机械设计滑动轴承

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已看 机械设计第5章 滑动轴承分解

已看 机械设计第5章 滑动轴承分解
CV Qz
4. 流体动压润滑向心轴承的设计 1)向心滑动轴承的性能参数 2)简化计算公式
相对系数: r 最小间隙:hmin = - e = e / (R - r) 体积流量:Q = d
功耗: Pu = uFR 平均温度:tm =½*(t1 + t2 ) = t1 + t/2 3)性能计算过程
由轴承座和减摩材料制成的轴瓦组成,轴承座上部开有螺纹孔,以 便安装润滑油杯。其特点是结构简单;但当滑动表面磨损后,轴颈 与轴套之间的间隙无法调整;装拆很不方便,甚至无法安装。另外 这种轴承只能从轴颈端部装拆,对于质量大的轴和具有中间轴颈的 轴装拆很不方便。所以这种轴承只能用于低速、轻载或间歇性工作 的机器中。如农业机械,手工机械等。
剖分式滑动轴承:
由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦
和双头螺柱组成。
轴承的剖分面应与载荷方向近
于垂直,多数轴承的剖分面是
水平的,也有倾斜的。轴承盖 和轴承座剖分面常作成阶体形、
剖分式径向滑动轴承
以便对中和防止横向错动。在剖分面间放少量薄垫片。当轴瓦 磨损后用减少垫片的方法,或将剖面刮掉一层金属的办法,来 调整轴颈与轴套之间的间隙。Leabharlann 整体式轴瓦剖分式轴瓦
剖分式轴瓦的油沟形式
当轴瓦内表面浇注轴承衬时,为 了保证轴承衬与轴瓦结合牢固, 在轴瓦内表面应制出沟槽。
轴承衬的固定沟槽
5.2 滑动轴承的设计
5.2.1 混合摩擦状态滑动轴承的设计准则 1. 轴承承载面平均压强的设计计算
p = F/A [p] MPa
径向轴承: p F
DB
见p171例5-1
5.2.2 流体润滑状态滑动轴承的设计 1. 滑动轴承形成流体动力润滑的条件 流体润滑方式:

机械设计8—滑动轴承

机械设计8—滑动轴承

3. 许用油膜厚度[h] ] 在其他条件不变的情况下, 在其他条件不变的情况下,外载荷 F↑,动压润滑轴承的 ↑ hmin↓ ,轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触,而不能实现 轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触, 液体润滑。 液体润滑。 显然,要想实现液体润滑,应满足如下条件: 显然,要想实现液体润滑,应满足如下条件: hmin ≥ [h]= S ( Rz1 + Rz2 ) ] 式中: 式中: S — 安全因数 , S ≥2,一般可取 S=2 一般可取 RZ1,RZ2 —轴颈和轴承孔表面粗糙度,µm 轴颈和轴承孔表面粗糙度, 轴颈和轴承孔表面粗糙度
特点
应用
2.极大型的、极微型的、极简单的场合;如自动化办公设备等。 极大型的、极微型的、极简单的场合;如自动化办公设备等。 极大型的 3.结构上要求剖分的场合;如曲轴用轴承。 结构上要求剖分的场合; 结构上要求剖分的场合 如曲轴用轴承。 4.受冲击与振动的场合;如轧钢机。 受冲击与振动的场合;如轧钢机。 受冲击与振动的场合
ψ = δ /r → δ = ψ . r =0.001x60 = 0.06mm x χ = 1-[h]/δ = 1 -9.6x10-3/0.06 = 0.84 - ] x
查表12-7,B/d = 108/120=0.9 得到 , / 查表 /
χ
Cp
0.80 3.067
0.85 4.459
插值计算:Cp = 4.181
§8-2 径向滑动轴承的主要类型
一、整体式 结构简单,成本低, 间隙无法 结构简单,成本低,但间隙无法 补偿,且只能从轴端装入, 补偿,且只能从轴端装入,适用 低速、轻载或间歇工作的场合。 低速、轻载或间歇工作的场合。 无法用于曲轴。 无法用于曲轴。 二、对开式(剖分式) 对开式(剖分式)

机械设计第十二章滑动轴承

机械设计第十二章滑动轴承

常用运动粘度来标定。
不完全液体润滑轴承润滑油牌号参看P285表12-4
液体动压轴承润滑油牌号参看P53表4-1
润滑油选择原则
1)外载大 — 难形成油膜 — 选粘度高的油 2)速度高 — 摩擦大 — 选粘度低的油 3)温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 4)比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
三. 固体润滑剂 石墨、MoS2 、聚四氟乙烯树脂等。 f 小,用于特殊场合,如高温介质中、或低速重载条件下。
为了向摩擦表面间 加注润滑剂,在轴承 上方开设注油孔
二.轴瓦的结构要素 • 壁厚 • 定位唇:防止轴瓦在轴承中移动
• 油室(腔):存油 • 油孔和油槽:将油引入轴承
油槽 油孔 油室 壁厚 定位唇
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。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变形大
常用轴瓦及轴承材料的性能见P280表12-2
§12-4 轴瓦结构
一.轴瓦的形式和构造: 双金属轴瓦,三金属轴瓦,厚瓦,薄瓦。
双(三)金属轴瓦:节省贵重金属
单金属轴瓦:结构简单,成本低
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
瓦背 轴承衬 材料 材料
钢 轴承合 或 金或 铸 铅青铜 铁 轴承
钙基
钠基 锂基 铝基
抗水性好、耐热性差、价廉
润滑脂选择参
抗水性差、耐热性好、防腐性较好 看P284表12-3
抗水性和耐热性好
抗水性好、有防锈作用、耐热性差
选 择

1.压力高、速度低时,选针入度小一些的;反之…。 2.轴承的工作温度应低于滴点温度的 2030 ℃ 。

机械设计(10.5.1)--滑动轴承的结构类型

机械设计(10.5.1)--滑动轴承的结构类型

10-5 滑动轴承的结构类型
一、向心滑动轴承的结构轴瓦
轴承座
骑缝螺
钉油孔
1. 整体式●结构简单,沿轴向装配,中小型;磨损后间隙不能调节,更换轴瓦/套。

2. 剖分式
轴承座

轴承座下
轴瓦
上,下
连接螺

油孔
●上下结构,螺栓连接,沿径向装配,大中型;磨损后间隙可调节——更换垫片或重刮瓦修复。

安装方便,应用广●可以斜剖分,适应斜向载荷
.
3. 间隙可调

轴套/瓦调节间隙轴套/瓦调节间隙轴颈移动调节间隙
4. 自位式轴套/瓦外缘为球形,适应轴颈偏斜,避免边缘接触。

5. 多油楔式
固定瓦块三油
楔可倾动瓦块三油楔
形成多个油膜
压力区,提高
运转稳定性
.两油楔椭圆轴承
二、推力滑动轴承的结构1. 普通推力滑动轴承
F a
轴 止推环
F a 止推环


2. 液体动力润滑推力轴承
固定瓦块可倾动瓦块
F
a F
a。

机械设计课件——第十二章 滑动轴承

机械设计课件——第十二章  滑动轴承

L-轴承长度mm; n-轴颈转速r/min ;
[p],[pV] -许用应力Mpa , Mpa·m/S
3.验算速度V→ 跨距大的轴→装配误差或轴挠曲变形 →速度大,局部摩擦功大
v dn v
1000 60
12.4.2 非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1.轴承压强验算: 2.验算pvm值:
也就是压力沿圆周方向的 变化率。
12.6.3径向滑动轴承承载系数和最小油膜厚度计算
影响最小油膜厚度的因素很多,可以用一个表示这些因素综 合影响的无量纲数——承载量系数来反映
L——轴承长度,mm L / d ——轴承长径比
C / r——相对间隙
e OO ' ——偏心距,mm
e / C——相对偏心距(偏心率)
h——沿圆周方向任一位置的间隙(油膜厚度),mm h=C+ecosφ
h0 ——对应最大压力处的油膜厚度,mm
h0=C+ecosφ0
hmin ——最小油膜厚度,mm hmin=C-e=C(1- )
流体是连续的,各截面的流量必须相等
∵ Q0 Q

1 2
vh0

1 2
vh
1
12
dp dx
h3
液体动压润滑的基本方程 (一维雷诺方程):
dp 6 V h h0
dx
h3
此式称为一维流体动压基本方程,也叫一维雷诺 方程
表示流体压力的变化率与流体的粘度、速度和间 隙之间的关系。
12.6 液体动压径向滑动轴承的计算
双金属轴瓦:节省贵重金属 单金属轴瓦:结构简单,成本低
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见表12.2
瓦背 轴承衬 材料 材料

《机械设计基础》第15章 滑动轴承

《机械设计基础》第15章  滑动轴承

τ
P+dp τ+dτ
雷诺耳实验(1883年)——层流与湍流的现象
雷诺方程:
h0 - h dp = 6ηv dx h3
其中:p——油膜压力 η——润滑油粘度 V——速度 h——间隙厚度(油膜厚度) h0——油膜压力为极限值时的间隙厚度
分析雷诺方程:
(1)当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 u 向小口。 o
形成动压润滑的条件: (1)相对运动的两表面形成收敛油楔时。 (2)两表面必须有一定的相对速度。
(3)润滑油必须有一定的粘度,并供油充分。
(4)油膜的最小厚度应大于两表面不平度之和。
例:试判断下列图形能否建立动压润滑油膜?
v v v v
向心滑动轴承形成动压油膜的过程:
F F FF F
o
o1 o1 o o1 1 o1
润滑脂 (黄油) 固体润滑剂
钙基、钠基、铅基、锂基等。
石墨、二流化钼、聚氟乙烯树脂等 (用于高温下的轴承)。
空气、氢气等(只用于高速、高 温以及原子能工业等特殊场合)
气体润滑剂
●润滑剂的主要指标:
(1) 粘度——是润滑油最重要的物理性能指标,是选择润滑 油的主要依据,它标志着流体流动时内摩擦阻 力的大小。粘度越大,内摩擦阻力越大,即流 动性越差。 (2)凝点——是润滑油冷却到不能流动时的温度。凝点越低越好。 (3) 闪点——是润滑油在靠近试验火焰发生闪燃时的温度。 闪点是鉴定润滑油耐火性能的指标。在工作温度 较高和易燃环境中,应选用闪点高于工作温度 20°~30°C的润滑油。 (4) 油性——是指润滑油湿润或吸附在表面的能力。吸附能力 越强,油性越好。 (5) 滴点——是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。润滑脂使 用工作温度应低于滴点20°~30°C,低于40°~ 60°更好。 (6)针入度(稠度)——是表征指润脂稀稠度的指标。针入度越 小,表示润滑脂越稠;反之,流动性越大。

机械设计课件 滑动轴承学习课件

机械设计课件 滑动轴承学习课件

偏心距:e OO
偏心率:
e e Rr
表示偏心程度0 1
最小油膜厚度:
hmin e r r (1 )(χ↑→hmin↓)
保证流体动力润滑:
hmin Rz1 Rz2 [hmin ]
S hmin 2 ~ 3 Rz1 Rz2
Rz1、Rz2— 轴颈、轴瓦表面微观不平度的十点高度,m
2. 剖分式轴承 剖分式轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、轴承盖
螺柱等组成。
轴瓦是轴承直接和轴颈相接触的零件,常在轴瓦内表面 上贴附一层轴承衬。在轴瓦内壁不承担载荷的表面上开设油 沟,润滑油通过油孔和油沟流进轴承间隙。
R(球)
3.调心式滑动轴承
特点:轴瓦外表面做成球面形状,与轴承盖及轴承座的 球状内表面相配合,轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯 曲时所产生的偏斜。
X 0:
pdydz ( p p dx )dydz dxdz ( dy )dxdz 0
x
y
p
x y
由于:
u y
p x
2u y 2
二次积分
u
1
2
p x
y
2
C1y
C2
代入边界条件:y=0,u=v;y=h,u=0
流速方程:u v (h y ) 1 p (y h)y
h
2 x
pmax

杯体 接头 油芯
20°
§5 非液体摩擦滑动轴承的计算
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。
计算方法:简化计算(条件性计算)
磨损
点蚀及金属剥落
二、向心轴承
1、限制轴承平均压强
p F p

机械设计课件 第17章滑动轴承1

机械设计课件 第17章滑动轴承1
Fn pv [ pv ] 20000 B
MPa
3) 限制滑动速度v
v
dn
60 1000
[v ]
轴承材料的最高许用〔p〕、〔v〕、〔pv〕 值见表17.1、17.2。常用机器径向轴承的 〔p〕、〔v〕,〔pv〕见表17.4。
17.7.2
推力轴承
结构如图17.12所示。用来承受轴向载荷。
润滑方式的选择:根据系数k选定。k
pv
3
p F /(dB) k 2 -用润滑脂,油杯润滑;
k=2~16-针阀式注油油杯润滑; k=16~32-油环或飞溅润滑; k>32-压力循环润滑。
17.7 滑动轴承的条件性计算
对于工作要求不高、v较低,载荷不大,难以 维护等条件下工作的轴承,往往设计成非流体摩
17.2.3 自动调心轴承 轴瓦可自动调位 适应轴颈在轴弯曲 时所产生的倾斜。

17.3 滑动轴承的材料
轴承材料:轴瓦和轴承衬的材料。
选用何种材料,取决于失效形式。
主要失效形式是轴瓦磨损、疲劳损坏及轴承 衬脱落。 17.3.1 对轴承材料的要求
1)强度、塑性、顺应性和嵌藏性;2)磨合性、 耐磨性、减摩性好;3)耐腐蚀;4)润滑性能 和热化学性;5)工艺性;6)经济性。
17.6.1
油润滑
间歇供油:用油壶或油杯供油,见图17.9。 连续:供油比较可靠,连续供油方法见图 17.10。
17.6.2 脂润滑 润滑脂只能间歇供油。润滑杯(黄油杯) 是应用最广的脂润滑装置。也常用黄油枪向轴 承补充润滑脂。
17.6.2 脂润滑
润滑杯(黄油杯)是应用最广的脂润滑装置。也
常用黄油枪向轴承补充润滑脂。
(17.6)
17.7.2
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潘存云教授研制
轴瓦衬强度不足, 故采用多材料制作
按加工 分类
轴瓦。
两种材料
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 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 单材料 型 分 类 多材料
潘存云教授研制
铸造轴瓦
铸造工艺性好, 单件、大批生产 均可,适用于厚 壁轴瓦。
3) 抗胶合----材料的耐热性与抗粘附性。
4) 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。
4 滑动轴承的失效形式及常用材料
一、滑动轴承常见失效形式
磨粒磨损----进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动, 对轴承表面起研磨作用。
刮伤----进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观 轮廓尖峰,在轴承表面划出线状伤痕。
胶合----当瞬时温升过高,载荷过大,油膜破裂时或供 油不足时,轴承表面材料发生粘附和迁移,造成轴承 损伤。 疲劳剥落----在载荷得反复作用下,轴承表面出现与滑 动方向垂直的疲劳裂纹,扩展后造成轴承材料剥落。
F 进油孔
油槽
开孔原则:
1)尽量开在非承载区,尽量不要降低或少降低承载区
油膜的承载能力;
2)轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有适当的油封面。
单轴向油槽在最 大油膜厚度处 F φa
双轴向油槽开在
δ
δ
轴承剖分面上
潘存云教授研制
潘存云教授研制
形式:按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺 旋线等。
潘存云教授研制
只适用于薄壁轴
按加工 铸造 分 类 轧制
卷制轴套
瓦,具有很高的 生产率。
二、轴瓦的定位方法
目的:防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。
轴向 凸缘定位 ----将轴瓦一端或两端做凸缘。 定位 凸耳(定位唇)定位
凸缘
潘存云教授研制
凸耳
紧定螺钉 周向定位
销钉
潘存云教授研制
潘存云教授研制
三、轴瓦的油孔和油槽 作用:把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。
类 按材料 型 分类
潘存云教授研制
具有足够的强度和刚 度,可降低对轴承座
按加工 分类
孔的加工精度要求。
厚壁轴瓦
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构
按构造 整体式 分 类 对开式
强度足够的材料可 以直接作成轴瓦,
轴 按尺寸 薄壁
如黄铜,灰铸铁。
单一材料
瓦 分 类 厚壁

类 按材料 单材料
型 分 类 多材料
的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。 轴瓦失效实例:
潘存云教授研制
轴瓦磨损
潘潘存存云云教教授授研研制制
表面划伤
潘存云教授研制
疲劳点蚀
轴承材料是指在轴承结构中直接
二、滑动轴承的材料
参与摩擦部分的材料,如轴瓦和 轴承衬的材料。
(一)轴承材料性能的要求
1) 减摩性----材料副具有较低的摩擦系数。
2) 耐磨性----材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。
特点:结构复杂,可以
调整因磨损而造成的间 轴承盖
隙,安装方便。
剖分轴瓦
螺纹孔 榫口
应用场合:
轴承座 剖分式向心滑动轴承
低速、轻载或间歇性工作的机器。
二、 推力滑动轴承
作用:用来承受轴向载荷 结构形式:
F F
1
1
潘存云教授研制
2
2
F
2 1
潘存云教授研制
2F
1
潘存云教授研制
空心式---轴颈接触面上压力分布较均匀,润滑条件比 实心式要好。
滑动轴承
1 滑动轴承概述 2 滑动轴承的典型结构 3滑动轴承轴瓦结构 4 滑动轴承的失效形式及常用材料 5不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 6液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 7滑动轴承润滑剂的选择 8 其它形式滑动轴承简介
1 滑动轴承概述
轴承的功用:用来支承轴及轴上零件 。
一、轴承的基本要求
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、轴承的分类
按摩擦 滚动轴承 优点多,应用广

性质分 按受载
滑动轴承
用于高速、高精度、重载、 结构上要求剖分等场合。
向心(径向)轴承

方向分
按润滑 状态分
推力(止推)轴承
向心推力(径向止推)轴承 不完全液体润滑滑动轴承 液体润滑滑动轴承
三、滑动轴承的应用领域
1.工作转速特高的轴承,汽轮发电机; 2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承,如精密磨床; 3.特重型的轴承,如水轮发电机; 4.承受巨大冲击和振动载荷的轴承,如破碎机; 5.根据装配要求必须做成剖分式的轴承,如曲轴轴承; 6.在特殊条件下(如水中、或腐蚀介质)工作的轴承,
腐蚀----润滑剂在使用中不断氧化,所生成的酸性物质 对轴承材料有腐蚀,材料腐蚀易形成点状剥落。
其它失效形式: 气蚀---气流冲蚀零件表面引起的机械磨损; 流体侵蚀---流体冲蚀零件表面引起的机械磨损; 电侵蚀---电化学或电离作用引起的机械磨损; 微动磨损----发生在名义上相对静止,实际上存在循环
如舰艇螺旋桨推进器的轴承;
7.轴承处径向尺寸受到限制时,可采用滑动轴承。 如多辊轧钢机。
四、滑动轴承的设计内容 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。
2) 剖分式向心滑动轴承 将轴承座或轴瓦分离制造, 两部分用联接螺栓。 联接螺栓
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。
多环式---不仅能承受较大的轴向载荷,有时还可承受 双向轴向载荷。
各环间载荷分布不均,其单位面积的承载能力比单环式低50%。
3 滑动轴承轴瓦结构
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。
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构
按构造 整体式 分 类 对开式
节省材料,但刚度不
足,故对轴承座孔的
潘存云教授研制
加工精度要求高 。
轴 按尺寸 薄壁
瓦 分 类 厚壁 的
薄壁轴瓦
潘存云教授研制
轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式,既有利 于形成动压油膜,又起冷却作用。
45˚
潘存云教授研制
潘存云教授研制
d
B
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数 液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1 非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.8~1.5
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