轴承的选型与计算

轴承的选型与计算轴承设计轴承的作用是支承轴。轴在工作时可以是旋转的，也可以是静止的。一、轴承应满足如下基本要求：1.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。3.具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。二、轴承分类：按摩擦性质分：滑动轴承和滚动轴承按承载方向分：向心轴承和推力轴承7-1.滑动轴承概述一、滑动轴承的主要特点：●工作平稳，无噪声；●液体润滑时摩擦损失小；●承载能力高。●回转精度高；●径向尺寸小。二、滑动轴承的摩擦状态(轴瓦与轴颈之间):1、干摩擦状态摩擦表面无润滑剂，功率损失严重，磨损加剧，温升高，轴瓦易破坏。应避免此种摩擦状态。2、边界摩擦状态摩擦表面间有润滑油存在，金属表面上形成了一层极薄的边界油膜。但尖峰部分仍直接接触。非液体摩擦多数滑动轴承都是这种摩擦状态。滑动轴承液体摩擦滑动轴承3、液体摩擦状态两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成了一定厚度的压力油膜。这种摩擦状态是润滑油分子之间的摩擦，摩擦系数极小。重要轴承采用这种摩擦状态。三、润滑剂及其选择常用润滑剂：润滑油―液体，用途最广泛；润滑脂―半固体，一般用于中低速；固体润滑剂―主要用作油、脂的添加剂，也可单独使用。1、润滑油的性能及选择粘度―表征了流动的液体中内摩擦阻力的大小。是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据。油性―也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附性能。油性好则摩擦系数小。凝点―反映润滑油的低温工作性能。闪点―反映润滑油的高温工作性能。润滑油的选择原则：●压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油；●速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失；●工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降。2、润滑脂的性能及选择针入度―表征润滑脂的稀稠度，类似于油的粘度；滴点―表征润滑脂耐高温的性能。润滑脂的选择原则：●工作环境有水汽，选钙基润滑脂；●工作温度高，选钠基润滑脂；●有水汽而且工作温度高，则应选锂基润滑脂。四、滑动轴承的分类径向轴承主要承受径向力载荷方向推力轴承主要承受轴向力整体轴承(特殊类型：自动调心式轴承)装拆需要剖分轴承动压轴承液体摩擦(长期运转,精度要求高)摩擦状态非液体摩擦静压轴承1.径向滑动轴承(1)整体式滑动轴承轴承座螺纹孔油杯孔整体轴套(轴瓦)特点：结构简单,成本低廉。因磨损而造成的间隙无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。(2)剖分式滑动轴承油杯座孔螺栓螺母套管上轴瓦轴承盖轴承座下轴瓦对开式轴承(剖分轴套)部分式轴承(整体轴套)特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。(3)自动调心滑动轴承(4)间隙可调式滑动轴承2.推力滑动轴承推力滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：FaFaFaFa轴瓦的材料减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。抗咬粘性(胶合):材料的耐热性与抗粘附性。摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的表面形状和粗糙度的能力(或性质)。此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。常用轴瓦材料有：金属材料―轴承合金(巴氏合金、白合金)是由锡、铅、锑、铜等组成的合金―铜合金分为青铜和黄铜两类。―铸铁有普通灰铸铁、球墨铸铁等。粉末冶金材料―由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成的多孔隙轴瓦材料。非金属材料―有塑料、硬木、橡胶等，其中塑料用的最多§7-4非液体摩擦滑动轴承的设计一、失效形式1、磨损2、胶合导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作。高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合。B二、设计准则1、限制轴承的压强p:目的―防止轴瓦过度磨损。Fr[p]MPa平均压强：pdBFr―向心滑动轴承dpz4Fa2(d12d0)kd1[p]MPaFand0z-推力环的数目k-考虑油槽使支承面积减小。2、限制轴承的pv值：推力滑动轴承目的―控制轴承的发热量，防止胶合破坏。pv值表征了轴承发热量的大小。pv↑→发热量↑→温升↑→润滑效果↓→胶合FrdnFrn[pv]pvdB601000__B―向心轴承4Fadmnpvm[pv]22z(d1d0)k601000―推力轴承3、限制滑动速度v:推力轴承平均直径平均速度取2~目的―防止滑动速度过高而引起磨损4MPa*m/sdm=(d1+d0)/2dnv[v]m/s601000三、设计步骤确定轴承结构形式确定轴承宽度B和直径d许用线速度选择轴瓦材料验算p、pv、v选择轴承的配合选择润滑剂与润滑装置7.5液体摩擦滑动轴承的工作原理一、动压油膜的形成机理Fv进油口pv出油口两摩擦表面平行，间隙内的润滑两摩擦表面成楔形间隙，不会产生压力油膜油形成了拥挤产生了压力油膜二、形成动压油膜的必要条件●两摩擦表面必须形成楔形间隙●润滑油必须从大口进小口出●必须具有足够的滑动速度●必须充满足够粘度的润滑油三、向心动压滑动轴承的工作过程FrooFroFroo1Fro1静止o1n启动o1nn不稳定运行稳定运行其他滑动轴承●多油楔滑动轴承●静压滑动轴承●气体轴承8-1.滚动轴承的特点及类型滚动轴承是标准件，由专业轴承厂集中生产。故学习本章的目的主要解决二个问题：1、如何选择滚动轴承的类型；2、滚动轴承的寿命计算；滚动轴承的主要特点：缺点：●抗冲击能力较差；●高速时噪声大，寿命较低；●径向尺寸大。●摩擦阻尼小(相对于非液体摩擦滑动轴承),启动灵活；●可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构；●径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高；