及液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的初步計(jì)算。

1、第十七章 滑動(dòng)軸承,17.1 概述,1.工作轉(zhuǎn)速很高。2.要求對(duì)軸的支承位置特別精確。3.承受巨大的沖擊與振動(dòng)載荷。4.特重型的載荷。5.根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承。6.在特殊條件下工作的軸承。7.徑向尺寸受限制時(shí)。,滑動(dòng)軸承使用場(chǎng)合：,滑動(dòng)軸承的主要特點(diǎn)：,工作平穩(wěn)，無(wú)噪聲；運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；形成液體潤(rùn)滑時(shí)摩擦損失小，適合于高速；徑向尺寸小而且可剖分。,邊界摩擦(不完全液體摩擦)狀態(tài),摩擦表面間有潤(rùn)滑油存在，金屬表

2、面上形成了一層極薄的邊界油膜。,但尖峰部分仍直接接觸。,干摩擦,表面間無(wú)任何潤(rùn)滑劑或保護(hù)膜的純金屬接觸時(shí)的摩擦；,多數(shù)滑動(dòng)軸承都是這種摩擦狀態(tài)。,液體摩擦狀態(tài),兩摩擦表面完全被潤(rùn)滑油分隔開(kāi)，形成了一定厚度的壓力油膜。,這種摩擦狀態(tài)是潤(rùn)滑油分子之間的摩擦，摩擦系數(shù)極小。,重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。,非液體摩擦滑動(dòng)軸承,液體摩擦滑動(dòng)軸承,摩擦副處于干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦混合狀態(tài)時(shí)的摩擦。,混合摩擦,滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容： 1

3、.軸承的型式和結(jié)構(gòu) 2.軸瓦和軸承襯的結(jié)構(gòu)及材料選擇 3.軸承的剛度和強(qiáng)度 4.潤(rùn)滑劑的選擇和供應(yīng) 5.軸承溫度和壓力分布及軸承間隙 6.軸承的熱平衡,17.2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型17.2.1整體式軸承,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但軸套磨損后軸承間隙過(guò)大無(wú)法調(diào)整，不便裝拆粗重的軸。應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)械中。,17.2.2 剖分式軸承,17.3 滑動(dòng)軸承的材料軸瓦和軸

4、承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料滑動(dòng)軸承的主要失效形式：軸瓦的膠合和磨損,特點(diǎn)：軸承裝拆方便，軸瓦磨損后便于調(diào)整軸承間隙。,17.3.1 對(duì)軸承材料的要求：,金屬材料 多孔質(zhì)金屬材料 非金 屬材料,對(duì)材料性能要求,常用軸承材料,,17.3.2 軸承材料的分類,,軸承合金,,銅合金,,17.4 軸瓦結(jié)構(gòu)17.4.1 軸瓦和軸承襯,軸瓦結(jié)構(gòu),軸瓦的定位,凸緣,17.4.2 油孔、油溝和油室,目的：把潤(rùn)滑油導(dǎo)入軸頸和軸承

5、所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副表面。,設(shè)計(jì)油溝時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題： 1、  油溝長(zhǎng)度一般為軸承長(zhǎng)度的80%； 2、  油孔、油溝應(yīng)開(kāi)在非承載區(qū)。,17.5 軸承潤(rùn)滑材料17.5.1 潤(rùn)滑油 特點(diǎn)： 有良好的流動(dòng)性，可形成動(dòng)壓、靜壓或邊膜界潤(rùn)滑膜。 適用場(chǎng)合：不完全液體滑動(dòng)軸承和完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。 粘度選擇的原則： 1.轉(zhuǎn)速高，比壓小時(shí)，選粘度低的油；反之，選粘度高的油；

6、 2.加工表面粗糙度高時(shí)，選粘度大的油； 3.根據(jù)潤(rùn)滑方式不同，選擇不同粘度的油； 4.在較高溫度下工作的軸承，所用油的粘度比通常高一些； 5.低溫工作的軸承應(yīng)選用凝點(diǎn)低的油。,17.5.2 潤(rùn)滑脂特　　點(diǎn)：無(wú)流動(dòng)性，可在滑動(dòng)表面形成一層薄膜。適用場(chǎng)合 ：要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載以及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承中。選擇潤(rùn)滑脂品種的一般原則 1.單位壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小一些的品種；

7、 2.所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)高于軸承工作溫度約20º~30ºC; 3.在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性強(qiáng)的鈣基或鋁基脂；在溫度較高時(shí)應(yīng)選用鈉基或鋰基脂。,間歇供油,17.6．潤(rùn)滑方法17.6.1 油潤(rùn)滑,連續(xù)供油,17.6.2 脂潤(rùn)滑,供油方式可根據(jù)系數(shù)k選定。 k≤2 ——用潤(rùn)滑脂，油杯潤(rùn)滑k=2~16——針閥式注油油杯潤(rùn)滑k=16~32——油環(huán)或飛濺潤(rùn)滑k>32——壓力循環(huán)

8、潤(rùn)滑,,,,17.7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算,2.限制軸承pv值 限制軸承的溫升,3.限制滑動(dòng)速度v 限制局部的過(guò)度磨損,17.7.1 徑向軸承 1. 限制軸承平均壓強(qiáng) p 避免過(guò)度磨損,失效形式,1.磨損,導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承不能正常工作。,高速重載且潤(rùn)滑不良時(shí)，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合。,2.膠合,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：

9、 保證邊界油膜不致破裂 ——混合潤(rùn)滑軸承的條件性計(jì)算； 及液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的初步計(jì)算。,17.7.2 推力軸承,1）驗(yàn)算軸承的平均壓力Ｐ,２）驗(yàn)算軸承的pV 值,推力滑動(dòng)軸承,17.8 液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程式 1.液體靜壓軸承 2.液體動(dòng)壓軸承,17.8.1 雷諾潤(rùn)滑方程式 基本假設(shè) 1.兩板間潤(rùn)滑油做層流運(yùn)動(dòng)； 2.兩板間潤(rùn)滑油是牛

10、頓流體； 3.與兩板相接觸的流體層與板間無(wú)滑動(dòng)； 4.流體的重力和流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的慣性力與壓力相比很小，可以忽略； 5.壓力沿y方向大小不變； 6.平板沿z方向無(wú)限長(zhǎng)。,17.8.2 油楔承載機(jī)理,,,兩摩擦表面平行，不會(huì)產(chǎn)生壓力油膜,,,兩摩擦表面成楔形間隙，產(chǎn)生了壓力油膜,間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油形成了擁擠,形成動(dòng)壓油膜的必要條件,1.兩摩擦表面必須形成楔形,2.潤(rùn)滑油必須從大口進(jìn)小口出,3.必須具有足夠的滑

11、動(dòng)速度,4.必須充滿足夠粘度的潤(rùn)滑油,,,,17.9 液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向軸承的計(jì)算,17.9.1 幾何關(guān)系,半徑間隙：,相對(duì)間隙：,偏心率：,最小油膜厚度：,,17.9.2 動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)的建立,,,,,,,,靜止,起動(dòng),不穩(wěn)定運(yùn)行,穩(wěn)定運(yùn)行,1.動(dòng)力潤(rùn)滑狀態(tài)建立的過(guò)程,,,,,,,2.校核層流條件,17.9.3 承載能力和索氏數(shù),在允許情況下降低相對(duì)間隙，提高潤(rùn)滑油粘度都有利于獲得滿意的承載能力，前者效果更顯著。,17.9.4 流量計(jì)算,

12、= 承載區(qū)端泄流量Q1 + 非承載區(qū)端泄流量Q2 + 軸瓦供油槽兩端流出的附加流量 Q3,進(jìn)入軸承的潤(rùn)滑油總流量Q,≈ Q1,17.9.6 熱平衡計(jì)算,（1）粘度↓→間隙改變，使軸承的承載能力下降,（2）會(huì)使金屬軟化→發(fā)生抱軸事故,摩擦產(chǎn)生的熱量H = 端泄?jié)櫥退鶐ё邿崃縃1 + 軸承散發(fā)熱量H2,熱平衡條件：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi),軸承溫升,潤(rùn)滑油平均溫度tm,為保證承載要求tm<75℃,a) 若t1

13、>>(35~45)℃, 熱平衡易建立，則應(yīng)降低tm，再行計(jì)算。,b) 若t1<(35~45) ℃，不易達(dá)到熱平衡狀態(tài)→降低粗糙度→重新計(jì)算,c) t2>80℃→易過(guò)熱失效，→改變相對(duì)間隙和油的粘度→重新計(jì)算,17.9.7 保證液體動(dòng)力潤(rùn)滑的條件 除上述油楔承載機(jī)理四條件外，還需保證最小油膜厚度大于兩表面不平度之和。,,,,,,,,17.9.8 參數(shù)選擇1.寬徑比 一般軸承的寬徑比為

14、0.5~1.5。,ψ大→Q大→ 溫升小 →但承載能力和運(yùn)轉(zhuǎn)精度低,ψ小→易形成流體膜→承載能力和運(yùn)轉(zhuǎn)精度↑,2.相對(duì)間隙,3.平均壓強(qiáng),B/d小 →端泄Q1↑→摩擦功耗和溫升↓ →減輕軸頸與軸瓦邊緣接觸但承載能力↓,高速重載軸承，因其工作時(shí)溫升高，寬徑比宜取小值； 高速輕載軸承，如對(duì)軸承剛性無(wú)過(guò)高要求，宜取小值； 低速重載軸承，為提高軸承的整體剛性，宜取大值； 對(duì)軸有較大支承剛性的機(jī)床軸承，宜