滑动轴承常见失效形式

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第十三章 滑动轴承

第十三章  滑动轴承

2、磨料磨损

定义及机理:
从外部进入摩擦面间的游离硬颗粒或金属表 面较硬的微峰在较软材料的表面上犁刨出很 多沟纹,使金属表面材料脱落,脱落下来的 部分金属粉末又成为新的游离颗粒,这样的 微切削过程就叫磨料磨损。

影响磨损的因素:
材料的硬度和磨粒的尺寸与硬度。
(一般情况下,材料的硬度越高,耐磨性越好;金属 的磨损量随磨粒平均尺寸的增加而增大,随磨粒硬 度的增高而加大。)
4、腐蚀磨损
摩擦副受到空气中的酸或润滑油、燃油 中残存的少量无机酸(如硫酸)及水份 的化学作用或电化学作用,在相对运动 中造成表面材料的损失叫做腐蚀磨损。
三、润滑剂

润滑剂的作用:
在相对运动的表面间加入润滑剂,可以 降低摩擦,减少磨损,提高效率,延长 机体寿命,同时还有冷却、防腐、密封 等作用。
粘温特性与粘压特性
影响润滑油粘度的主要因素是温度 和压力,其中温度的影响最显著;
一般温度越高,粘度越小;压力增 大,粘度增大(5000kPa)。

2 油性:
润滑油在金属表面上的吸附能力。油 性好的润滑油,其油膜吸附力大且不 易破。 3 极压性能: 润滑油中的活性分子与摩擦表面形成 抗磨损和耐高压的化学反应膜称为极 压性能。
根据摩擦表面间存在润滑剂的情况,摩擦 又分为: 干摩擦; 边界摩擦; 液体摩擦; 混
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。此时,摩擦系数最大,f>0.3,伴 随有大量的摩擦功损耗和严重的磨损,在滑动轴承 中表现为强烈的升温,甚至把轴瓦烧毁。所以在滑 动轴承中不允许出现干摩擦。
3、固体润滑剂
常用固体润滑剂:
无机化合物、有机化合物、金属以及金属 化合物等。如石磨、二硫化钼、聚四氟乙 烯、酚醛树脂等。

滑动轴承概述

滑动轴承概述

滑动轴承概述轴承轴承支承轴及轴上零件,保证轴的旋转精度。

根据轴承工作的摩擦性质,可分为滑动轴承和滚动轴承。

滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点。

而滚动轴承是标准零件,成批量生产成本低,安装方便,广泛应用。

对于初学者来讲,滚动轴承的类型选择;寿命计算;组合设计是比较难掌握。

因此,滚动轴承的寿命计算和组合设计是本章讨论的重点。

§11—1 滑动轴承概述一、滑动轴承的类型滑动轴承按其承受载荷的方向分为:(1)径向滑动轴承,它主要承受径向载荷。

(2)止推滑动轴承,它只承受轴向载荷。

滑动轴承按摩擦(润滑)状态可分为液体摩擦(润滑)轴承和非液体摩擦(润滑)轴承。

(1)液体摩擦轴承(完全液体润滑轴承)液体摩擦轴承的原理是在轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油,润滑油的厚度较大,将轴颈和轴瓦表面完全隔开。

因而摩擦系数很小,一般摩擦系数=0.001~0.008。

由于始终能保持稳定的液体润滑状态。

这种轴承适用于高速、高精度和重载等场合。

(2)非液体摩擦轴承(不完全液体润滑轴承)非液体摩擦轴承依靠吸附于轴和轴承孔表面的极薄油膜,单不能完全将两摩擦表面隔开,有一部分表面直接接触。

因而摩擦系数大,=0.05~0.5。

如果润滑油完全流失,将会出现干摩擦。

剧烈摩擦、磨损,甚至发生胶合破坏。

二、滑动轴承的特点优点:(1)承载能力高;(2)工作平稳可靠、噪声低;(3)径向尺寸小;(4)精度高;(5)流体润滑时,摩擦、磨损较小;(6)油膜有一定的吸振能力缺点:(1)非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大,磨损严重。

(2)流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦;(3)流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。

§11—2 滑动轴承的结构和材料一、径向滑动轴承1.整体式滑动轴承整体式滑动轴承结构如图所示,由轴承座1和轴承衬套2组成,轴承座上部有油孔,整体衬套内有油沟,分别用以加油和引油,进行润滑。

第十七章滑动轴承

第十七章滑动轴承

液体摩擦滑动轴承简介
二、动压轴承 ◆原理:依靠摩擦副的相对运动和油的粘性,将润滑油带入 轴承的楔形间隙中,自动形成承载油膜。 ◆形成动压油膜的条件:
1)摩擦副表面之间必须构成楔形间隙。 2)摩擦副表面之间必须有一定的相对运动速度,其方向应 带动油从大口进,小口出。 3)润滑油粘度要适当,供油量要充足。
◆ 特点:可在滑动表面形成固体膜。 ◆ 适用场合:有特殊要求的场合,如要求环境清洁处、真 空中或高温中。 ◆ 常用类型:二硫化钼,碳―石墨,聚四氟乙烯等。
◆ 使用方法:涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面;制成复合材料, 依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。
滑动轴承的润滑
二、润滑方式与润滑装置 (一)油润滑 1.间歇式润滑
F p [ p] dB
[p]—材料的许用压强,MPa。 v—轴颈圆周速度,m/s; [pv]—材料的pv许用值, MPa· m/s
v [v ]
[p]、[v]、[ pv ]的选择
[v]—材料的许用滑动速度
非液体摩擦滑动轴承的计算
三、推力滑动轴承的校核计算 1.校核轴承压强
Fa p [ p] 2 2 kz (d 2 d1 ) 4
◆碳—石墨:由不同量和石墨构成的人造材料,石墨量越多 材料越软,摩擦因数越小。还可以在其中加入金属、聚四氟乙烯 和二硫化钼等。是电动机电刷的常用材料。
常用轴承材料的性能
第三节 非液体摩擦滑动轴承的计算
一、失效形式和设计准则
非液体摩擦:指轴承处于边界摩擦或混合摩擦状态。 ◆ 失效形式:边界油膜破裂,导致磨损和胶合。 ◆ 设计准则:保证边界膜不破裂。 因边界膜强度与压强、温度、轴承材料、轴颈和轴承表面粗 糙度、润滑油供给等有关,目前尚无精确的计算方法,但一般可 作条件性计算。 (1)限制轴承压强 p ≤[p], p 过 大,润滑油膜不易形成和保持。 (2)限制摩擦发热pv≤[pv],fpv是 摩擦力,限制pv即间接限制摩擦发热。 (3)限制滑动速度v≤[v] ,即使p、 pv合格,但v过大仍会使磨损过快。 非液体摩擦

第十二章 滑动轴承

第十二章 滑动轴承

C. 增大相对间隙中 C 。
(34) 在干摩擦状态下,动摩擦与极限静摩擦力的关系是 A 相等 B 动摩擦力大于极限静摩擦力 B 。
C 动摩擦力小于极限静摩擦力
(35) 液体的粘度标志着
A 液体与固体之间摩擦阻力的大小
B 液体与液体之间摩擦阻力的大小
(36) 根据牛顿粘性液体的摩擦定律, 在如图12-3所示两板之间分别用两种液体, 若它们 在任意点处的剪应力相等,并且 d v / d y 相等,这两种流体的粘度 A 相等 B 不相等 A 。
A. 起动力矩小 C. 供油系统复杂
(8) 设计液体动压径向滑动轴承时,若通过热平衡计算发现轴承温升过高,下列改进措 施中,有效的是 C 。 B. 减小供油量 D. 换用粘度较高的油 B 。 B. 双层及多层金属轴瓦 D. 非金属轴瓦 D 制成的。 C 铜合金 D. 多孔质金属
A. 增大轴承宽径比 C. 增大相对间隙 (9) 巴氏合金用于制造 A. 单层金属轴瓦 C. 含油轴承轴瓦 (10) 含油轴承是采用 A. 塑料 (11) 下述材料中, A. 20CrMnTi C
6
(47) 液体摩擦动压向心滑动轴承中,承载量系数 C p 是 A 偏心率 x 与相对间隙 B 相对间隙 与宽径比 l / d C 宽径比 l / d 与偏心率 D 润滑油粘度 、轴颈公称直径 d 与偏心率
C
的函数。
(48) 液体动压向心滑动轴承,若向心外载荷不变,减小相对间隙 ,则承载能力 A ,而发热 A. 增大 A 。 B. 减小 C. 不变
(16) 动压液体摩擦径向滑动轴承设计中,为了减小温升,应在保证承载能力的前提下 适当 A 。 B. 减小 ,减小 B d D. 减小 ,增大 B d 。
A. 增大相对间隙 ,增大宽径比 B d C. 增大 ,减小 B d

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
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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
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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
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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。

机械设计滑动轴承

机械设计滑动轴承

3)铝基合金 —— 耐腐蚀性好,疲劳强度较高摩擦性较好 4)灰铸铁及耐磨铸铁 —— 具有减磨性、耐磨性,性脆、磨合性差, 轻载、低速 5)多孔质金属材料 —— 不同金属粉末压制、烧结而成 —— 吸油 (自润滑性)——含油轴承 韧性小,平稳、无冲击 中低速 6)非金属材料 塑料、碳— 石墨、橡胶、木材等
p 6ηV = 3 (h h0 ) x h
A< 0
不能承载
4、形成流体动力润滑的必要条件 1)两运动表面间具有楔形间隙; 2)两表面应有相对速度,速度的方向是将油 由大口带向小口; 3)润滑油应有一定的粘度,且要充分
二、径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程 F F F n n
n=0
n≈0 Ff与 n反相
4、润滑油的粘-温特性
粘 -温 曲 线
5、零件润滑方法 旋 套 式
油 环 润 滑
油 芯 油 杯 旋 盖 式 油 脂 杯
针 阀 油 杯
§2 滑动轴承类型、轴瓦结构及材料
一、 滑动轴承类型
承载形式: 径向轴承(承受径向载荷)
止推轴承(承受轴向载荷)
滑 动 轴 承
润滑状态:不完全液体润滑轴承(不许干摩擦)
2、失效形式与设计准则 失效形式: 承载油膜破裂。 设计准则: 保证液体润滑,hmin≥[h] 同时,因Δt↑→η↓→油膜破裂:限制Δt 3、承载能力计算 推导思路 1)将直角坐标系的雷诺方程转换极坐标系 2)求任意位置的油膜压力 3)pφ 在 F 方向上的分量 pφy 4)求单位宽度上的油膜承载能力 5)考虑轴承端泄,进行修正 承载能力
y
η——动力粘度 y 长、宽、高各1米的液体,上下板相对滑动速度 1 m/s ,需要的切向力为 1 N 时,即 η=1 Ns/m2 (1Pa s — 帕 秒) 动力粘度国际制单位(SI):

滑动轴承检修和总结,润滑

滑动轴承检修和总结,润滑

轴瓦及轴承衬材料
材料要求: 1)摩擦系数小; 2)导热性好,热膨胀系数小; 3)耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强; 4)有足够的机械强度和塑性。 能同时满足这些要求的材料是难找的,但应根据具体 情况主要的使用要求。 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合 在一起,性能上取长补短。 1、轴承合金(白合金、巴氏合金) 2)锡锑轴承合金 优点: f 小,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。
优点
滑动轴承的材料及轴瓦结构
一、滑动轴承的材料——轴瓦和轴承衬的材料
主要失效形式:磨损和胶合、疲劳破坏。
1、对轴承材料的要求 (1) 良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。 (2) 良好的顺应性,嵌入性和磨合性。 (3) 足够的强度和必要的塑性。 (4) 良好的耐腐蚀性、热化学性能(传热性 和热膨胀性)和润滑性(对油的吸附能力)。 (5) 良好的工艺性和经济性等。
顶部装有 润滑油杯。
轴承座 用螺栓 与机座 连接。
剖分式径向滑动轴承(向心)
剖分式滑动轴承克服了整体式滑动轴承装拆不便的缺点,而且轴瓦 工作面磨损后的间隙还可用减薄垫片或切削轴瓦分合面等方法加以 调整,因此得到了广泛应用。剖分式滑动轴承的结构尺寸已经标准 化。
向心轴承
自动调心式径向滑动轴承
R球
特点:嵌入性、顺应性最好,抗胶合性好,但机械强度较低。
∴ 作为轴承衬浇注在软钢或青铜轴瓦的表面。——价格较贵
(3) 铜合金——青铜基体 锡青铜:减摩、耐磨性最好; 应用较广,强度比轴承合金高, 适于重载、中速。 铅青铜:抗胶合能力强;适于高速、重载。 铝青铜:强度及硬度较高,抗胶合性差; 适于低速、重载传动。 (4) 铝基合金 ——强度高、耐磨性、耐腐蚀和导热性好

滑动轴承-课件

滑动轴承-课件

13.1 滑动轴承的特点、类型和应用
13.1.2 滑动轴承的类型
巴氏合金
F
F
绕此边线自 行倾斜
结构特点: 在轴的端面、轴肩或安装圆盘上做成止推面。在止推环形面上, 分布有若干有楔角的扇形块。其数量一般为6-12。
13.1 滑动轴承的特点、类型和应用
13.1.2 滑动轴承的类型
巴氏合金
F
F
绕此边线自 行倾斜
第13章 滑动轴承
13.1 滑动轴承的特点、类型和应用
13.1.1 滑动轴承的特点
1. 结构简单,制造、加工、拆装方便。 2. 面接触,承载能力大。 3. 轴承工作面上的油膜有减振、抗冲击和消除噪声的作 用。 4. 处于液体摩擦状态下的滑动轴承,摩擦系数非常小, 磨损很轻,寿命很长。 5. 运转平稳,旋转精度高; 6. 对大型轴承,制造成本较滚动轴承低。 7. 径向尺寸较滚动轴承小。
13.2 滑动轴承的材料与润滑
13.2.1 滑动轴承的材料
轴瓦失效实例:
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
13.2 滑动轴承的材料与润滑
13.2.1 滑动轴承的材料
轴瓦材料的性能要求: 1.良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性
减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。
耐磨性是指材料的抗磨损性能(通常以 磨损率表示)。
2.剖分式向心滑动轴承
由轴承盖1、轴承座2、 连接螺栓4 剖分轴瓦3和连接螺栓4组 成。
螺纹孔 榫口
为 了 防 止 轴 承 盖 和 轴 承 座横向错动和便于装配时 对中,轴承盖和轴承座的 剖分面做成阶梯状。
轴承盖1 剖分轴瓦3
中 分 面 间 放 少 量 垫 片 , 以便在轴瓦磨损后,用减 少垫片的办法调节轴颈与 轴瓦之间的间隙。
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工程塑料 碳—石墨 橡胶 木材
非金属材料
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: f 小,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℃
§16-3 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。 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。
1) 2) 3) 4) 减摩性----材料副具有较低的摩擦系数。 耐磨性----材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。 抗胶合----材料的耐热性与抗粘附性。 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。 5) 嵌入性----材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面 发生刮伤或磨粒磨损的性能。 6) 磨合性----轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻 合的表面形状和粗糙度的能力。
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热 能同时满足这些要求的材料是难找的, 性、工艺性和经济性。 但应根据具体情况主要的使用要求。 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组 合在一起,性能上取长补短。 (二)常用轴承材料 滑 动 轴 承 材质金属材料
表16-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
续表16-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
由于巴式合金熔点低
2)铜合金 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 铅青铜 →中速中载 铝青铜 →低速重载 3)铝基合金 铝锡合金: 有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度, 摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合 金与青铜。 4) 铸铁:用于不重要、低速轻载轴承。
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 的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。 轴瓦失效实例:
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
汽车用滑动轴承故障原因的平均比率
5) 多孔质金属材料 运转时轴瓦温度升高,由于油的膨胀系数比金属大, 油自动进入 摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油,可使用较长时间。 含油轴承: 用粉末冶金法制作的轴承,具有多孔组 织,可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。 6) 非金属材料 工程塑料:具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐 磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。 缺点:导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷,可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。 碳--石墨:是电机电刷常用材料,具有自润滑性,用于 不良环境中。 橡胶轴承:具有较大的弹性,能减轻振动使运转平 稳,可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻 机等有泥沙的场合。 木材:具有多孔结构,可在灰尘极多的环境中使用。
故障原因 比率/% 故障原因 比率/% 不干净 38.3 腐 蚀 5.6 润滑油不足 11.1 制造精度低 5.5 安装误差 15.9 气 蚀 2.8 对中不良 8.1 其 它 6.7 超 载 6.0
二、滑动轴承的材料 轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦 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
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