滑动轴承市公开课一等奖省赛课获奖课件

第十二章滑动轴承本章重点：非液体润滑轴承设计方法液体动压润滑基本原理滑动轴承第1页金属表面间滑动摩擦种类：1、干摩擦：两摩擦面间无外加润滑剂或保护膜→固体表面直接接触→摩擦、磨损大2、液体摩擦：两摩擦表面被一层流体隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力—摩擦系数很小，几乎无磨损产生。3、边界摩擦：两摩擦面被吸附在金属表面很簿边界膜隔开，摩擦性质不取决于流体粘性，而与边界膜和表面吸附性质相关。--因膜很薄，仍有磨损。4、混合摩擦：实际中较多摩擦副表面是处于干摩擦、边界摩擦和流体摩擦混合状态，故称为混合摩擦。--摩擦系数比边界摩擦小得多，但仍有磨损

§12-1概述滑动轴承第2页流体摩擦（流体润滑）两摩擦面完全由液体隔开摩擦油膜：静压油膜、动压油膜流体动力润滑：两个作相对运动物体摩擦表面，借助于相对速度而产生粘性流体膜将两表面完全分开，由流体膜产生压力来平衡外载，称为流体动力润滑。流体静力润滑：靠液压泵将加压后流体送入两摩擦表面之间，由流体静压力来平衡外载，称为流体静力润滑。滑动轴承第3页实现条件：1）两摩擦表面必须组成收敛状间隙；2）润滑油必须有一定粘度。3）两表面有一定相对速度，并带着润滑油从大口走向小口流体动力润滑：xy滑动轴承第4页二.流体静力润滑：流体静力润滑：靠液压泵将加压后流体送入两摩擦表面之间，由流体静压力来平衡外载，称为流体静力润滑。滑动轴承第5页轴承功用滑动轴承滚动轴承:支承轴及轴上零件,并确保旋转精度,降低轴与支承间摩擦与磨损。向心轴承－止推轴承－二.轴承分类：FaFrFA2FA1FR1FR2按摩擦性质按载荷方向主要承受径向载荷FＲ

（力与轴线垂直）主要承受轴向载荷FA(力与轴线一致)FR1FR2FA2FA1轴承概述滑动轴承第6页滑动轴承分类:（按润滑方式）液体润滑滑动轴承(动压、静压)图12-14→图12-21不完全液体润滑滑动轴承(边界润滑或混合润滑状态)自润滑轴承滑动轴承第7页一整体式径向滑动轴承结构：轴承座，轴套§12-2滑动轴承主要结构型式

特点：结构简单、成本低;但磨损后无法调整轴承间隙，装拆不便。用于：低速、轻载间歇工作场所。滑动轴承第8页二对开式径向滑动轴承结构：轴承座、轴承盖，剖分轴瓦、螺栓特点：装拆方便，磨损后可调整间隙，结构复杂滑动轴承第9页

轴瓦能摆动，适应轴变形,用于支承跨距较大或多支点长轴三自动调心式滑动轴承滑动轴承第10页结构：空心、实心、单环、多环四止推滑动轴承组成：轴承座、止推轴径滑动轴承第11页

§12—3滑动轴承失效形式及惯用材料一.滑动轴承失效形式2.刮伤3.咬粘（胶合）4.疲劳剥落1.磨粒磨损硬颗粒及轴表面粗糙硬轮廓峰顶刮削轴承温升+压力→油膜破裂→材料发生粘附和迁移润滑剂氧化→酸性物质→对轴承腐蚀→形成点状脱落载荷重复作用→疲劳裂纹→扩展→轴承衬材料剥落5.腐蚀硬质颗粒→磨料→研磨轴和轴承表面(造成几何形状改变,精度下降等)滑动轴承第12页失

效

形

式

图

例磨损及胶合点蚀及金属剥落滑动轴承第13页二.轴承材料——以锡或铅为软基体，均夹着锑锡、铜锡硬晶粒→最好，但价高、强度低→轴承衬。轴承合金(通称白合金、巴氏合金)

（轴瓦和轴承衬材料）着主要求：良好减摩性、耐磨性、抗胶合性顺应性、嵌入性、磨合性、工艺性顺应性：材料经过弹塑性变形赔偿轴承滑动表面初始配合不良能力。嵌入性：容纳异物能力（吸收金属微粒能力）惯用材料：1、金属材料:轴承合金、铜合金、铝基合金、灰铸铁等2、多孔质金属材料：用不一样金属粉末经压制和烧结而成。3、非金属材料：工程塑料、碳-石墨等。多孔质金属材料（含油轴承）铁（铜）粉＋石墨→压型→烧结滑动轴承第14页按结构分类整体式对开式减摩材料——轴承衬按材料分类单金属多金属按加工分类铸造轧制§12—4轴瓦结构滑动轴承第15页轴承衬整体式轴瓦

剖分式轴瓦滑动轴承第16页轴瓦上开设油孔和油沟油孔：供给润滑油；油沟：输送和分布润滑油；油孔及油槽滑动轴承第17页油沟、油孔：不能开在油膜承载区，不然，承载能力↓油沟长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，不然漏油。注意：滑动轴承第18页§12—5滑动轴承润滑剂选取润滑剂┌润滑油→液体│润滑脂→润滑油＋稠化剂└固体润滑剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀

润滑油是应用最广润滑剂一.润滑油及其选择粘度：液体抵抗变形能力,它标志着液体内摩擦阻力大小粘度愈大，内摩擦阻力愈大，流动性愈小。温度↑→粘度↓→润滑效果↓。主要性能指标:粘度、润滑性（油性）、极压性、闪点、凝点等

滑动轴承第19页选择标准：⑴转速高、压力小——粘度低⑵转速低、压力大——粘度高⑶高温度下工作（t＞60℃）——较高粘度不完全液体润滑轴承润滑剂选择见表：表12—4液体润滑轴承润滑剂选择见表：4—1润滑性（油性）：反应润滑油吸附与摩擦表面性能。油性越好，吸附能力越强。极压性：润滑油中加入添加剂后，在金属表面生成化学反应膜能力。闪点：遇火焰即能发出闪光最低温度。应使工作温度比闪点低30-400C凝点：润滑油冷却到不能流动时温度。滑动轴承第20页三.固体润滑剂选择标准⑴压力大、速度低——小针入度，反之选针入度大⑵润滑脂滴点应高于轴承工作温度20~30℃，以免流失⑶在有水或潮湿场所，应选防水性润滑脂。（表12-3）。

——用于特殊场所二.润滑脂及其选择润滑脂——要求不高、难经常供油或低速重载轴承性能指标:针入度、滴点针入度(稠度）：表征润滑脂稀稠程度指标。针入度越大，表示润滑脂流动性越大。滴点：表示润滑脂受热后开始滴落温度。滑动轴承第21页一失效形式及设计准则磨损:间隙↑→运动精度↓胶合：温度↑→粘度↓,润滑恶化→胶合维持边界油膜不破裂1.主要失效形式2.设计准则§12—6不完全液体润滑滑动轴承设计计算——对于工作要求不高,转速较低,载荷不大,难于维护等条件下工作滑动轴承往往设计成不完全液体润滑滑动轴承

二.径向滑动轴承计算1.径向滑动轴承设计：1、确定轴承结构型式，按表12-4选择轴瓦材料2、按宽径比确定轴承宽度B：B/d=0.5~1.5滑动轴承第22页

二.径向滑动轴承校核计算Mpa·m/S2.验算轴承pｖ值Mpa1.验算轴承平均压强p

F—径向载荷mm；B—轴承寛度mm；d—轴颈直径mm；n—轴颈转速r/min；

[p]，[pV]—许用应力Mpa,Mpa·m/S查表(12—2)——限制温升,预防油膜破裂及胶合发生—防止在载荷作用下润滑油被完全挤出,进而出现过分磨料磨损3.验算滑动速度ｖ——考虑因为安装误差，轴颈偏转变形等原因而引发轴承边缘局部比压高，若v过大,加速磨损V≤［v］m／s滑动轴承第23页结构：空心、实心、单环、多环实心式：空心式：二.止推滑动轴承计算实心式：边缘v大，磨损快，中间p↑↑，压力分布不均。空心式：压力分布均匀性↑。滑动轴承第24页1.验算轴承平均压力pMpa

2.验算轴承ｐｖ值

Mpa·m/Sm/S平均速度ｐｖ值滑动轴承第25页§12—7液体动力润滑径向滑动轴承设计计算流体动力润滑：两相对运动物体摩擦表面，借助相对速度产生油膜把两表面完全隔开，由油膜产生压力来平衡外载荷滑动轴承第26页1、建模为方便研究，作以下假设：

一.流体动力润滑基本方程研究对象：被润滑油隔开作相对运动两刚体，一个以v运动，一个静止。1）忽略p-η效应（压粘效应）2）油沿z方向无流动，即无限宽轴承3）层流4）油与表面吸附，一起运动或静止5）不计油惯性力和重力6）油不可压缩：ρ=const7）膜厚方向压力不变滑动轴承第27页2、求解取“微单元体”：流体压力改变与速度改变情况成正比由牛顿粘性定律（u:流体流动速度）

滑动轴承第28页1.油层速度分布代入边界条件后得：y=0:u=v;y=h:u=0;xy滑动轴承第29页2.润滑油流量：无侧漏时，润滑油在单位时间内流经任意截面上单位宽度面积流量为：设在最大油压Pmax处，h=h0(即时，h=h0)，此时：连续流动方程：任何截面沿x方向单位宽度流量q相等∴一维雷诺方程滑动轴承第30页3、油楔承载机理由油压改变与η、v、h相关p→积分→油膜承载能力→平衡外载当h＞h0时，，油压为增函数；当h=h0时，，p=pmax；当h＜h0时，，油压为减函数。可见，对收敛形油楔，油楔内各处油压大于入口、出口处油压→正压力→承载。h0滑动轴承第31页任何截面处h=h0，=0，不能产生高于出口、入口处油压→不能承载。进口小、出口大，油压p低于出口、入口压力（负压）→不能承载，相反使两表面相吸。※若二板平行：v※若二滑动表面为扩散形：v滑动轴承第32页液体动压润滑形成必要条件：P2901、相对滑动两表面之间必须形成收敛楔形间隙2、两表面有一定相对滑动速度v，油从大口流进，小口流出。3、润滑油有一定粘度η，供油应充分滑动轴承第33页

二径向滑动轴承形成流体动力润滑过程起动前阶段起动阶段液体润滑阶段滑动轴承第34页

三、径向滑动轴承几何关系⑴直径、半径间隙：△=D－d，δ=R－r=△／2⑵相对间隙：ψ=△／d=δ／r，δ=ψr⑶偏心距与偏心率：e=OO1，=e／δ⑷最小油膜厚度：hmin=δ－e=δ（1－）=rψ（1－）滑动轴承第35页四、径向滑动轴承工作能力计算介绍基本思绪：建立极坐标→积分→某点压力→积分→单位宽度上油膜承载能力→积分→油膜总承载能力取O为极点，连心线OO1为极轴，对于任意角油膜厚度为h,将代入雷诺方程：1轴承承载量计算及承载量系数滑动轴承第36页极坐标形式雷诺方程：积分得任意位置压力：压力在外载荷方向分量；滑动轴承第37页轴承单位宽度上油膜承载力：油膜总承载力：考虑断泄：在角和距轴承中线z处油膜压力:滑动轴承第38页承载量系数Cp结果：B—轴承宽度d—轴承直径ω—轴承角速度η—油粘度C′—与B/d和相关系数表12—6滑动轴承第39页

3轴承热平衡计算轴承产生热量Q=油流动带走热量Q1+轴承散发烧量Q2目：控制油温，避免粘度降低Rz1、Rz2—轴颈、轴承孔表面粗造度十点高度S——安全系数S≥21热平衡条件：hmin越小，则越大，F越大。但加工精度有限，hmin应比误差大，即

2最小油膜厚度hmin滑动轴承第40页两种情况：ti＞35~40℃轻易到达热平衡，可降低tm，增大粗造度ti＜35~40℃不易到达热平衡，可加大间隙，降低粗造度2温升3校核进口油温tic

—比热容见附录ρ—密度αs—传热系数f—摩擦系数

—耗油量系数tm——给定平均温度tm=50~75℃滑动轴承第41页

五参数选择1宽径比B/d=0.3~1.5高速重载取小值低速重载取大值轻载取小值估算需要粘度：B/d↑承载能力↑，但端泄↓,△t↑B/d↓端泄↑,△t↓但承载能力↓2相对间隙ψ3粘度ηψ过小,油膜厚度过