《chap滑动轴承》课件

滑动轴承滑动轴承是一种广泛应用于各种机械设备中的重要零件。它可以承受径向载荷和一定的轴向载荷,提供平稳、低噪声的运转。了解滑动轴承的工作原理和性能特点对于机械设计至关重要。课程目标掌握知识体系了解滑动轴承的基本概念、结构特点和工作原理。掌握分析方法学习滑动轴承设计和分析的计算方法与技巧。了解维修流程掌握滑动轴承的常见故障诊断、维修和预防措施。滑动轴承概述基本结构滑动轴承由轴和轴承座两部分组成,轴承座内衬有衬套,轴在轴承衬套内滑动。轴承衬套由轴承金属材料制成,提供足够的承载能力和耐久性。润滑方式滑动轴承采用油膜润滑,可以通过压力油或自循环润滑系统提供润滑。润滑油不仅降低摩擦,还可以传热、冷却轴承。工作原理在轴受到外载荷作用时,轴与轴承套之间产生油膜,油膜承担大部分负荷。油膜的产生和压力分布决定了轴承的承载能力。滑动轴承的优点使用寿命长滑动轴承拥有更高的耐磨性和更长的使用寿命,可以达到数十年甚至百年的使用期限。动平衡性好滑动轴承不需要精密动平衡,可以更好地承受轴承载荷变化的冲击。结构简单滑动轴承的结构简单,制造和检修维护相对容易,成本较低。承载能力强滑动轴承可以承受较大的径向力和轴向力,适用于重载和高速运转的场合。滑动轴承的结构特点滑动轴承由轴承外壳、承载面(衬套)和润滑系统三部分组成。承载面采用易铜、青铜、铝青铜等材料制成,具有优异的耐磨性和承载能力。润滑系统通过油膜将轴与承载面隔离,提供低摩擦的运转环境。整体设计简单、结构紧凑,使之成为工业领域广泛应用的首选轴承类型。滑动轴承的承载原理1力学关系滑动轴承通过轴瓦与轴承间的液体润滑膜来承载轴承载荷。液体润滑膜能够承担大部分载荷，减小与轴瓦直接接触的面积。2载荷分担轴承载荷主要由液体润滑膜承担，只有少部分载荷会传递到轴瓦与轴的接触面上。这样可以有效降低摩擦力和温度。3压力分布受压力作用，润滑油会产生一个压力分布。最大压力出现在轴承的中间部位，边缘处压力较小。这种压力分布有效支撑了轴承载荷。油膜压力分布滑动轴承中存在着复杂的液膜压力分布。液膜压力从轴承表面逐渐增加至最大值,然后逐渐下降至轴承出口。液膜压力分布受工作条件、轴承形状、材料特性等因素的影响。分布位置压力变化趋势轴承入口压力逐渐升高轴承内部压力达到最高峰值轴承出口压力逐渐降低边界条件1初始条件确定滑动轴承系统的初始温度、压力和流量。这些初始参数直接影响油膜压力和温升计算。2工作条件根据实际工况定义滑动轴承的负荷、转速、润滑介质等参数。这些工况数据是关键的边界条件。3几何尺寸明确滑动轴承的长度、直径以及间隙等几何参数。这些尺寸决定了流体动力学分析的计算域。4润滑条件确定润滑油的物理化学特性,如密度、粘度、流变特性等。这些参数大大影响油膜压力分布。油膜压力计算3.5MPa最大压力轴承油膜的最大压力可达3.5兆帕斯卡1.5MPa平均压力轴承油膜的平均压力通常在1.5兆帕斯卡左右0.5MPa边界压力轴承油膜的边界压力约为0.5兆帕斯卡通过对轴承油膜压力分布的分析和计算,可以准确掌握轴承的压力状态,为轴承的设计和选型提供重要依据。支撑力的计算根据轴承承载公式和支撑面积，可以计算出轴承的支撑压力。此压力值需要低于轴承材料的极限承载强度，以确保轴承的安全性和可靠性。承载能力评估5关键参数包括油膜厚度、前端压力、承载能力等20M最大承载力滑动轴承可承受的最大载荷95%可靠性承载能力符合设计要求的概率通过计算滑动轴承的油膜压力分布、支撑力和温升等参数,可以评估其承载能力。关键参数包括油膜厚度、前端压力和最大承载力等。这些指标反映了轴承的可靠性和使用寿命,对轴承设计至关重要。温升计算根据上述参数计算,轴承温升约为55℃。这需要考虑油膜厚度、润滑效果、材料热传导等因素。合理的温升设计可确保轴承在运行中保持良好的性能和可靠性。摩擦因数计算在滑动轴承中，摩擦因数的计算对于评估润滑情况和预防过度磨损非常重要。根据油膜压力分布和材料特性，可以利用经验公式计算出轴承的摩擦因数。参数计算公式影响因素摩擦因数f=C1*(P/W)^C2*(η*N/W)^C3油膜压力P、轴承负荷W、润滑油黏度η、轴承转速N通过摩擦因数的计算，我们可以判断轴承的润滑情况是否满足要求，并采取相应的措施改善。润滑系统设计选择合适的润滑剂根据滑动轴承的工作条件,如载荷、速度、温度等因素,选择viscosity、抗氧化性、耐磨性等性能优异的润滑剂。设计润滑油路合理规划润滑油的进、出口,确保润滑油能够稳定、均匀地进入滑动轴承。加设测温/测压装置在滑动轴承关键部位安装测温探头和压力监测装置,实时监控运行状态。选择合适的润滑方式根据实际需求,选择浸油、强制循环、喷油等不同的润滑方式,以确保最佳的润滑效果。润滑剂的选择指标要求根据滑动轴承的工作条件,选择粘度、抗氧化、抗磨损等指标达到要求的润滑剂。环境适应性考虑滑动轴承所处的温度、压力、振动等环境因素,选用适合的润滑剂。经济效益选择性价比合理的润滑剂,既要满足使用要求,又要控制成本。可靠性选用质量稳定、使用寿命长的优质润滑剂,保证滑动轴承可靠运行。润滑方式油润滑利用润滑油形成油膜,分离接触面,减少摩擦和磨损。汽车发动机、工业机械广泛应用。脂润滑使用润滑脂作为润滑介质,易于保持在接触面上,适用于低速、重载工况。涂刷润滑用刷子或工具直接将润滑剂涂刷在接触面上,简单方便,适用于少量零部件。水润滑利用水的润滑作用,适用于一些特殊环境,如食品机械、医疗器械等。安装工艺选择恰当的轴承根据工作条件和要求，选择合适的滑动轴承型号。轴承安装细心清洁安装表面，采用压装或热装等方式将轴承安装到位。润滑系统连接连接润滑管路,确保良好的润滑效果。安装调试调整轴承间隙,检查运转情况,确保轴承运转平稳。试运转与检查1设备就绪确保装备已安装完毕，润滑良好。2启动检查小心启动并检查设备运行情况。3温度监测密切关注轴承温度，以确保正常。4状态评估根据运转情况对设备状态进行评估。在试运转过程中需要密切关注设备的各项指标,并根据实际情况进行调整和优化,确保设备能够安全、可靠地运行。只有通过全面检查,才能确保设备能够长期稳定运转,避免出现故障。常见故障及原因分析承载能力失衡轴承承载超过设计能力，导致润滑破坏和快速磨损，可能造成轴承故障。应通过优化结构设计和加强润滑来提高承载能力。振动过大轴承内部结构异常或外部载荷过大导致振动过大，会加速轴承磨损。应检查并改善轴承与轴、外壳的安装，同时采取减振措施。污染侵入尘埃、水分等污染物进入轴承会导致润滑失效和加速腐蚀磨损。应加强轴承密封和清洁保养,确保其免受污染。故障维修与预防1定期维护检查定期检查轴承的润滑情况、温度变化、振动情况等,及时发现并处理隐患。2专业维修技术对于严重损坏的轴承,需要由专业技术人员进行维修,确保修复质量。3预防措施做好安装、调整、润滑等预防性维护,避免事故发生。对于运行状况不佳的轴承要及时更换。4故障分析与解决及时分析故障原因,采取正确的措施解决问题,避免重复发生。案例分析1某机床轴承出现异常磨损问题,经分析发现是由于轴承油膜压力不足以及温升过高导致的。针对这一问题,我们优化了轴承结构和润滑系统,确保了充足的油膜压力和良好的温度控制,成功解决了轴承故障。通过对这一案例的分析和处理,我们总结出了滑动轴承设计和维护的关键要素,为后续的类似问题提供了有效的解决思路。滑动轴承缺陷案例分析某化工厂的离心泵使用了滑动轴承,运行一年后出现严重的轴承损坏。通过仔细检查发现,轴承表面出现大片脱皮和划痕,严重影响了油膜的形成。原因是由于润滑不当,导致轴承受到过度磨损。正确的润滑系统设计和润滑剂选择是确保滑动轴承可靠运行的关键。案例分析3某重型机械设备轴承故障诊断分析某重型机械设备在运行过程中出现异常振动,经检查发现其滑动轴承存在严重的磨损问题。通过对轴承结构、承载能力、油膜压力分布等因素进行深入分析,发现设备工况恶劣、润滑不当等原因导致了轴承故障。针对该案例,提出了优化润滑系统、改善工艺条件等措施,有效延长了设备的使用寿命。未来发展趋势智能化与数字化滑动轴承在未来将更加智能化和数字化,通过传感器和大数据分析实现状态监测和预测性维护,提高设备的可靠性和使用寿命。新材料与表面改性研发高性能新材料和表面涂层技术,如陶瓷基复合材料和纳米涂层,以提高滑动轴承的承载能力、耐磨性和抗腐蚀性。节能环保滑动轴承设计将更注重能源效率和环境保护,采用低摩擦和长寿命的润滑系统,减少能耗和排放。工艺创新利用先进的制造技术,如3D打印和激光加工,改善滑动轴承的制造工艺,提高生产效率和产品质量。行业应用案例石油化工行业在石油化工行业中,滑动轴承被广泛应用于各种泵类和压缩机设备。其能承受高温和腐蚀性介质,满足行业对高可靠性和长寿命的需求。航空航天领域滑动轴承在航空航天领域被应用于航空发动机、火箭推进系统等,满足低重量、高转速和恶劣环境下的苛刻要求。水电行业大型水轮发电机组需要承受高径向载荷,滑动轴承在水电领域发挥关键作用,确保发电机组的稳定运行。机床工业机床主轴轴承是滑动轴承的典型应用,其高精度和高刚性特点确保了加工质量和效率。总结与展望全面总结从滑动轴承的原理、结构特点、承载能力、润滑系统等多个角度全面总结了本