上海大学机械设计课件-第十二章 滑动轴承

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《机械设计》讲义之滑动轴承(doc 17页)

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第十二章滑动轴承§12—1概述:一.摩擦的分类(详见: P.46. 第四章)㈠内摩擦:发生在物质内部、阻碍分子间相对运动的摩擦。

㈡外摩擦:发生在两接触物体间,阻碍两接触表面相对运动的摩擦。

1.按有无相对运动分:外摩擦可分为:静摩擦:两接触物体间仅有相对滑动趋势时的摩擦。

动摩擦:两接触物体间有相对运动时的摩擦。

2.按相对运动形式分:外摩擦可分为:1)滚动摩擦:两接触物体间的相对运动为滚动。

2)滑动摩擦:两接触物体间的相对运动为滑动。

又可分为四种:①干摩擦:两物体接触面内无任何润滑剂的纯金属接触时的摩擦。

②边界摩擦:两摩擦表面间存在边界膜时的摩擦。

边界膜:指润油中的极性分子吸附在金属表面(吸附膜)或与金属起化学反应(反应膜)而形成的一层极薄的分子膜。

③流体摩擦:两摩擦表面完全被润滑油分开时的摩擦。

④混合摩擦:处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时的摩擦。

注: a. 纯金属极易氧化或被油污,故工程中不存在真正的干摩擦,通常将未经人为润滑的摩擦叫“干摩擦”b. 边界膜分吸附膜和反应膜,极薄,厚度约0.002~0.02μm.c. 干摩擦时,摩擦和磨损最严重;边界摩擦的摩擦系数约为0.1左右;混合摩擦时的摩擦系数比边界摩擦的要小得多;流体摩擦是油分子间的内摩擦,f≈0.001~0.008,此时不存在磨损。

二.轴承的类型:1.按摩擦性质分:分二种1)滚动摩擦轴承下章介绍2)滑动摩擦轴承又可分三种①自润滑轴承:工作时不加润滑剂。

②不完全液体润滑轴承:滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态。

③液体润滑轴承:两滑动表面处于液体润滑状态。

a. 液体动压轴承:靠两表面间的相对运动来形成压力油膜。

b. 液体静压轴承:靠液压系统供给的压力油形成压力油膜。

2.按承载方向分:三种1)径向轴承:承受径向载荷2)推力轴承:承受轴向载荷3)向心推力轴承:可同时承受径、轴向载荷三.滑动轴承的主要应用埸合:1.转速特高此时,滚动轴承的寿命明显↓2.轴的支承位置要求特高此时,滚动轴承因零件多,精度难保证3.特重型此时,滚动轴承须单件生产,造价很高4.冲击和振动很大此时,滚动轴承点接触,耐冲击、振动性能差 5.按装配要求必须剖分的轴承6.特殊工作条件处(如:水中或腐蚀介质中)7.径向尺寸受限处§12—2滑动轴承的主要结构型式一.整体式径向滑动轴承 P.276.图12-11.结构:整体式轴承座,内衬减摩材料制成的整体轴套2.特点:1)优:结构简单,成本低廉。

机械设计课件-滑动轴承

机械设计课件-滑动轴承

≤[pv]
n----轉速,[pv]----許用值。
設計目的:防止發生膠合失效
3、验算滑动速度,v [v]
設計目的:防止發生過度磨損失效
浙江大學專用
二、 推力軸承
p
4
F
(d
2 2
d12
)z
[ p]
Fv
F
F
pv
4
(d22
d12 )z
[
pv]
d2
z----軸環數,
d1 d1 d2
考慮承載的不均勻性, [p]、[pv]應降低50%
二硫化鉬(MoS2)-----摩擦係數低,使用溫度範圍廣 (-60~300 ℃),但遇水性能下降。
用於潤滑油不能勝任工作的場合:高溫、低速重載。
使用方式:
其應用日漸廣泛
1.調和在潤滑油中;
2.塗覆、燒結在摩擦表面形成覆蓋膜;
浙江大學專用
3.混入金屬或塑膠粉末中燒結成型。
新型潤滑劑
• (1)在油、脂中加入少量石墨或二硫化鉬粉 末,形成邊界油膜,填平粗糙表面而減少磨損。 不能完全排除磨損。
• (2)含納米添加劑的潤滑油、潤滑脂、固體 潤滑劑
浙江大學專用
二、潤滑裝置 1. 油杯
針閥 式油 杯
彈簧 蓋油 杯
壓注式油杯 旋蓋式油杯 脂用
浙江大學專用
2. 油環
浙江大學專用
§12-6 非液體摩擦滑動軸承的計算
一、 1.
向軸心承軸的承壓強限力p制擠軸 出承 ,壓 從強 而p避p,免=以軸保瓦證B產F潤d生滑過油≤渡不的被[磨過p損大]。的壓
浙江大學專用
§12-6 動壓潤滑的基本原理
一、動壓潤滑的形成和原理和條件
先分析平行板的情況。板B靜止,板A以速度向左運動,板間充滿潤滑油,無載荷時, 液體各層的速度呈三角形分佈,近油量與處油量

机械设计-滑动轴承PPT课件精选全文

机械设计-滑动轴承PPT课件精选全文
第6页/共54页
4.调心式径向滑动轴承(自位轴承)
特点:轴瓦能自动调整位置,以适应轴的偏斜。
注:调心式轴承必须成对使用。
当轴倾斜时,可保证轴颈与轴承配合表面接触良好,从而避免产生偏载。
主要用于轴的刚度较小,轴承宽度较大的场合。
滑动轴承的结构
观看动画
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二、止推滑动轴承的结构
止推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:
◆设计准则 :维持边界膜不破裂。
◆条件性计算内容:限制压强 p 、pv 值、滑动速度v不超过许用值
失效形式:
磨损胶合
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§12-6 滑动轴承的条件性计算
一、径向滑动轴承的计算
已知条件:径向载荷F (N)、 轴颈转速n (r/mm)轴颈直径d (mm)
1.限制轴承的平均压强 p
2.工作平稳,噪音低;
3.结构简单,径向尺寸小。
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§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、径向滑动轴承的结构
1.整体式径向滑动轴承
特点:结构简单,成本低廉。
应用:低速、轻载或间歇性工作的机器中
磨损后间隙无法调整;只能沿轴向装拆。
常用的滑动轴承已经标准化,可根据使用要求从有关手册中合理选用。
-考虑油槽使承载面积减小的系数,其值=0.85~0.95。
Z-止推环数。
滑动轴承的条件性计算
第21页/共54页
注意:设计时液体动压润滑轴承,常按上述条件性计算进行初步计算。(动压润滑轴承在起动和停车阶段,往往也处于混合润滑状态)
2.限制 值
vm-止推环平均直径dm=(d2+d1)/2 处的圆周速度。
1)油槽沿轴向不能开通,以防止润滑油从端部大量流失。

上海大学机械设计课件-第十二章滑动轴承

上海大学机械设计课件-第十二章滑动轴承

2.验算pv值,限制温升 pv [ pv] MPa m / s
3.验算滑动速度 限制温升及加剧磨损
v dn
60 1000
[v]
m/s
4.选取滑动轴承的配合 :H9/d9、H8/f7、H7/f6
17
§12-6 不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算
二.推力滑动轴承的计算
1.验算平均压强:
p
k
4
F (d 2
2.两摩擦表面有一定相对滑动速度;
3.两表面形成收敛的油楔;
4.充足的供油。
楔效应
23
二、径向滑动轴承形成流体动力润 滑的过程
Ff
a)静止
b)启动
c)稳定运转
24
三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 1、径向滑动轴承的主要几何参数
.直径间隙 D d
.半径间隙 R r
.相对间隙 .偏心距 .偏心率 .最小油膜厚度
斜剖分式滑动轴承
3
§12-2 径向滑动轴承的结构
调心滑动轴承
可调间隙的滑动轴承
4
§12-2径向滑动轴承结构
多油楔轴承
5
§12-2径向滑动轴承结构
多油楔轴承
可倾瓦式多油楔轴承
6
推力滑动轴承结构
V
动压推力滑动轴承
7
推力滑动轴承结构
轴承表面由多组斜面——平面组成,当 轴低速旋转时依靠平面接触承载,当以工 作速度旋转时依靠斜面形成液体动压润滑。
1.轴承合金(巴氏合金):仅用于轴承衬 2.青铜:广泛应有 3.铝基合金 4.铸铁:经济、耐磨 5.粉末冶金:含有轴承 6.非金属材料
10
§12-4 轴瓦结构
轴瓦结构
• 整体式轴瓦和剖分式轴 • 轴瓦由1~3层制成

滑动轴承PPT

滑动轴承PPT

υ (m/s)
πdn υ= ≤ [υ] 60×1000
d B
式中:[
υ ]—材料的许用滑动速度,见表12-3 。
[p]、[v]、[ pv ]的选择 、 、
注:轴承孔与轴颈的配合一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6 、
滑动轴承的条件性计 算3
滑动轴承的条件性计算
止推滑动轴承的设计计算
二、止推滑动轴承的计算
主要用于橡胶轴承或塑料轴承。 如:汞、液态钠、钾、锂等,主要用于宇航器中的某 些轴承。 主要是空气,只适用于轻载、高速轴承。
2) 水
3) 固体润滑剂 4) 气体
二、润滑方法 (见表12-8 和图12-16)
是指将润滑剂送入轴承的方法,主要有: 1)压力润滑; 3)油浴飞溅润滑; 5)油环润滑; 7)油绳润滑; 2)滴油润滑; 4)旋盖式注油油杯(用于脂润滑); 6)油垫润滑; 8)压注油杯润滑等

顺应性:材料通过表层的弹、塑性变形来补偿轴承滑动表面接触不良 的能力。 嵌入性:材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动的刮伤和磨粒磨损 的性能。 磨合性:轴瓦与轴颈表面应易于磨合,从而改善摩擦面的接触状况。 2. 常用材料: (见表12-2)


滑动轴承的材料3
§13-4 润滑剂和润滑方法1
§12-4 润滑剂和润滑方法
一、润滑材料
1. 润滑油
◆ ◆ ◆
特点: 有良好的流动性,可形成动压、静压润滑或边界润滑。 适用场合:混合润滑轴承和液体润滑轴承。 选择原则:主要考虑润滑油的粘度。 转速高、压力小时,油的粘度应低一些;反之,粘度应高一些。 高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。
根据轴颈直径 d 和轴的转速 n →查图12-15确定粘度区, →查表12-4确定润滑油的粘度, 2. 润滑脂

机械设计课件-滑动轴承

机械设计课件-滑动轴承

橡胶 多孔铁 (Fe 95%, Cu 2%,石墨和其 多孔质 它 3%) 金属材 料 多孔青铜
0.34 55(低速,间歇) 21(0.013m/s 4.8(0.51~0.76m/s) 2.1(0.76~1m/s) 27(低速,间歇) 14(0.013m/s 3.4(0.51~0.76m/s) 1.8(0.76~1m/s)
电侵蚀
气蚀
二、轴承材料 对 材 料 性 能 要 求 常 用 轴 承 材 料 良好的减摩性、耐磨性和咬粘性。 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。 足够的强度和抗腐蚀的能力。 良好的导热性、工艺性、经济性等。 金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 特 点 应 用
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
150 5 15 280 15 30 12 280 280
00
300 300
3
5
1
3 5
4 5
4 5
用于中速、中等载 荷的轴承,不易受显著 5 冲击。可作为锡锑轴承 合金的代替品。 用于中速、重载及 受变载荷的轴承 。 1 用于中速、中载的 轴承。 用于高速、重载轴 2 承,能承受变载荷冲击。 2 最宜用于润滑充分 的低速重载轴承。
酚醛树脂
非金属 材料
尼龙
14
3
90
碳-石墨
4
13
400
由棉织物、石棉等填料经酚醛树脂粘结而成。 抗咬合性好,强度、抗振性也极好,能耐酸碱, 导热性差,重载时需用水或油充分润滑,易膨胀, 轴承间隙宜取大些。 摩擦系数低,耐磨性好,无噪声。金属瓦上 覆以尼龙薄层,能受中等载荷。加入石墨、二硫 化钼等填料可提高其力学性能、刚性和耐磨性。 加入耐热成分的尼龙可提高工作温度。 有自润滑性及高的导磁性和导电性,耐蚀能 力强,常用于水泵和风动设备中的轴套。 橡胶能隔振、降低噪声、减小动载、补偿误 差。导热性差,需加强冷却,温度高易老化。常 用于有水、泥浆等的工业设备中。 具有成本低、含油量多、耐磨性好、强度高 等特点,应用很广。

第12章滑动轴承PPT课件

第12章滑动轴承PPT课件

邓 召
错动。

轴承盖上部开有螺纹孔,用以安装油杯。
轴瓦也是剖分式的,通常由下轴瓦承受载荷。
为了节省贵重金属或其它需要,常在轴瓦内 表面上浇注一层轴承衬。
在轴瓦内壁非承载区开设油槽,润滑油通过 油孔和油槽流进轴承间隙。
轴承剖分面最好与载荷方向近似垂直,多数 * 轴承的剖分面是第12水章滑平动轴承的(也有做成6倾斜的)。
用的结构形式有空心式,单环式和多环式, 下
其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径,
邓 召
因其端面上的压力分布极不均匀,靠近中心 义
处的压力很高,对润滑极为不利。
空心式轴径接触面上压力分布较均匀,润滑条 件较实心式有所改善。
单环式是利用轴颈的环形端面止推,而且可以 利用纵向油槽输入润滑油,结构简单,润滑方 便,广泛用于低速,轻载的场合。
学习目标
滑动轴承的特点和应用场合;对滑动轴承的典型结 构、轴瓦材料及其选用原则有一较全面的认识;掌 握不完全液体润滑滑动轴承和液体动力润滑径向滑 动轴承的设计原理及设计方法 。
*
第12章滑动轴承
1
§12-1 概述

根据轴承中摩擦性质的不同,可把轴承分为滑动轴承和滚动轴
械 设
承两大类。

滚动轴承由于摩擦系数低,起动阻力小,且已标准化,对设计、下
另外,只能从轴颈端部装拆,对于重型机器的 轴或具有中间轴颈的轴,装拆很不方便,甚至 无法实现
所以这种轴承多用在低速、轻载或间歇性工作的 机器中。
*
第12章滑动轴承
5
(二)对开式径向滑动轴承
机 械

对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分式 计
轴瓦和双头螺柱等组成。

上海海事大学机械设计第十二章滑动轴承

上海海事大学机械设计第十二章滑动轴承
1. 轴承合金(白合金、巴氏合金) 是锡、铅、锑、铜等金属的合金, 锡或铅为基体。 优点:摩擦系数小,磨合性、嵌入性、抗胶合性能好,对油的 吸附性强,耐腐蚀性好,容易跑合,是优良的轴承材料,常用 于高速、重载的轴承。 缺点:价格贵、机械强度较差。 只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁或青铜轴瓦上。 工作温度:t<120℃ (由于巴氏合金熔点低)。
35
不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
二、径向滑动轴承的设计计算 ◆ 已知条件:外加径向载荷F (N)、轴颈转速
F
n(r/min)及轴颈直径d (mm)
◆ 验算及设计 :
d
1.验算轴承的平均压力p
34
不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
◆ 校核内容: 1.验算平均压力 p ≤[p] 目的:限制过度磨损。 2.验算pv≤[pv],fpv是摩擦功耗 目的:限制温升,避免胶合。
3.验算v≤[v] 当压强p较小时,即使p与pv都在允许范围内,
也可能由于滑动速度过高而加速磨损。
目的:防止滑动速度过高而加速磨损。
(或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承)。
根据润滑状态,滑动轴承可分为:不完全液体润滑滑动轴承。 完全液体润滑滑动轴承。
2
滑动轴承概述
三、滑动轴承的应用场合 1.高速、高精度,如汽轮发电机、精密磨床。
2.特重型的载荷,流体动压润滑轴承承载能力大、寿命长、 造价低,所以一般大功率的如水轮发电机、汽轮机等采用 滑动轴承。低速巨型设备,如天文望远镜等。
4.灰铸铁
各种性能不如轴承合金和青铜,但价格低,用于轻载、低 速、无冲击的场合。
19
滑动轴承的失效形式及常用材料
5. 多孔质金属材料 (粉末冶金材料)
铁粉 + 石墨粉
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1.干摩擦:表面间无润滑剂或保护膜的纯金属间的摩擦;
2.边界摩擦:表面被吸附在表面的边界膜隔开; 1
3.流体摩擦:表面被流体完全隔开,摩擦性能取决于内部分
子间的 粘性阻力 5
4.混合摩擦: 1~5.
30
滑动轴承 §3.2.1 摩擦(润滑状态) 2.边界摩擦:表面被吸附在表面
的边界膜隔开; 1
整体式轴瓦
轴瓦的固定 .
13
§12-4 轴瓦结构
轴瓦结构:由1~3层材料制成
轴瓦内表面结构
.
14
§12-4 轴瓦结构
油沟与油槽的位置
油槽的尺寸可查相关的手册。
.
15
滑动轴承
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
.
16
§12-6 不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算 一.径向滑动轴承的计算
二.推力滑动轴承的计算 1验 . 算平 :p均 k4压 (dF 2d 强 0 2)z[p] MPa
2 .验 p值 算 v :p v F n [p]v M m P /sa k 30 (d 0 d 0 )0 z 0
a)实心式
b)空心式
c)单环式
.
d)多环式
19
§12-7 液体动力径向轴承的设计计算
1.验 以算 限平 制均 磨 p压 损 d FB 强 [p] MPa 2.验算pv值,限制温升pv[pv] MPam/s
限 3.验 制 算 温 滑 升 动 及 速 v加 度 6剧 0 1 d磨 0 n0 损 0[v] m/s 4.选取滑动轴承的配合 :H9/d9、H8/f7、H7/f6
.
18
§12-6 不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算
第三篇 轴系零、部件
第十二章 滑动轴承 第十三章 滚动轴承 第十四章 联轴器和离合器 第十五章 轴
.
1
第十二章 滑动轴承
§12-1 概述 §12-2 径向滑动轴承的主要结构型式 §12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料 §12-4 轴瓦结构 §12-5 滑动轴承润滑剂的选用 §12-6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 §12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 §12-8 其它形式滑动轴承简介
.
2
§12-1 概述
轴承的分类:
1、滑动轴承:
1)液体滑动轴承:液体动压滑动轴承、液体静压滑动轴承
2)不完全液体滑动轴承
3)无润滑轴承
目前滑动轴承应用的主要场合:
1.转速极高的轴承
2.载荷特重的轴承
3.冲击很大的轴承
4.要求特别精密的轴承
5.剖分式轴承
6.有特殊要求的轴承
.
3
§12-2径向滑动轴承的结构
良好的导热性、工艺性和经济性等 2、常用材料 表12-2 1.轴承合金(巴氏合金):仅用于轴承衬
2.青铜:广泛应有 3.铝基合金 4.铸铁:经济、耐磨 5.粉末冶金:含有轴承 6.非金属材料
.
11
§12-4 轴瓦结构
轴瓦结构
整体式轴瓦和剖分式轴 速度及润滑油粘度,形成压力膜;
F 油压p分布曲线
x
U
v v
y
.
21
一、流体动力润滑的基本方程
取微单元体受力分析,x轴方向 平衡方程 p :
x y
粘度公式 uy代入: pxy(- uy)y2u2
.
22
一、流体动力润滑的基本方程
一维雷诺 p x方 6hU 3程 h(h : h0)
F 油压p分布曲线
整体式滑动轴承结构
斜剖分式滑动轴承
剖分式滑动轴承结构 .
4
§12-2 径向滑动轴承的结构
调心滑动轴承
可调间隙的滑动轴承
.
5
§12-2径向滑动轴承结构
多油楔轴承
.
6
§12-2径向滑动轴承结构
多油楔轴承
可倾瓦式多油楔轴承
.
7
推力滑动轴承结构
V
动压推力滑动轴承
.
8
推力滑动轴承结构
轴承表面由多组斜面——平面组成,当 轴低速旋转时依靠平面接触承载,当以工 作速度旋转时依靠斜面形成液体动压润滑。
V
x
V
v
v
v
V=0
2v 0 y2
.
2v 0
y2
y
2v 0 y2
23
一、流体动力润滑的基本方程
一维雷诺 p x方 6hU 3程 h(h : h0)
形成流体动力润滑的必要条件:
1.润滑油有一定粘度;
2.两摩擦表面有一定相对滑动速度;
3.两表面形成收敛的油楔;
4.充足的供油。
楔效应
.
24
径向压力分布曲线
(参见图12-14)
.
26
三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数
2、.液体动力润滑滑动轴承的工作能力计算(自学)
承载量计算 轴承的最小油膜厚度 轴承的热平衡计算
.
27
滑动轴承 §3.2.1 摩擦(润滑状态)图3-1
膜厚比 hmin
Ra1 Ra2 hmin———表面间最小油膜厚度; Ra1、Ra2——表面轮廓算术平均.偏差
一、流体动力润滑的基本方程 二、径向滑动合轴承形成流体动力润滑的过程 三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 四、最小油膜厚度 五、轴承的热平衡计算 六、参数选择 七、流体动力润滑径向滑动轴承设计举例
.
20
一、流体动力润滑的基本方程
流体静力润滑:向两运动表面输入压力油; 流体动力润滑:利用两运动表面的间隙形状、相对
按边界膜形成机理,边界膜分为:
吸附膜—— 润滑剂中分子吸附在金属表面而 形成的边界膜;
化学反应膜——润滑剂中以原子形式存在的S、
Al、P元素与金属反应生成化合物,在金属表面
形成的薄膜。反应膜具有较高的熔点,比吸附膜
稳定。
不同摩擦状态的基本特征 表3-1
.
31
滑动轴承
§3.2.2 磨损
按磨损机理可分为:
a单向旋转
b双向旋转
.
c可倾瓦推力轴承
9
§ 12-3滑动轴承的失效形式和常用材料
一、失效形式: 1、磨粒磨损 2、胶合 (咬粘) 3、刮伤、 4、疲劳剥落 5、腐蚀
.
10
二、滑动轴承的材料
1、对材料性能的要求
良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性
良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性
足够的强度和抗腐蚀能力
1.粘着磨损:“冷焊”后,表面材料的脱离及迁移;
2.磨粒磨损:摩擦面间的游离颗粒,起到微切削作用;
3.疲劳磨损:疲劳点蚀;
二、径向滑动轴承形成流体动力润 滑的过程
a)静止
Ff
b)启动 .
c)稳定运转 25
三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数 1、径向滑动轴承的主要几何参数
.直径间隙 Dd
.半径间隙 Rr
.相对间隙
dr
.偏心距 e
.偏心率
e
.最小油膜厚度
h m i n e ( 1 ) r( 1 )
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