成特殊形状，工作中能产生多个油楔，形成 多个动压油膜，提高轴承的工作稳定性和旋转精度 12 类型及特点 椭圆轴承：顶部与底部均能形成动压油膜 固定式三角楔轴承：工作时可形成三个动压油膜 可倾式多油楔轴承：由三片轴瓦（or四片、五片）， 工作时可自行倾斜, 15-7 液体动压多油楔轴承简介,一静压轴承 特点：依靠一套给油膜装置，将高压油压人轴承的间隙中， 强制形成油膜，保证轴承在液体摩擦状态下工作。 优点：轴承无磨损，寿命长，精度高。制造精度可降低， 材料要求低。 缺点：需一套可靠的给油装置，配有节流器（关键部件） 主要用于低速，重载或精度高的装备中，如精密机床、 重型机器中。