滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴课件

1、12滑动轴承12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料12-5滑动轴承润滑剂的选用12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算12-2 滑动轴承的主要结构形式12-1 概述12-4 轴瓦结构12-8其他型式滑动轴承简介12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-1 概述滑动轴承因为面接触而承载能力大；接触面上的油膜具有减振，抗冲击和消除噪声的作用；处于液体摩擦状态下的滑动轴承，其摩擦系数很小、磨损很轻，寿命很长，而且可以达到很高的回转精度，其结构比滚动轴承简单，径向尺寸小，可以制造成剖分式而便于装配，造价低。迄今为止，滑动轴承还广泛应用在高速、高精度

2、、重负荷、强冲击、轴承结构要求剖分或径向尺寸要求小以及低速轻负荷或不重要的场合。 轴承是运动副的具体实现者、支撑并承受载荷，是一个部件。滑动轴承是以接触面相对滑动形式支撑并承受载荷的部件。滚动轴承是以接触面相对滚动形式支撑并承受载荷的部件。滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-2 滑动轴承的主要结构形式图12-1整体式径向滑动轴承1. 整体式径向滑动轴承轴瓦dO轴承座dO轴承座轴承盖轴瓦F2. 剖分式滑动轴承图12-2剖分式径向滑动轴承滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-2 滑动轴承的主要结构形式表12-1止推滑动轴承3. 止推滑动轴承dFad2d1F

3、ad2d1Fa滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料滑动轴承的主要失效形式是工作表面的磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳脱落与腐蚀。 1. 滑动轴承的失效形式2. 滑动轴承的常用材料轴瓦的材料应具有足够的抗压强度和疲劳强度，良好的减摩性、耐磨性、抗胶合性、跑合性和嵌入性，良好的导热性和润滑性以及耐腐蚀性，良好的制造工艺性。常用的轴瓦材料有金属材料(如轴承合金、铜合金、铝合金和减摩铸铁等)、粉末冶金材料(如含油轴承)和非金属材料(如塑料、橡胶、硬木和石墨等)三大类，如表12-2所示。滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-3 滑动轴承

4、的失效形式及常用材料材料牌号p(N/mm2)V(m/s)pVHBS应用举例(N/mm2m/s)金属模砂模耐磨铸铁耐磨铸铁1(HT)0.05920.20.21.8180229 铬镍合金灰口铁。用于与经热处理(淬火或正火)的轴相配合的轴承耐磨铸铁1(QT)051251.02.512210260球墨铸铁，用于与经热处理的轴相配合的轴承167197球墨铸铁，用于与不经淬火的轴相配合的轴承铸造青铜ZCuSn10P1151015(20)9080磷锡青铜，用于重载，中速、高温及冲击条件下工作的轴承ZQSn6638310(12)6560锡锌铅青铜，用于中载、中速工作的轴承，起重机轴承及机床的一般主轴轴承ZCu

5、Al10Fe330812(60)110100铝铁青铜，用于受冲击载荷处，轴承温度可达300。轴颈需淬火表12-2 常用轴承材料的性能及用途 滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料ZCuPb3025(平稳)1230(90)25铅青铜，浇注在钢轴瓦上作轴衬，可受很大的冲击载荷，也适用于精密机床的主轴轴承15(冲击)8(60)ZZnAl10-52091610080用于750kW以下的减速恭，各种轧钢机辊轴承，工作温度低于80ZZnSnSb11-625(平稳)8020(100)27用作轴承衬，用于重载、高速、温度低于100的重要轴承，如汽轮机，大于7

6、50kW的电动机、内燃机，高转速的机床主轴的轴承等20(冲击)6015(10)ZChPbSb16-16-2151210(50)30用于不剧变的重载、高速的轴承，如车床、发电机、压缩机、轧钢机等的轴承，温度低于120ZChPbSb15-5201501520用于冲击载荷pv10 N/mm2m/s或稳定载荷pv20 N/mm2m/s下工作的轴承。如汽轮机、中等功率的电动机、拖拉机、空压机的轴承铁质陶瓷(含油轴承)210.125定期给油0.5；较少而足够的润滑1.8；润滑充足45085常用于载荷平稳、低速及加油不方便处，轴颈最好淬火，径向间隙为轴径的0.15%0.02%4.94.80.250.75尼龙

7、6尼龙66尼龙101050.09无润滑用于速度不高或散热条件好的地方1.6(滴油连续工作)2.5(滴油间歇工作)表12-2 常用轴承材料的性能及用途 滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴图12-312-11径向轴瓦的结构12-4 轴瓦结构轴瓦分为整体式轴瓦、分开式轴瓦 、带轴向沟槽轴瓦与带分布凹坑轴瓦。不同的结构是为了解决装配问题与有利于形成润滑油膜。BDBDBDDBBDBD滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴轴瓦结构整体式轴瓦与轴瓦在轴承座上的固定。12-4 轴瓦结构滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴轴瓦与轴承座的联接结构形式。12-4 轴瓦

8、结构轴瓦的结构油沟与油槽的形式。滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴容许相对位错、径向间隙调整的滑动轴承轴瓦结构。12-4 轴瓦结构滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴径向滑动轴承结构多油楔轴承的结构，具有调心作用。12-4 轴瓦结构滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴油沟与油槽的位置不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载能力。12-4 轴瓦结构滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-5滑动轴承润滑剂的选用1. 润滑脂及其选择 表12-3 滑动轴承润滑脂选择 轴承承载压力p/Nmm-26.5相对滑动速度V/ms-101

9、0.5500.50.5500.50100.5最高工作温度t/75557512011010060适用脂的牌号钙基脂2号钠基脂1号钙钠基脂2号锂基脂2号压延机脂3号2号3号滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-5滑动轴承润滑剂的选用2. 润滑油及其选择表12-4 滑动轴承润滑油选择 轴颈圆周速度V（m/s）p 7.5 30 N/mm2工作温度t = 2080运动粘度(mm2/s),40适用油牌号运动粘度(mm2/s),40适用油牌号运动粘度(mm2/s),100适用油牌号9.05227，10，15注：7150为全损耗系统用油或液压油LAN后面的数字；1 mm2/s1 cSt10

10、6 m2/s。 滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算非液体摩擦滑动轴承工作时，因其摩擦表面不能被润滑油完全隔开，只能形成边界膜，存在局部金属表面的直接接触。因此，其主要失效形式是工作表面的磨损和胶合 。设计准则是限制轴承的平均压强 p 和限制轴承的滑动速度V，以保证润滑油不被过大的压力挤出，避免工作表面的过度磨损；限制轴承的 pV 值，以防止轴承温升过高，出现胶合破坏。 1. 径向滑动轴承的计算径向滑动轴承止推滑动轴承滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算1. 径向滑动轴承的计算Fr径向载

11、荷，N；d 轴颈直径，mm；B轴承宽度，mm；V轴承表面的线速度，m/s；V轴承表面的许用线速度，m/s；p轴瓦材料的许用压力，见表12-2；pV轴瓦材料的pV许用值，见表12-2 。Bd轴套O轴瓦轴承座轴滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算2. 止推滑动轴承的计算d2d1Fa滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-6不完全液体润滑滑动轴承设计计算2. 止推滑动轴承的计算d2d1Fa轴轴承p/Nmm-2pV/(Nmm-2)(m s-1)未淬火钢铸铁青铜轴承合金2.02.54.05.05.06.01.25淬火钢青铜轴承合金淬

12、火钢7.58.08.09.012.015.012.5 表12-5 止推滑动轴承的p、pV值滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算V0=0VbVxyh剪切应力(N/m2)油的动力粘度=(Ns/m2)速度梯度dV/dy(ms-1/m)1. 液体动力润滑的基本方程液体中剪切应力、动力粘度与速度梯度的关系为图12-12F1 平板间油的相对运动牛顿流体粘性定律滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴图12-12 非平行板间的雷诺方程推导的模型(+d) dxdzdxdz(p+dp) dydzp dydzxyzxhVb12-7液体动力润滑径向

13、滑动轴承设计计算1. 液体动力润滑的基本方程滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算图12-12 非平行板间的雷诺方程推导的模型(+d) dxdzdxdz(p+dp) dydzp dydzxyzxhVb单元体沿x方向的力平衡条件为1. 液体动力润滑的基本方程将牛顿粘滞定律代入得 滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴(+d) dxdzdxdz(p+dp) dydzp dydzxyzxhVb12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算对式(127)积分得（dp/dx沿着y方向为常数 ）滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动

14、轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算由此可见，流速由两部分组成：一部分由板的运动引起，即第一项（线性规律）；另一部分由油压沿 x 方向的变化引起，即第二项（抛物线规律）。将边界条件代入得 VbyxpmaxFaabbccV1012油h0yxzh油压p的分布OB滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算润滑油在单位时间内流经任意 x 处膜厚为 h 的单位宽度面积的流量为 令流量的变化率为零得 该式为一维雷诺方程的一般表达式。滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴设dp/dx =0(ppmax)处膜厚为h，此时Q为 由此得一维雷诺

15、方程为 12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算VbyxpmaxFaabbccV1012油h0yxzh油压p的分布OB滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算2. 径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 图1214 径向轴承的几何参数与油压分布VbyxpmaxFaabbccV1012油h0yxzh油压p的分布OBOO1eRr201h0pmaxhmaxaABCDEhminh滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴3. 径向滑动轴承形成流体动力润滑的几何参数关系OO1eRr201h0pmaxhmaxaABCDEhminh12-7液体动力润

16、滑径向滑动轴承设计计算半径间隙、相对间隙、偏心率(kai)分别为滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算4. 径向滑动轴承工作能力计算简介1) 轴承的承载能力和承载量计算滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算积分后得压力的分布规律为4. 径向滑动轴承工作能力计算简介1) 轴承的承载能力和承载量计算单位宽度上的承载能力为p在垂直方向的分量之和滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴沿宽度方向再积分后得承载能力为OO1eRr201h0pmaxhmaxaABCDEhminhF图121

17、5 端面泄漏对承载能力的影响12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算有限宽度轴承的承载能力系数Cp见表12-6所示。 滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴表12-6 有限宽度轴承的承载能力系数Cp12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 B/d0.30.40.50.60.650.70.750.80.850.90.9250.950.9750.990.30.05220.08260.1280.2030.2590.3470.4750.6991.1222.0743.3525.7315.1550.520.40.08930.1410.2160.3390.4310.5730.7761.0791

18、.7753.1955.0558.39321.0065.260.50.1330.2090.3170.4930.6220.8191.0981.5722.4284.2616.61510.70625.6275.860.60.1820.2830.4270.6550.8191.0701.4182.0013.0365.2147.95612.6429.1783.210.70.2340.3610.5380.8161.0141.3121.7202.3993.5806.0299.07214.1431.8888.900.80.2870.4390.6470.9721.1991.5381.9652.7544.0536.7

19、219.99215.3733.9992.890.90.3390.5150.7541.1181.3711.7452.2483.0674.4597.29410.75316.3735.6696.351.00.3910.5890.8531.2531.5281.9292.4693.3724.8087.77211.3817.1837.0098.951.10.4400.6580.9471.3771.6692.0972.6643.5805.1068.18611.9117.8638.12101.151.20.4870.7231.0331.4891.7962.2472.8383.7875.3648.53312.3

20、518.4339.04102.901.30.5290.7841.1111.5901.9122.3792.9903.9685.5868.83112.7318.9139.81104.421.50.6100.8911.2481.7632.0992.6003.2424.2665.9479.30413.3419.6841.07106.842.00.7631.0911.4832.0702.4462.9813.6714.7786.54510.09114.3420.9743.11110.791) 轴承的承载能力和承载量计算滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴2) 滑动轴承的最小油膜厚度hmin

21、12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算当偏心率e/(Rr)增大时，最小油膜厚度hmin变小，轴承的承载能力系数Cp变大，承载能力也大。最小油膜厚度不能小于轴颈表面粗糙度10点高度Rz1与轴承孔表面粗糙度10点高度Rz2之和，即 S为安全系数，常取S2。对于一般用途的滑动轴承，Rz13.2 m，Rz26.3 m；对于精度要求较高的滑动轴承，Rz10.8 m，Rz21.6 m。 3) 轴承的热平衡计算 4. 径向滑动轴承工作能力计算简介滑动轴承的失效形式、常用材料及液体动力润滑径向滑动轴3) 滑动轴承的热平衡计算12-7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 Q为轴承的耗油量(m3/s)；为轴承的耗油量系数，无量纲，参照图11-16查取；p为轴承承载区的平均压力(N/m2)；c为润滑油的比热，一般取1 6802 100 J/(kg)；为轴承的散热系数，散热困难时50 J/(