滑动轴承试验台设计PPT课件
滑动轴承资料PPT课件
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℃ 由于巴式合金熔点低
2）青铜 优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性
都优于轴承合金。工作温度高达250 ℃。 缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或 铸铁轴瓦上。 锡青铜 中速重载
τ
边当界y=条h时件，u当=0y=0时C，1=u=21-ηvddxphC2+=hv-v
Bp y
z
x p+dp τ+dτ
代入得
1 u= 2η
dp dx(y2- Nhomakorabeahy) +
y-h v
h
任意截面内的流量
依据流体的连续性原理，通过 不同截面的流量是相等的
qx 0 hud y11 2d dp xh3h2v
该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0
取微单元进行受力分析:
pdydz+(τ+dτ)dxdz-(p+dp)dydz –τdxdz=0
整理后得
dp = dτ 任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率， dx d y 与该点y向的速度梯度的导数有关。
又有
du τ=η dy
得
dp dx
=η
d2u d y2
A
对y积分得
1 u=
2η
dp dx
y2+C1y+C2
vF
vc b
va
设计：潘存云
h2 h0
h1
c b a
形成动压油膜的必要条件： 1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙； 2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；
滑动轴承实验
题。
表二径向油膜压力值记录
表号 1
2
3
4
5
6
7
载荷（N）
1386N （ 100r/min
1746N （ 100r/min
1746N （ 300r/min ）
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
图十八 滑动轴承径向油膜压力分布曲线
国家工科机械基础教学基地
National basic teaching base for engineering machinery
1386N
1
2
3
4
5
6
7
8
1746N
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机械设计
图十七 滑动轴承特性曲线
国家工科机械基础教学基地
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National basic teaching base for engineering machinery
机械设计
接下来我们来介绍实验课用到的滑动轴承实验台 首先我们来介绍实验台结构
图六为实验台实物照片，图七为实验台结构示意图
图六滑动轴承实验台
图七滑动轴承实验台结构示意图
图九 轴瓦
图十 油压表
请同学们看图九，图十，实验台上右边轴瓦径向每隔22°30´ 钻有直径1毫米的小孔 ，轴瓦上
机械设计 滑动轴承PPT课件
轴承的功用支承轴
一、轴承应满足如下基本要求： 1．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．保证轴的回转精度 二、滑动轴承的分类
按受载方向不同，分为：
径向轴承（向心轴承）： 承受径向力
推力轴承（止推轴承）： 承受轴向力 径向止推轴承（向心推力轴承）： 同时承受径向
d
60 1000
B
式中：[v]—材料的许用滑动速度，见表12－2 。
注：轴承孔与轴颈的配合一般可选H9/d9或
H8/f7、H7/f6
[p]、[v]、[ pv ]的选择
第20页/共54页
滑动轴承的条件性计算F a
二、止推滑动轴承的计算
１．限制平均压强 p
p
Fa
[ p]
π 4
(d
2 2
d12
)Z
式中：d2、d1－止推轴承环形接触面的外径和内径。 d1
(h
h0 )
p 0
x 压力沿方向减小
p 0 x
V pmax
p 0 x
压力沿方向增大
x
h
h0
h
第28页/共54页
x y
形成流体动压润滑的条件：
1）两表面必须能形成收敛的楔形间隙 2）两表面之间必须有一定的相对运动速度
使大口带入油，小口带出油 3）两表面之间必须连续充满具有一定粘
度的液体
第29页/共54页
是指将润滑剂送入轴承的方法，主要有：
1）压力润滑；
2）滴油润滑；
3）油浴飞溅润滑； 5）油环润滑；
4）旋盖式注油油杯（用于脂润滑）；
F
6）油垫润滑；
7）油绳润滑；
8）压注油杯润滑等
《滑动轴承》PPT课件
聚四氟乙烯
4、气体润滑剂——空气
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25
1、润滑油
用作润滑剂的油类有三类：①有机油， 通常是动植物油；②矿物油，主要是石油产 品；③化学合成油。
（1）粘度——表征润滑油的内摩擦特性。
1）动力粘度 牛顿粘性液体摩擦定律（简称粘性定律）： 在流体中任意点处的切应力均与该处流体的 速度梯度成正比。
➢ 滑动轴承具有一些独特的优点，在某些不 能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合， 如工作转速特高、特大冲击与振动、径向 空间尺寸受到限制或必须剖分安装(如曲轴 的轴承)、以及需在水或腐蚀性介质中工作 等条件下，占有重要地位。在轧钢机、汽 轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属刨 削机床中应用广泛。
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3
§01 摩擦状态
干摩擦
摩擦
静摩擦 动摩擦
滑动摩擦 滚动摩擦
边界摩擦（润滑） 流体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑）
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4
干摩擦
边界摩擦
流体摩擦
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5
➢ 干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的
纯金属接触时的摩擦。 ➢ 当运动副的摩擦表面被吸附在表面的边界膜
隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附
单位换算：
1St（斯）=1cm2/s=100cSt（厘斯）=10-4m2/s
3）条件粘度
条件粘度是在一定条件下，利用某种规格的粘度
计，通过测定润滑油穿过规定孔道的时间来进行计量
的粘度。我国常用恩氏度（0Et）作为条件粘度单位。
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28
➢ 流体的粘度，特别是
润滑油的粘度，随温
度而变化的情况十分
可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。
➢青铜可以单独做成轴瓦。为节省有色金属，也可将
滑动轴承试验台设计全解
目录摘要： ......................................................... - 1 - Abstract: ...................................................... - 2 - 1 绪论 ......................................................... - 3 -1.1 选题的背景和意义........................................ - 3 -1.2 滑动轴承试验台的研究现状................................ - 4 -1.3 设计的主要内容及要求.................................... - 6 -1.3.1 被测轴承的尺寸..................................... - 6 -1.3.2 测试条件........................................... - 6 -1.3.3 测试对象........................................... - 6 -2 滑动轴承的作用机理及相关参数估算 ............................. - 7 -2.1 滑动轴承动压形成的基本原理.............................. - 7 -2.2 滑动轴承试验台相关参数的估算............................ - 8 -2.2.1燃油泵滑动轴承的相关参数估算....................... - 8 -2.2.2 试验台摩擦转矩的估算............................... - 9 -3 滑动轴承试验台的设计 ........................................ - 10 -3.1 试验台总体布局及设计................................... - 10 -3.1.1 驱动系统.......................................... - 11 -3.1.2 润滑系统.......................................... - 11 -3.1.3 加载系统.......................................... - 12 -3.1.4 测量系统.......................................... - 12 -3.2 试验台主体台架及相关零件的设计......................... - 12 -3.2.1 支撑轴承座的设计.................................. - 13 -3.2.2 主轴的设计........................................ - 14 -3.2.3 联轴器的设计...................................... - 17 -3.2.4 油封设计：...................................... - 17 -3.3 驱动系统设计........................................... - 18 -3.3.1 变频电机的选择.................................... - 18 -3.3.2 变频器的选择...................................... - 20 -3.3.3 增速齿轮箱的设计.................................. - 20 -3.3.4 联轴器的选择...................................... - 22 -3.4 润滑系统设计........................................... - 23 -3.3.1 燃油泵中滑动轴承的润滑机理........................ - 23 -3.3.2 润滑系统原理...................................... - 24 -3.3.3 润滑系统液压泵的设计和选型........................ - 26 -3.3.4 液压泵驱动电机的选择.............................. - 27 -3.3.5 比例溢流阀的选择.................................. - 27 -3.3.6 比例流量阀的选择.................................. - 28 -3.4 加载系统设计........................................... - 29 -3.4.1 加载方案的选择.................................... - 29 -3.4.2 液压加载系统的原理................................ - 30 -3.4.3 液压系统主要元件的设计............................ - 32 -3.4.4 加载系统机构的设计................................ - 36 -3.5 测量系统设计........................................... - 37 -3.5.1 油膜压力分布的测量................................ - 37 -3.5.2 油膜温度分布的测量................................ - 40 -3.5.3 轴心轨迹测量...................................... - 41 -3.5.4 摩擦力矩测量...................................... - 42 -3.5.5 集流器的设计...................................... - 42 - 总结 .......................................................... - 44 - 致谢 .......................................................... - 45 - [参考文献] .................................................... - 46 -燃油泵滑动轴承试验台设计摘要：滑动轴承试验台通过模拟滑动轴承的工作情况，测试滑动轴承的各项性能参数，为分析影响滑动轴承润滑性能的因素，改善滑动轴承的润滑条件，优化轴承设计和延长轴承寿命等有重要作用。
《滑动轴承》PPT课件
特 点：结构复杂、安装方便。磨损后可通过减少 剖分面垫片厚度来调整轴承间隙。
机械设计基础
轴承中直接支承 轴颈的零件是轴瓦。
为了节省贵重金属 或因其他需要，常在 轴瓦表面粘附一层轴 承衬。
为了安装时容易对 中，在轴承盖与轴承 座的剖分面作出阶梯 形的榫口
轴承盖上制有螺纹孔， 以便安装油杯或油管
机械设计基础
一、轴瓦的形式和结构
按构造 整体式 分 类 对开式
需从轴端安装和拆 卸，可修复性差。
轴 按尺寸 瓦 分类 的 类 按材料 型 分类
按加工 分类
整体轴套
对开式轴瓦
可以直接从轴的中 部安装和拆卸，可 修复。
机械设计基础
按构造 整体式 分 类 对开式
轴 按尺寸 薄壁 瓦 分 类 厚壁 的 类 按材料 型 分类
机械设计基础
推力滑动轴承
Fa
Fa
d0
d
d
(a)
(b)
机械设计基础
Fa
Fa
d d0
d0 d
(c)
(d)
空心F式a
Fa 单环式 Fa
多F环a式
空心式
单环式
多环式
◆ 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件 较实心式的改善。
◆ 单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润
滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。
§18-1 概 述
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。
机械设计基础
第13章滑动轴承PPT课件
5）不计油的惯性力和重力
6）油不可压缩：ρ=const
第27页/共54页
2、求解 针对“连续介质”，通过取“微单元体”手段：
X 0:
pdydz ( p p dx )dydz dxdz ( dy )dxdz 0
x
y
p
x y
由于：
u
第y28页/共54页
p x
2u y 2
二次积分
u
1
※若二板平行：
任何截面处h=h0，xp =0 ，不能产生高于出口、入口处的
油压→不能承载。
v
※若二滑动表面为扩散形：
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。 v
第33页/共54页
液体动压润滑形成的必要条件：
1、润滑油有一定粘度η。
η↑→
p x
↑，承载能力↑。
2. 脂润滑
#润滑杯(黄油杯) #润滑方式的决定
k pv3
k2---润滑脂,油杯润滑,
k=2~16----针阀注油,
k=16~32---油环或飞溅润滑,
k32----压力循环润滑
第16页/共54页
第17页/共54页
第18页/共54页
13.6 非液体润滑滑动轴承的计算
一、混合摩擦滑动轴承失效形式 胶合、磨损等 设计准则：至少保持在边界润滑状态， 即维持边界油膜不破裂。 复杂 计算方法：简化计算（条件性计算）
两刚体，一个以v运动，一个静止。
第25页/共54页
为方便研究，作如下假设：
1）忽略压力对润滑油粘度的影响
2）油沿z方向无流动，即无限宽轴承 B→∞（无限宽）：一维方程 B为有限宽时：二维方程
p 0 z
滑动轴承--ppt课件精选全文
按油槽数量分——单油槽、多油槽等。
F
单轴向油槽开在非承载区 （在最大油膜厚度处）
双轴向油槽p开pt课在件非承载区 （在轴承剖分面上）
双斜向油槽 （用于不完全液体润滑28轴承）
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
ppt课件
29
一、润滑脂及其选择
1、特点：
无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。
2、适用场合 ：
pv
=
F Bd
πdn ·60× 1000
≤[pv]
3、验算轴承的滑动速度v
V过大易引起轴承的早期磨损，有时需校核。
滑A 磨动损轴４承B计．发算选热中择限C配制胶合p合v一值vD≤般时塑[可考性v选虑]变ppH限t课形9件制/d轴9或承H的8/（f7、BH7）/f6。
36
二、止推滑动轴承的计算
已知条件
小，效率高，承载能力大，工作平稳，能减振缓冲，但设计、制造、
调整、维护要求高、成本高。
滚动轴承多用于一般机械
ppt课件
4
三、滑动轴承的分类
1、按受载类型 径向轴承——径向力 止推轴承——轴向力
2、按润滑状态 不完全液体滑动轴承
液体滑动轴承 动压轴承
3、滑动轴承设计内容
轴承的型式和结构选择； 轴瓦的结构和材料选择； 轴承的结构参数设计； 润滑剂及其供应量的确定； 轴承工作能力及热平衡计算。
A 增加 B 始终不变 C 减少 D 随ppt课着件压力增加而减小
31
三、固体润滑剂
1、 特点：
可在滑动表面形成固体膜。
2、适用场合：
有特殊要求的场合，如环境清洁要求处、真空中或高温中。
3、常用类型：
二硫化钼，碳―石墨，聚四氟乙烯等。
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主轴的设计
根据各零部件的安装形式和尺寸，对轴的外形设 计如下图所示：
由于本试验台速度加快，载荷较大，且轴的尺寸受到较多限制而显 得比较细长，因此在轴的外形设计完后需要对轴进行校核。
驱动系统设计
选取额定转速为 292r0/mi，n额定转矩为17.5Nm的ABB变频电机。根据变频 电机的变频原理计算可得，变频电机能达到的最大转速为 584r0/min，此时电机 的输出转矩最小，为 9Nm。
选择增速齿轮箱的增速比为1:3 ，则驱动系统输出的最大转速为175r2/m 0 in 最小转矩为 3Nm，可满足设计要求。增速齿轮的设计与校核另见毕业设计论文 第20页。
课题要求
设计课题：发动机燃油泵滑动轴承试验台设计 设计要求：
1、针对燃油泵滑动轴承设计轴承试验台 2、试验台最高转速：15000 r/min 3、最大加载力：15000 N
试验台功能：
1、油膜压力分布 2、油膜温度分布 3、轴心轨迹 4、摩擦转矩
设计总览
试验台总体设计 试验台主台架设计 驱动系统设计 润滑系统设计 加载系统设计 测量系统设计
的最大转速为 15000r/min， 且转速能在0~ 15000r/min内 变动。
本采取变
频调速法，用 变频器、变频 电机、增速齿 轮箱来实现轴 承试验台的驱 动。
选择电机
变频调速技术
改变变频器的频率，可 使变频电机实现无级变速。 变频调速法结构简单，输出 转速稳定，可无级变速，具 有较好的调速性能。
发动机燃油泵滑动轴 承试验台设计
指导教师：孙军
班级：热能与动力工程07-1 学生：蒋廷松 学号：20061186
简介
随着各种旋转机械的转速不断提高、载荷 不断加大、工作环境日益复杂 ，对滑动轴承 性能要求越来越高。目前国内外学者和专业生 产企业均致力于发展动载轴承的专用试验台和 试验技术，并已先后开发了多种型号的轴承试 验机 。但实际工业生产中滑动轴承的运行工 况差别很大，现有的滑动轴承试验台不能满足 所有机械在其工况下滑动轴承的测试工作。因 此，滑动轴承的测试往往需要专门设计的滑动 轴承试验台。
油封设计
为了防止润滑油从轴孔泄 露，实验台主体上必须设 置油封。本设计采用径向 迷宫液体密封，即可满足 设计要求。油封的结构如 左图所示，尺寸如下表所 示。
轴 颈 dR
(mm )
环形密封槽
迷宫密封 槽
t
d1 amin n
e
f1
驱动系统
1变频电机；2联轴器；3增速齿轮箱； 4联轴器；5支座
本试验台
润滑系统设计要求
润滑系统要求进油压力范围0.4~5 MPa，进油 流量范围50~300 L/h,即0.8~50 L/min。
润滑系统设计
1油箱； 2液位计； 3空气滤清器； 4电机； 5吸油过滤器； 6液压泵； 7比例溢流阀； 8比例流量阀； 9管路过滤器； 10流量计； 11压力表、压力传感
本文选择整体式滑动轴承
座。轴承座上有润滑油孔，在 轴套上开有油孔，并在轴套内 表面开有油槽润滑油可通过油 孔和油槽对滑动轴承进行润滑。 设计的滑动轴承座外形及安装 形式如右图所示，轴承座尺寸 如下表所示。
d
D
R
B
b
L L1 H
h
h1 d1
d2
C
32 41 32 42 36 154 114 74 37 20 18.5 M10 2
（2）滚动轴承的摩擦转矩估算： 摩擦力： F摩擦 Ff 3N 0 摩擦转矩： M 2F 摩擦 d216N 5 m0m
（3）试验台主题的总摩擦力矩为： M M 1 M 2 28 .8 N 0 m 6m
试验台主台架设计
1主轴； 2油封端盖； 3 试验台主体机盖 ； 4滑动轴承座（支撑轴承） 5滚动轴承支座； 6进油管孔； 7滑动轴承座（测试轴承） 8-位移传感器支座； 9位移传感器； 10传感器接线孔 ； 11油封端盖； 12加载力传递装置； 13液压缸； 14试验台主体台架； 15排油孔； 16底座；
已知条件：①滑动轴承：摩擦系数 f 0.0024，1载荷F750N0，轴颈直径 d1 32mm ②滚动轴承：摩擦系数 f 0.002 ，载荷F150N0，0轴颈直径 d2 55mm
（1）滑动轴承的摩擦转矩估算： 摩擦力： F 摩擦 Ff1.0 87N5 摩擦转矩： M 1 F 摩d 擦 1 2 11 .8 N 5 m 6m
2、回油部分：润滑油润滑过后，被收集起来，经过回油过滤器12重新送回 到邮箱中。
控制部分设计：
1、压力控制：将电液比例溢流阀预先设定的一个压力值，溢流阀通过其阀 口的溢流，可以使润滑系统中的压力稳定在这个预设值上。改变电液比 例溢流阀中的预设值，可以改变润滑系统的压力。
2、流量控制：润滑油的流量由比例流量阀控制。根据流量计中的数值，调 节比例流量阀，可改变润滑油的流量。
器、 温度传感器； 12回油过滤器； 13电磁水阀； 14水冷却器； 15加热器
润滑系统工Leabharlann 过程润滑系统滑系统工作过程：
1、供油部分：液压泵6通过吸油过滤器5将润滑油由油箱1泵出，经电液比 例溢流阀7、比例流量阀8、管路过滤器9、流量计10、温度传感器和压 力传感器11，然后由管路输送到润滑点处。
本文设计的轴以经渗碳、淬火、回火后的20CrMnTi材料，采用机械 设计手册新编软件版对轴的弯曲应力、疲劳强度、弯曲刚度等进行校核 。结果显示所设计轴能满足使用要求。详细校核过程见毕业设计论 文第15页。
滑动轴承座设计
滑动轴承座的设计主要考
虑被测试滑动轴承的形式和相 关尺寸，同时还要考虑到方便 测试传感器的安装。
设计总图
1 变频电机 2 联轴器 3 增速齿轮箱 4 联轴器 5 应变片 6 支撑滑动轴承 7 滚动轴承座 8 测试滑动轴承座 9 位移传感器支座 10 集流器 11 底座 12 驱动系统支座 13油封端盖 15 液压缸 17 集流器支座
重要参数的估算
在设计滑动轴承试验台时，为了使驱动系统在滑动 轴承承受最大载荷时仍能正常工作，必须保证驱动系统 提供的转矩大于工作机的最大摩擦转矩。因此必须先对 试验台工作部分的最大摩擦转矩进行估算。