第17章滑动轴承2

1、第第1717章章 滑动轴承滑动轴承基本要求：1.1.掌握以不完全液体润滑径向滑动轴承和液掌握以不完全液体润滑径向滑动轴承和液体动压润滑径向滑动轴承的计算。体动压润滑径向滑动轴承的计算。2.2.掌握滑动轴承的类型、结构、轴瓦材料等掌握滑动轴承的类型、结构、轴瓦材料等基本知识。基本知识。3.3.了解轴承参数，如宽径比、相对间隙、偏了解轴承参数，如宽径比、相对间隙、偏心率、最小油膜厚度等大小对轴承性能的心率、最小油膜厚度等大小对轴承性能的影响，掌握选取原则。影响，掌握选取原则。不完全液体润滑径向滑动轴承和液体不完全液体润滑径向滑动轴承和液体动压润滑径向滑动轴承的计算动压润滑径向滑动轴承的计算液体动力

2、润滑的基本方程式液体动力润滑的基本方程式 重点：重点：难点：难点：17.1 17.1 概述概述17.2 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 17.3 滑动轴承的材料滑动轴承的材料17.4 17.4 轴瓦结构轴瓦结构17.5 17.5 轴承润滑材料轴承润滑材料17.6 17.6 润滑方法润滑方法17.7 17.7 滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算17.8 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17.9 17.9 液体动力润滑径向轴承的计算液体动力润滑径向轴承的计算组成：组成：轴承座轴承座（常为铸铁）、（常为铸铁）、轴轴套套（开油孔，内表面开

3、（开油孔，内表面开油沟以送油）油沟以送油）优点：优点：结构简单。用于低结构简单。用于低速、载荷不大、间歇工作速、载荷不大、间歇工作的机器上的机器上缺点：缺点：磨损间隙无法调整，磨损间隙无法调整，轴颈只能从端部装入，轴颈只能从端部装入，对对中间轴颈的轴无法安装。中间轴颈的轴无法安装。图图17.1整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承17.2 17.2 径向滑动轴承的主要类型径向滑动轴承的主要类型 17.2.1 17.2.1 整体式整体式图图17.2 剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承17.2.2 17.2.2 剖分式剖分式剖分面剖分面17.2 17.2 径向滑动轴承的主要类型径向滑动轴承的主要类

4、型 轴承剖分面：轴承剖分面： （最好与载荷垂直）（最好与载荷垂直）多数是水平，也有多数是水平，也有倾斜的。常为阶梯倾斜的。常为阶梯形，以便定位与防形，以便定位与防止错动。止错动。主要参数之一：主要参数之一：宽径比（宽径比（B/d）：轴承宽度与直径之比。轴承宽度与直径之比。宽径比（宽径比（B/d）1.5，可以采用自动调心可以采用自动调心轴承。轴承。17.2.2 17.2.2 剖分式剖分式17.3 17.3 滑动轴承的材料滑动轴承的材料主要失效形式主要失效形式是轴瓦磨损、疲劳损坏及轴承是轴瓦磨损、疲劳损坏及轴承 衬脱落。衬脱落。17.4.2 17.4.2 油孔、油沟和油室油孔、油沟和油室油室：起贮

5、油、稳定供油的作用。油室：起贮油、稳定供油的作用。常见油沟的形状见图常见油沟的形状见图17.617.6(非承载轴瓦非承载轴瓦) 油孔：油孔：用来供油用来供油油沟油沟输送和分输送和分布润滑油；轴向布润滑油；轴向油沟较油沟较B B小。小。油沟不能开在油膜承载区内，否则会降油沟不能开在油膜承载区内，否则会降低油膜的承载能力。低油膜的承载能力。17.5 17.5 轴承润滑材料轴承润滑材料润滑的目的：润滑的目的：减小摩擦功耗、降低磨损率，同时还起冷减小摩擦功耗、降低磨损率，同时还起冷却、防尘、防锈以及吸振等作用。却、防尘、防锈以及吸振等作用。主要物理及化学性能指标：主要物理及化学性能指标： 17.5.1

6、 17.5.1 润滑油润滑油 选择轴承用油的粘度时，应考虑选择轴承用油的粘度时，应考虑轴承压轴承压力、滑动速度、摩擦表面状况、润滑方式力、滑动速度、摩擦表面状况、润滑方式等等条件。条件。对于动压润滑轴承，对于动压润滑轴承，粘度粘度是最重要的指是最重要的指标，也是选择用油的主要依据。标，也是选择用油的主要依据。17.5.2 17.5.2 润滑脂润滑脂 轴颈速度轴颈速度1 12m/s2m/s可采用脂润滑可采用脂润滑。承载力较大承载力较大，但物理和化学性质不如润滑油，但物理和化学性质不如润滑油稳定，稳定，摩擦功耗大摩擦功耗大，不宜在温度变化大或高不宜在温度变化大或高速下使用速下使用。工业上应用最广的

7、润滑脂是钙基润滑工业上应用最广的润滑脂是钙基润滑脂脂 。向轴承供应润滑油或润滑脂的方法。向轴承供应润滑油或润滑脂的方法。17.6 17.6 润滑方法润滑方法17.6.1 17.6.1 油润滑油润滑间歇供油：间歇供油：用油壶或油杯供油。用油壶或油杯供油。连续：连续：供油比较可靠，连续供油方法见图供油比较可靠，连续供油方法见图 润滑脂只能间歇供油。润滑杯（黄油杯）润滑脂只能间歇供油。润滑杯（黄油杯）是应用最广的脂润滑装置。也常用黄油枪向轴是应用最广的脂润滑装置。也常用黄油枪向轴承补充润滑脂。承补充润滑脂。17.6.2 17.6.2 脂润滑脂润滑17.7 17.7 滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件

8、性计算磨粒磨损、粘着磨损、刮伤、轴承衬剥落、磨粒磨损、粘着磨损、刮伤、轴承衬剥落、腐蚀。腐蚀。 对于工作要求不高、对于工作要求不高、v v较低，载荷不大，难以较低，载荷不大，难以维护等条件下工作的轴承，往往设计成非流体摩维护等条件下工作的轴承，往往设计成非流体摩擦滑动轴承（混合润滑轴承）。擦滑动轴承（混合润滑轴承）。主要失效形式：主要失效形式： 防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜。瓦间形成一层边界油膜。 混合润滑轴承的设计计算，主要是在轴承混合润滑轴承的设计计算，主要是在轴承直径直径d d和宽度和宽度B B确定以后，进行工作能力的计算：确定

9、以后，进行工作能力的计算： 验算验算p p、pvpv、v v是否超过许用值。是否超过许用值。17.7 17.7 滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算17.7.1 17.7.1 径向轴承径向轴承 设计时，一般已知设计时，一般已知d d，n n（r/minr/min）和轴承）和轴承载荷载荷F F。按如下步骤：。按如下步骤： 1 1、根据工作条件、使用要求，、根据工作条件、使用要求，确定轴承确定轴承结构形式结构形式，并按表，并按表17.117.1、17.217.2选轴承材料选轴承材料；2 2、选选B/dB/d，求出，求出B B；3 3、验算工作能力验算工作能力。pdBFp1) 1) 限制轴承平均

10、压强限制轴承平均压强p p为防止过度磨损为防止过度磨损 2 2）限制轴承）限制轴承pvpv（速度较高的轴，目的（速度较高的轴，目的是限制轴承的温升）是限制轴承的温升）20000pvBFnpvMPa3) 3) 限制滑动速度限制滑动速度v v（速度高时）（速度高时）100060vdnv17.7.1 17.7.1 径向轴承径向轴承 当与径向轴承联合使用时，可承受复合载荷。当与径向轴承联合使用时，可承受复合载荷。a)a)实心端实心端面轴颈；面轴颈；b)b)空心端面轴颈空心端面轴颈;c);c)环状轴颈；环状轴颈；d)d)多环轴颈。多环轴颈。混合摩擦润滑推力轴承，应验算混合摩擦润滑推力轴承，应验算p p、

11、pvpv)(4202pzddFp（17.5）)(300000pvzddFnpv （17.6）17.7.2 17.7.2 推力轴承推力轴承 多环轴颈，各环受力不均匀，多环轴颈，各环受力不均匀，p p、pvpv应降低应降低5050 . . 液体动力润滑液体动力润滑轴承在起动、停车时处于轴承在起动、停车时处于混合摩擦状态，所以设计时混合摩擦状态，所以设计时也需进行上述也需进行上述计算。计算。17.7.2 17.7.2 推力轴承推力轴承 1) 1) 在滑动表面间用足以平衡外载的压力输在滑动表面间用足以平衡外载的压力输入润滑油，人为使两表面分离。用这种方法来入润滑油，人为使两表面分离。用这种方法来实现液

12、体摩擦的轴承称为实现液体摩擦的轴承称为液体静压轴承液体静压轴承；2)2)利用轴颈本身回转时的泵油作用，把油带利用轴颈本身回转时的泵油作用，把油带入摩擦面间，建立压力油膜而把摩擦面分开，入摩擦面间，建立压力油膜而把摩擦面分开，用此方法实现液体摩擦的轴承称为用此方法实现液体摩擦的轴承称为液体动压轴液体动压轴承承。17.8 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获得液体摩擦的有两种方法：获得液体摩擦的有两种方法：306hhhvxp（17.717.7）17.8.1 17.8.1 雷诺润滑方程式雷诺润滑方程式一维雷诺动力润滑方程式一维雷诺动力润滑方程式（1 1） 润滑油要有一定粘度，

13、润滑油要有一定粘度，越大，承载越大，承载力越大；力越大；（2 2）要有相当的相对滑动速度）要有相当的相对滑动速度v v，一定范围，一定范围内，油膜承载力与内，油膜承载力与v v成正比关系；成正比关系；（3 3）足够充分的供油量；）足够充分的供油量；（4 4）相对滑动表面间必须形成）相对滑动表面间必须形成收敛形间隙收敛形间隙（称油楔），即移动件带着油从大口进入，（称油楔），即移动件带着油从大口进入， 从小口流出。从小口流出。17.8.2 17.8.2 油楔承载机理油楔承载机理油膜承载力的建立必须满足的条件：油膜承载力的建立必须满足的条件： P P沿沿x x方向呈抛物线分布。方向呈抛物线分布。油膜

14、必须呈收敛楔形油膜必须呈收敛楔形，才能使各处油压，才能使各处油压p ppp（人口或出口），（人口或出口），产生正压力以支撑外载。产生正压力以支撑外载。常数，oinpppxphh, 00)(oinppp ，b) b) 两滑动表面平行，处处油膜厚度相等两滑动表面平行，处处油膜厚度相等c) c) 两滑动表面呈扩散楔形两滑动表面呈扩散楔形故故不能不能产生高于外面压力的油压以产生高于外面压力的油压以承受外载承受外载。故不仅不能产生正压力以支承外载，还会故不仅不能产生正压力以支承外载，还会产生使两表面相吸的力产生使两表面相吸的力。17.8.2 17.8.2 油楔承载机理油楔承载机理1)1)起动阶段：起动阶

15、段：n=0n=0，干摩；，干摩；17.9 17.9 液体动力润滑径向轴承的计算液体动力润滑径向轴承的计算17.9.1 17.9.1 动力润滑状态的建立动力润滑状态的建立2)2)不稳定不稳定润滑阶段润滑阶段 3)3)液体动力润滑阶段液体动力润滑阶段 rR r/17.9.2 17.9.2 几何关系及层流条件校核几何关系及层流条件校核1、几何关系、几何关系偏心率偏心率rReeRrOOehFNOMOhmin半径间隙半径间隙相对间隙相对间隙 最小油膜厚度最小油膜厚度: :)1 ()1 (minrerRh任意任意处的油膜厚度处的油膜厚度h h)cos1 (coserRhBdFS20索氏数索氏数S S0 0

16、20/BdSF 成反比），与，正比于（2OS,dBF不计端泄时，有限宽轴承不计端泄时，有限宽轴承17.9.3 17.9.3 承载能力和索氏数承载能力和索氏数tBdtqCFvbvp17.9.6 17.9.6 热平衡计算热平衡计算非压力供油的径向轴承非压力供油的径向轴承vqBdcptbvp2tttm211CtCtm4530,751常取润滑油的平均油温润滑油的平均油温 （4 4）相对滑动表面间自动形成收敛形间隙；）相对滑动表面间自动形成收敛形间隙；17.9.7 17.9.7 保证液体动力润滑的条件保证液体动力润滑的条件（1 1） 润滑油要有一定粘度润滑油要有一定粘度（2 2）两表面要有相当的相对滑动

17、速度）两表面要有相当的相对滑动速度v v；（3 3）足够充分的供油量；）足够充分的供油量；（5 5）保证最小油膜厚度处的表面不平度）保证最小油膜厚度处的表面不平度 高峰不直接接触。高峰不直接接触。621min10)(2/)1 (zzRRSdh一般一般 取取S S2 2m 轴承直径轴承直径d d和轴颈直径的名义尺寸相同，和轴颈直径的名义尺寸相同，d d由轴结构设计而定。由轴结构设计而定。17.9.8 17.9.8 参数选择参数选择参数：参数：d d，B/dB/d，p p等等常用范围：常用范围：B/dB/d0.51.50.51.5。宽径比小，宽径比小，d d一定时，一定时，B B小，占用空间小；小，占用空间小；对高速轻载轴承，由于对高速轻载轴承，由于P P大，可提高运转平大，可提高运转平稳性。但稳