第13章__滑动轴承设计

1、第第9 9章章 滑动轴承设计滑动轴承设计9.1 概概 述述9.2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式9.3 轴瓦的材料和结构轴瓦的材料和结构9.4 非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计9.5 液体摩擦动压向心滑动轴承的设计液体摩擦动压向心滑动轴承的设计本本 章章 目目 录录1、了解滑动轴承的类型、特点和应用场合。、了解滑动轴承的类型、特点和应用场合。2、掌握整体式和剖分式滑动轴承的结构特点，了解、掌握整体式和剖分式滑动轴承的结构特点，了解自动调心轴承的结构特点。自动调心轴承的结构特点。3、了解滑动轴承对轴瓦材料的基本要求，掌握轴承、了解滑动轴承对轴瓦材料的基本要求，掌握轴承合金和

2、轴承青铜的特点和性能。合金和轴承青铜的特点和性能。4、设计轴瓦结构时应注意的问题。、设计轴瓦结构时应注意的问题。5、滑动轴承润滑的主要目的，要求掌握润滑油的选、滑动轴承润滑的主要目的，要求掌握润滑油的选择原则。择原则。6、了解各种润滑方法及其特点，掌握润滑方法的选、了解各种润滑方法及其特点，掌握润滑方法的选择计算。择计算。7、掌握非液体摩擦滑动轴承的设计计算。、掌握非液体摩擦滑动轴承的设计计算。8、掌握液体动压润滑的基本概念及其基本方程。、掌握液体动压润滑的基本概念及其基本方程。9、掌握液体摩擦动压径向滑动轴承的设计。、掌握液体摩擦动压径向滑动轴承的设计。基本要求基本要求1、滑动轴承的结构、类

3、型、特点及轴瓦的材料和选用、滑动轴承的结构、类型、特点及轴瓦的材料和选用原则。原则。主要内容主要内容2、非液体摩擦和液体摩擦径向滑动轴承的设计准则和、非液体摩擦和液体摩擦径向滑动轴承的设计准则和设计方法。设计方法。3、液体摩擦动压润滑单油楔径向滑动轴承的参数对轴、液体摩擦动压润滑单油楔径向滑动轴承的参数对轴承承载能力的影响。承承载能力的影响。1、轴瓦材料及其应用。、轴瓦材料及其应用。2、轴承的设计准则及设计方法。、轴承的设计准则及设计方法。3、液体动压润滑的基本方程式。、液体动压润滑的基本方程式。4、液体摩擦动压径向滑动轴承的设计及主要参数选择。、液体摩擦动压径向滑动轴承的设计及主要参数选择。

4、重点、难点重点、难点 轴承的作用是轴承的作用是支承轴支承轴。轴在工作时可以是旋转的，。轴在工作时可以是旋转的，也可以是静止的。也可以是静止的。1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。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。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。具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。一、轴承应满足如下基本要求：一、轴承应满足如下基本要求：9.1 概概 述述分分类类滚动轴承滚动轴承滑动轴承滑动轴承优点多，应用广优点多，应用广用于高速、高精度、重载、用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场

5、合。结构上要求剖分等场合。按摩擦按摩擦性质分性质分按受载按受载方向分方向分按润滑按润滑状态分状态分向心推力向心推力(径向止推径向止推)轴承轴承向心向心(径向径向)轴承轴承 推力推力(止推止推)轴承轴承非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承动压润滑动压润滑静压润滑静压润滑二、轴承的分类二、轴承的分类在动压轴承中，滑动表面间的摩擦状态：在动压轴承中，滑动表面间的摩擦状态：1、干摩擦、干摩擦 摩擦表面间无润滑介质摩擦表面间无润滑介质 摩擦系数在摩擦系数在10-1量级量级干磨擦干磨擦边界磨擦边界磨擦2、边界摩擦、边界摩擦 表面间形成较薄边界油膜（吸表面间形成较薄边界油膜（

6、吸附、反应），有局部表面直接接触附、反应），有局部表面直接接触 摩擦系数在摩擦系数在10-2量级量级 润滑效果取决于油的油性和极润滑效果取决于油的油性和极压性压性(粘度起次要作用粘度起次要作用)液体磨擦液体磨擦混合磨擦混合磨擦3、液体摩擦、液体摩擦4、混合摩擦、混合摩擦摩擦表面间有足够的润滑油摩擦表面间有足够的润滑油摩擦系数很小摩擦系数很小10-3量级，量级，摩擦阻力为油膜剪切阻力摩擦阻力为油膜剪切阻力润滑效果取决于油的粘度润滑效果取决于油的粘度表面间边界摩擦、液体摩擦状态共存表面间边界摩擦、液体摩擦状态共存摩擦系数在摩擦系数在10-210-3量级量级润滑效果取决于油的粘度和极压性润滑效果取决

7、于油的粘度和极压性边界摩擦、混合摩擦通称为非液体摩擦状态。边界摩擦、混合摩擦通称为非液体摩擦状态。四、滑动轴承的设计内容四、滑动轴承的设计内容 轴承工作能力及热平衡计算。轴承工作能力及热平衡计算。轴承的型式和结构选择；轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；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；轴承的结构参数设计，润滑剂及其供应量的确定；三、滑动轴承的特点三、滑动轴承的特点1承载能力大，耐冲击；承载能力大，耐冲击；2工作平稳，噪音低；工作平稳，噪音低；3结构简单，径向尺寸小。结构简单，径向尺寸小。9.2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式向心滑动轴承向心滑动轴

8、承承受径向载荷承受径向载荷推力滑动轴承推力滑动轴承承受轴向载荷承受轴向载荷向心滑动轴承向心滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承 常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。有关手册中合理选用。滑动轴承按承载方式：滑动轴承按承载方式：一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴承组成：组成：轴承座、轴套或轴瓦等。轴承座、轴套或轴瓦等。1) 结构简单，成本低廉。结构简单，成本低廉。应用：应用： 低速、轻载或间歇性工作的机器中。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。因磨损而造成的间隙无法调整。3) 只能从沿轴向装入或拆。只能从沿

9、轴向装入或拆。1. 整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承 特点：特点：轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔油杯孔油杯孔轴套轴套轴承座轴承座2剖分式（对开式）径向滑动轴承剖分式（对开式）径向滑动轴承对开式轴承(整体轴套)螺栓轴承盖轴承座油杯座孔螺母套管上轴瓦下轴瓦对开式轴承(剖分轴套)一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴承将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。轴承盖与轴承座剖轴承盖与轴承座剖分面做成分面做成阶梯形阶梯形对中和防止横向错动。对中和防止横向错动。特点：特点：便于轴的安装，间隙可调整，但结构复杂。便于轴的安装，间隙可调整，但结构复杂。注：注：剖分面的垂线

10、与径向力的夹角不得大于剖分面的垂线与径向力的夹角不得大于35，否则，采用否则，采用45倾斜剖分式倾斜剖分式 。 通过增减剖分面上的调整垫片的厚度来调整轴承间隙。通过增减剖分面上的调整垫片的厚度来调整轴承间隙。应用比较广泛。应用比较广泛。 轴瓦直接支承轴颈轴瓦直接支承轴颈, 因而轴承盖应适度压紧因而轴承盖应适度压紧轴瓦轴瓦,以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶端制有螺纹孔端制有螺纹孔,以便安装油杯或油管。以便安装油杯或油管。3调心式径向滑动轴承（自位轴承）调心式径向滑动轴承（自位轴承）特点：轴瓦能自动调整位置，以适特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。应轴

11、的偏斜。一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴承 轴瓦与轴承之间不是柱面配合，而是球面配合，轴瓦与轴承之间不是柱面配合，而是球面配合，轴瓦可随着轴的弯曲而转动，适应轴径的偏斜，从而轴瓦可随着轴的弯曲而转动，适应轴径的偏斜，从而避免轴瓦发生急剧磨损。避免轴瓦发生急剧磨损。 通常的滑动轴承要限制轴径的通常的滑动轴承要限制轴径的长度，长度，用宽径比来表示用宽径比来表示L/d，一般，一般L/d=0.5-1.5。当。当L/d1.5时，常用时，常用调心式滑动轴承。调心式滑动轴承。4调隙式径向滑动轴承调隙式径向滑动轴承特点：便于调整间隙，但结构复杂。特点：便于调整间隙，但结构复杂。一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴

12、承 转动轴套两端的圆螺母使轴套作轴向移动，可以转动轴套两端的圆螺母使轴套作轴向移动，可以容易地调整轴承间隙的大小，保证运行和支承精确性容易地调整轴承间隙的大小，保证运行和支承精确性，一般用于机床。，一般用于机床。二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承 轴上的轴上的轴向力轴向力应采用应采用止推轴承止推轴承来承受。止推面来承受。止推面可以利用轴的端面，或在轴的中段做出凸肩或装上可以利用轴的端面，或在轴的中段做出凸肩或装上止推圆盘。止推圆盘。套筒套筒轴承座轴承座径向轴瓦径向轴瓦止推轴瓦止推轴瓦防转销防转销空心式空心式-轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比 实心式要好

13、。实心式要好。单环式单环式-利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑 方便，广泛用于低速、轻载的场合。方便，广泛用于低速、轻载的场合。多环式多环式-不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受 双向轴向载荷。双向轴向载荷。实心式实心式-工作时轴心与边缘磨损不均匀工作时轴心与边缘磨损不均匀, 以致轴心部分以致轴心部分 压强极高压强极高, 所以很少采用所以很少采用。9.3 轴瓦的材料和结构轴瓦的材料和结构 滑动轴承材料指的是滑动轴承材料指的是轴瓦材料。轴瓦材料。 滑动轴承的失效形式主要是轴瓦的胶合、磨损和疲劳滑动轴承的失效形式主要

14、是轴瓦的胶合、磨损和疲劳破坏等。破坏等。一、对轴瓦材料的要求一、对轴瓦材料的要求（1）有足够的疲劳强度，保证足够的疲劳寿命；）有足够的疲劳强度，保证足够的疲劳寿命；（2）有足够的抗压强度，防止产生塑性变形；）有足够的抗压强度，防止产生塑性变形；（3）有良好的减摩性和耐磨性，提高效率、减小磨损；）有良好的减摩性和耐磨性，提高效率、减小磨损；（4）具有较好的抗胶合性，防止粘着磨损；）具有较好的抗胶合性，防止粘着磨损；（5）对润滑油要有较好的吸附能力，易形成边界膜；）对润滑油要有较好的吸附能力，易形成边界膜；（6）有较好的适应性和嵌藏性，容纳固体颗粒、避免划伤；）有较好的适应性和嵌藏性，容纳固体颗粒

15、、避免划伤；（7）良好的导热性，散热好、防止烧瓦；）良好的导热性，散热好、防止烧瓦；（8）经济性、加工工艺性好。）经济性、加工工艺性好。 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。合在一起，性能上取长补短。轴承衬轴承衬滑滑动动轴轴承承材材料料 金属材料金属材料 非金属材料非金属材料 轴承合金轴承合金铜合金铜合金铝基轴承合金铝基轴承合金铸铁铸铁多孔质金属材料多孔质金属材料 工程塑料工程塑料碳碳石墨石墨橡胶橡胶木材木材二、二、 常用轴承材料常用轴承材料1) 轴承合金（白合金、巴氏合金）轴承合金（白合金、巴氏合金）是锡、铅、锑、

16、铜等金属的合金，是锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体。锡或铅为基体。 优点：优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐小，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、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。重载的轴承。缺点：价格贵、机械强度较差；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。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：工作温度：t350 才开始氧化，才开始氧化， 可在水中工作。可在水中工作。-摩擦系数低，使用温度范围广摩擦系数低，使用温度范围广 (-60300

17、)，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。-摩擦系数低，只有石墨的一半。摩擦系数低，只有石墨的一半。u 适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高适用场合：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。温、低速重载、有环境清洁要求。u 使用方式：使用方式：1.调和在润滑油中；调和在润滑油中；2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；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。混入金属或塑料粉末中烧结成型。五、滑动轴承的润滑方式及其选择五、滑动轴承的润滑方式及其选择 是指将润滑剂送入轴承的方法，主要有：是指将润滑剂送入轴承的方法，主要有：1）压力润滑；）压力润滑

18、；2）滴油润滑；）滴油润滑；3）油浴飞溅润滑；）油浴飞溅润滑；7）旋盖式注油油杯（用于脂润滑）；）旋盖式注油油杯（用于脂润滑）；4）油环润滑；）油环润滑；6）油绳润滑；）油绳润滑；8）压注油杯润滑等。）压注油杯润滑等。5）油垫润滑；）油垫润滑；连续润滑连续润滑间歇润滑。间歇润滑。供油方式：供油方式：1）连续供油）连续供油2）间歇式供油）间歇式供油 可根据系数可根据系数 K 选择润滑方法。选择润滑方法。2Kp（ p = F / Bd轴承的压强（MPa）轴颈的圆周速度（轴颈的圆周速度（m/s）BdK2， 脂润滑或手工润滑；脂润滑或手工润滑；K216， 滴油润滑；滴油润滑；K1632，油环或飞溅润滑

19、（需用水冷却）；，油环或飞溅润滑（需用水冷却）；K32， 压力循环润滑。压力循环润滑。9.4 非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计一、失效形式与设计准则一、失效形式与设计准则 工作状态：工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴因采用润滑脂、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，承的不到足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为工作状态为边界摩擦或混合摩擦润滑边界摩擦或混合摩擦润滑。失效形式：失效形式：胶合和磨损。胶合和磨损。设计准则：设计准则：保证边界膜不破裂。保证边界膜不破裂。校核内容：校核内容：验算摩擦发热验算摩擦发热pvpv；验算

20、滑动速度验算滑动速度vv。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，局部的荷变化等的因素，局部的p或或pv可能不足，故应校核滑动速度可能不足，故应校核滑动速度v 。 fpv是摩擦力，限制是摩擦力，限制pv 即间接即间接限制摩擦发热。限制摩擦发热。1验算平均压力验算平均压力 p p，以保证强度要求；，以保证强度要求；二、向心二、向心(径向径向)滑动轴承的设计计算滑动轴承的设计计算已知条件：已知条件：外加径向载荷外加径向载荷F (N)、轴颈转速、轴颈转速n(r/mm)及及 轴颈直径轴颈直径d (mm) 。1.

21、 验算压强验算压强 p 压强压强 p过大可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜过大可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜,应保证压强不超过允许值应保证压强不超过允许值p,即即 FppBdBdF3. 验算滑动速度验算滑动速度V vdnv100060 v材料的许用滑动速度，材料的许用滑动速度，见表见表9-1.4选择配合选择配合一般可选一般可选: H9/d9或或H8/f7、H7/f6。 2. 验算验算pv 值值 值大表明摩擦功大值大表明摩擦功大,温升大温升大,边界膜易破坏边界膜易破坏,其限其限制条件为制条件为:60 100019100FdnFnpvpvBdBn 非液体摩擦向心滑动轴承的设计步骤：非液体摩擦向心滑

22、动轴承的设计步骤：1）根据工作和使用条件，确定轴承的结构形式；）根据工作和使用条件，确定轴承的结构形式；2）选择轴瓦材料；）选择轴瓦材料；3）初步确定轴承的工作长度）初步确定轴承的工作长度B，B/d=0.51.5；4）校核轴承的工作能力，包括平均压强）校核轴承的工作能力，包括平均压强p、pv值、值、滑动速度滑动速度v；5）选择轴承的配合；）选择轴承的配合； 旋转精度高的轴承，选较高旋转精度高的轴承，选较高精度、较紧配合，旋转精度低的轴承，选较低精度、精度、较紧配合，旋转精度低的轴承，选较低精度、较松配合。较松配合。6）选择润滑方式和润滑剂。）选择润滑方式和润滑剂。三、推力滑动轴承的设计计算三、

23、推力滑动轴承的设计计算已知条件：外加径向载荷已知条件：外加径向载荷F (N)、轴颈转速、轴颈转速n(r/mm) 。Fad1d22221()4FppddZ1限制平均压强限制平均压强 p2. 验算验算pvm值值 222160 1000()4mmmd nFppddZ式中：式中：vm止推环平均直径止推环平均直径 ( ）处的圆周速度。）处的圆周速度。212mdddn 非液体摩擦推力滑动轴承的设计步骤：非液体摩擦推力滑动轴承的设计步骤：1）根据工作和使用条件，确定轴承的结构形式；）根据工作和使用条件，确定轴承的结构形式；2）选择轴瓦材料；）选择轴瓦材料；3）确定推力轴承的基本尺寸；）确定推力轴承的基本尺寸

24、；4）校核轴承的工作能力，包括平均压强）校核轴承的工作能力，包括平均压强p、pvm值；值；9.5 液体摩擦动压向心滑动轴承的设计液体摩擦动压向心滑动轴承的设计液体摩擦液体摩擦轴承分为轴承分为:流体动压轴承流体动压轴承流体静压轴承流体静压轴承径向轴承径向轴承推力轴承推力轴承轴颈和轴承两轴颈和轴承两相对运动表面相对运动表面间完全被一层间完全被一层油膜所分开。油膜所分开。 液体静压轴承工作原理：依靠液压系统供给压力液体静压轴承工作原理：依靠液压系统供给压力油，压力油在轴承腔内强制形成压力油膜，以隔油，压力油在轴承腔内强制形成压力油膜，以隔开摩擦表面。开摩擦表面。一、流体动压润滑形成原理一、流体动压润

25、滑形成原理 如图如图9-18a所示，两平行板间充满润滑油，板所示，两平行板间充满润滑油，板B静静止不动，板止不动，板A以速度以速度v向左运动。当板上无载荷时两向左运动。当板上无载荷时两平行板之间液体各流层的速度呈三角形分布，板平行板之间液体各流层的速度呈三角形分布，板A、B之间带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量之间带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变，亦即板保持不变，亦即板A不会下沉。但若板不会下沉。但若板A上承受载荷上承受载荷F时，油向两侧挤出时，油向两侧挤出(图图9-18b)，于是板，于是板A逐渐下沉，逐渐下沉，直到与板直到与板B接触。这就说明两平行板之间是不可能形接触。

26、这就说明两平行板之间是不可能形成压力油膜的。成压力油膜的。 如果板如果板A与板与板B不平行，板间的间隙沿运动方向由不平行，板间的间隙沿运动方向由大到小呈收敛的楔形，并且板大到小呈收敛的楔形，并且板A上承受载荷上承受载荷F，如图，如图9-18c所示。所示。图图9-18 当板当板A运动时，两端的速度若按照虚线所示的三角运动时，两端的速度若按照虚线所示的三角形分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是形分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在间隙内不可压缩的，必将在间隙内“拥挤拥挤”而形成压力，迫而形成压力，迫使进口端的速度曲线向内凹，出口端的速度曲线向外使进口端的速度曲线向

27、内凹，出口端的速度曲线向外凸，不会再是三角形分布。凸，不会再是三角形分布。 进口端间隙进口端间隙h1大而速度曲线内凹，出口端大而速度曲线内凹，出口端h2小而小而速度曲线外凸，于是有可能使带进油量等于带出速度曲线外凸，于是有可能使带进油量等于带出油量。同时，油量。同时，间隙内形成的液体压力将与外载荷间隙内形成的液体压力将与外载荷F平衡平衡。这就说明在间隙内形成了压力油膜。这种。这就说明在间隙内形成了压力油膜。这种借助相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜称借助相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜。图为动压油膜。图c还表明从截面还表明从截面a-a到到c-c之间，各之间，各截面的速度图是各

28、不相同的，但必有一截面截面的速度图是各不相同的，但必有一截面b-b，油的速度呈三角形分布。油的速度呈三角形分布。二、液体动压润滑的基本方程二、液体动压润滑的基本方程-雷诺方程雷诺方程2. 基本假设基本假设:(1) 两板间流体作层流运动；两板间流体作层流运动；(2) 两板间流体是牛顿流体，两板间流体是牛顿流体，其粘度只随温度的变化而改其粘度只随温度的变化而改变变,忽略压力对粘度的影响，忽略压力对粘度的影响，而且流体是不可压缩的；而且流体是不可压缩的；1. 模型建立：模型建立：相互倾斜相互倾斜AB板，板， B 静止、静止、 A板速度为板速度为v(3) 与两板与两板M、N相接触的流体层与板间无滑动出

29、现；相接触的流体层与板间无滑动出现；（4）流体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去；）流体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去；（5）由于间隙很小，压力）由于间隙很小，压力p沿沿y方向大小不变；方向大小不变；（6）平板沿）平板沿Z方向无限长，所以流体沿方向无限长，所以流体沿Z方向无流动。方向无流动。在油膜中取出一微单元体它承受油压在油膜中取出一微单元体它承受油压p和内摩擦切和内摩擦切应力应力。根据平衡条件，。根据平衡条件， ,得：得：3. 液体动力润滑的基本方程液体动力润滑的基本方程雷诺方程雷诺方程0 dxdzdyydydzdxxppdxdzpdydz0 Xddddpxy整理后，得整理后，

30、得 :vy 由牛顿粘由牛顿粘性定律知：性定律知：压力沿方向与速度沿压力沿方向与速度沿y方向变化关系方向变化关系22pvxy036hhpxh 此式称为一维流体动压基本方此式称为一维流体动压基本方程，也叫程，也叫一维雷诺方程一维雷诺方程。22pvxy变形并积分变形并积分将将得得它描述了两平板间油膜压力它描述了两平板间油膜压力p的变化与润滑油的动力的变化与润滑油的动力粘度粘度、相对滑动速度、相对滑动速度v及油膜厚度及油膜厚度h之间的关系。之间的关系。Fvxyabcoho油压油压p分分布曲线布曲线分析分析 000000,0,0,0pxxhhxpxxhhxpxxhhx，油压渐大，油压极值，油压渐小 两摩

31、擦表面间必须有楔形间隙两摩擦表面间必须有楔形间隙; 两摩擦表面间必须有相对速度，且相对速度方向两摩擦表面间必须有相对速度，且相对速度方向 使润滑油使润滑油从大截面进从小截面出从大截面进从小截面出; 润滑油有一定的粘度，且供油充分。润滑油有一定的粘度，且供油充分。形成流体动压润滑必要条件：形成流体动压润滑必要条件：三、液体摩擦动压向心滑动轴承的工作过程三、液体摩擦动压向心滑动轴承的工作过程a、n=0时，轴颈处于最低位置，轴与瓦间形成楔形间隙；时，轴颈处于最低位置，轴与瓦间形成楔形间隙；b、n0时，轴径旋转将油带入间隙时，轴径旋转将油带入间隙 当当n很小时：带入油量少，轴颈沿孔壁向上爬行；很小时：

32、带入油量少，轴颈沿孔壁向上爬行； 当当n增大时：带油量增加，楔形油膜产生动压力把轴径托起增大时：带油量增加，楔形油膜产生动压力把轴径托起c、n=nw时：轴颈稳定在一个偏心位置上，油膜压力与外时：轴颈稳定在一个偏心位置上，油膜压力与外载荷平衡。载荷平衡。d、轴心的位置是外载荷、转速、润滑油粘度的函数。、轴心的位置是外载荷、转速、润滑油粘度的函数。 n=0n=0n0n0n=nn=nw w保证动压轴承完全在液体摩擦状态下工作，轴承工作保证动压轴承完全在液体摩擦状态下工作，轴承工作时的时的最小油膜厚度最小油膜厚度hmin必须大于油膜允许值必须大于油膜允许值。同时，。同时，考虑到轴承工作时，不可避免存在

33、摩擦，引起轴承升考虑到轴承工作时，不可避免存在摩擦，引起轴承升温，因此，还必须控制温，因此，还必须控制轴承的温升不超过允许值轴承的温升不超过允许值。另。另外，动压轴承在起动和停车时，处于为非液体摩擦状外，动压轴承在起动和停车时，处于为非液体摩擦状态，受到平均压强态，受到平均压强p、滑动速度、滑动速度v及及pv的约束。的约束。这些约束条件分别为：这些约束条件分别为：pppvmpvmvvhminhmintt102/d/ r 相对间隙eOOmm偏心距，/e相对偏心距（偏心率）液体动压向心滑动轴承的几何参数如下：液体动压向心滑动轴承的几何参数如下：D、d分别为轴承孔和轴分别为轴承孔和轴径的直径，径的直

34、径，mm；=D-d直径间隙，直径间隙，mm；=R-r半径间隙，半径间隙，mm；l轴承长度，轴承长度，mm;l/d轴承长径比轴承长径比;h沿圆周方向任意位置的沿圆周方向任意位置的间隙间隙(油膜厚度油膜厚度) mm；OO1A，余弦定律：，余弦定律：102cos1cos(1cos )herh0相应于最大压力处的油膜相应于最大压力处的油膜厚度，厚度，mm；001cosh0相应于最大压力处的极角。相应于最大压力处的极角。hmin最小油膜厚度，最小油膜厚度，mm；相应极角相应极角=。min1(1)herhmin越小，偏心率越小，偏心率 越大，越大，轴承的承载能力越大。轴承的承载能力越大。 min1(1)h

35、er1. 最小油膜厚度最小油膜厚度hmin但为保证轴承能处于液体摩擦状态，应满足但为保证轴承能处于液体摩擦状态，应满足hminhmin2. 承载量系数承载量系数Cp一维雷诺方程的极坐标形式：一维雷诺方程的极坐标形式：0 v h hdxrdr将、带入雷诺方程：036hhpxh 032coscos16 v1cosdpdrhmin越小，偏心率越小，偏心率 越大，轴承的承载能力越大。越大，轴承的承载能力越大。 2p2 vlFCCp为承载量系数，无量纲系数，为承载量系数，无量纲系数，计算很困难，工程上可查表确定。计算很困难，工程上可查表确定。2lpdFC 在外载荷在外载荷 F 作用下，径向滑动轴承形成稳

36、定的动作用下，径向滑动轴承形成稳定的动压油膜后，油压沿轴向近似抛物线分布。压油膜后，油压沿轴向近似抛物线分布。 根据雷诺方程，利用三重积分可以计算整个动根据雷诺方程，利用三重积分可以计算整个动压油膜在外载荷压油膜在外载荷 F 方向上产生的合力。方向上产生的合力。动压润滑轴承的设计应保证：动压润滑轴承的设计应保证：hminh=S(Rz1+Rz2)其中：其中： h=S(Rz1+Rz2)S 安全系数，常取安全系数，常取S2。一般轴承可取为一般轴承可取为3.2m和和6.3m，1.6 m和和3.2m。重要轴承可取为重要轴承可取为0.8m和和1.6m，或，或0.2m和和0.4m。Rz1、Rz2 分别为轴颈

37、和轴承孔表面粗糙度十点高度。分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。3. 热平衡计算热平衡计算为了控制润滑油的温升，需进行热平衡计算。为了控制润滑油的温升，需进行热平衡计算。热平衡条件为：热平衡条件为： 摩擦生热量摩擦生热量H润滑油带走的热量润滑油带走的热量H1轴承散发的热量轴承散发的热量H2sclFQt dt 式中：式中：摩擦因数；摩擦因数；c润滑油的比定压热容，一般为润滑油的比定压热容，一般为16802100 J/(kg.K)Q润滑油的耗油量（润滑油的耗油量（m3/s）。）。t出油平均温度出油平均温度 t2 与进油温度与进油温度 t1 之差（之差（）；）；润滑油的密度，一般为润滑油的密度，一

38、般为850900 （kgm3）。）。s轴承的表面传热系数。轴承的表面传热系数。v lvvfssQfpCpQccCdt=fCf式中：式中：轴承的摩擦特性系数轴承的摩擦特性系数由图由图9-21查得。查得。v lQQCd轴承的耗油量系数，由轴承的耗油量系数，由图图9-22查得。查得。Cf、CQ是无量纲参数，是相对偏心距是无量纲参数，是相对偏心距 和长径比和长径比l/d的函数的函数为了保证轴承能正常，其平均温度为了保证轴承能正常，其平均温度: tm 7080 设计时，应使进油温度设计时，应使进油温度: t1= =tm- -t/2 t/2 3540 当当t1 3540时，表明轴承的承载能力不足，可时，表明轴承的承载