滑动轴承-机械设计.ppt

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1、青岛科技大学专用 潘存云教授研制,第12章 滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,12-8 其它形式滑动轴承简介,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,分类,滚动轴承,轴承的功用：用来支承轴及轴上零件。,滑动轴承,12-1 滑动轴承概述,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。,一、轴承的基本要

2、求,二、轴承的分类,按摩擦性质分,按受载方向分,按润滑状态分,向心推力(径向止推)轴承,向心(径向)轴承,推力(止推)轴承,不完全液体润滑滑动轴承,不完全液体润滑滑动轴承,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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，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

3、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。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,一、向心滑动轴承,组成：轴承座、轴套或轴瓦等。,12-2 滑动轴承的结构型式,油杯孔,轴承,1)结构简单，成本低廉。,应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,2)因磨损而造成的间隙无法调整。,3)只能从沿轴向装入或拆。,1)整体式向心滑动轴承,轴承座,特点：,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,2)剖分式向心滑动轴承,特点：结构

4、复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，安装方便。,应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,作用：用来承受轴向载荷,二、推力滑动轴承,结构形式：,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。,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%。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为612。,-倾角固定

5、，顶部预留平台，,类型,固定式,可倾式,用来承受停车后的载荷。,-倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。,巴氏合金,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-3 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

6、酸性物质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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。,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；,轴瓦失效实例:,轴瓦磨损,表面划伤,疲劳点蚀,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、滑动轴承的材料,(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。,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

7、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。,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。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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。,此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。,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。,滑动轴承材料,金属材料,非金属材料,轴承合金,铜合金,铝基轴承合金,铸

8、铁,多孔质金属材料,工程塑料,碳石墨,橡胶,木材,(二)常用轴承材料,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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：t120 由于巴式合金熔点低,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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

9、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。,铝青铜,铅青铜,锡青铜,中速重载,中速中载,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。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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。,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。,5)多孔质金属材料,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

10、清洗机、钻机等有泥沙的场合。,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。,6)非金属材料,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。,木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,表12-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,续表12-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造分类,整体式,对开

11、式,按加工分类,按尺寸分类,按材料分类,需从轴端安装和拆卸，可修复性差。,可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。,轴瓦的类型,整体轴套,对开式轴瓦,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造分类,按加工分类,按尺寸分类,按材料分类,轴瓦的类型,厚壁,薄壁,薄壁轴瓦,厚壁轴瓦,整体式,对开式,节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高。,具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造分类,按加工分类,按尺寸分类,按材料分类,轴瓦的类型,单材料

12、,多材料,单一材料,两种材料,强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。,轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。,厚壁,薄壁,整体式,对开式,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-4 滑动轴承轴瓦结构,一、轴瓦的形式和结构,按构造分类,按加工分类,按尺寸分类,按材料分类,轴瓦的类型,铸造轴瓦,卷制轴套,铸造,轧制,铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。,只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。,单材料,多材料,厚壁,薄壁,整体式,对开式,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,-将轴瓦一端或两端做凸缘。,凸缘定位,二、轴瓦的定位方法,轴向定位,凸耳(定位唇)定位,凸耳,凸缘,目的：防

13、止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,紧定螺钉,周向定位,销钉,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。,进油孔,油槽,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,开孔原则：,形式：按油槽走向分沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。,2)轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。,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；,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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=0.51,非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.81.5,轴承中分面常布置

14、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。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,一、概述,作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。,分类,液体润滑剂-润滑油,半固体润滑剂-润滑脂,固体润滑剂,二、润滑脂及其选择,特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。,适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。,当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。,选择原则：,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,当压力高和滑动速度低时，选择

15、针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。,选择原则：,所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约2030，以免工作时润滑脂过多地流失。,在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,表12-4 滑动轴承润滑脂的选择,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,但p 10 Mpa时可忽略。变化很小,润滑油的特性：,1）温度 t,2）压力p,选用原则：,1)载荷大、转速低的轴承，宜选用粘度大的油；,2)载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；,粘-温图,L-TSA32,L-TSA32,L-TSA32,L-T

16、SA32,二、润滑油及其选择,3)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,聚氟乙烯树脂,适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高温、低速重载、有环境清洁要求。,石墨,二流化钼（MoS2）,-性能稳定、t 350 才开始氧化，可在水中工作。,-摩擦系数低，使用温度范围广(-60300)，但遇水性能下降。,-摩擦系数低，只有石墨的一半。,使用方式：,1.调和在润滑油中；,2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；,3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。,其应用日渐广泛,三、固体润滑剂及其选择,特点：可在滑动表面形成固体膜。,青岛科

17、技大学专用 潘存云教授研制,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,一、失效形式与设计准则,工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，由于轴承的不到足够的润滑剂，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。,失效形式：边界油膜破裂。,设计准则：保证边界膜不破裂。,因边界膜强度与温度、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。,校核内容：,验算摩擦发热pvpv；,验算滑动速度vv。,，p，pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同心，受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素，局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v。,fpv是摩擦力，限

18、制pv 即间接限制摩擦发热。,验算平均压力 p p，以保证强度要求；,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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n(r/mm)及 轴颈直径d(mm),验算及设计：,.验算轴承的平均压力p,.验算摩擦热,v轴颈圆周速度，m/s；,B-轴瓦宽度，p-许用压强。见下页,pv轴承材料的许用值。见下页,pv,n轴速度，m/s；,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,3.验算滑动速度V,v材料的许用滑动速度,v v,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,表12-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,选择配合,一般可选:H9/d

19、9或H8/f7、H7/f6,二、止推滑动轴承的计算,p,考虑承载的不均匀性，p、pv应降低50%。,已知条件：外加径向载荷F(N)、轴颈转速n(r/mm),1)根据轴向载荷和工作要求，选择轴承结构尺寸和材料；,2)验算平均压力；,3)验算pv值,z-轴环数,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时，液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量相等，板A不会下沉。但若板A有载荷时，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。,如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷

20、，当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，中间必有一个位置呈三角形分布。,一、动压润滑的形成原理和条件,两平形板之间不能形成压力油膜！,动压油膜-因运动而产生的压力油膜。,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算,青岛科技大学专用 潘存云教

21、授研制,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；,3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、流体动力润滑基本方程的建立,为了得到简化形式的流体动力平衡方程（NavierStokes方程），作如下假设：,流体的流动是层流;,忽略压力对流体粘度的影响;,略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为 静平衡状态或匀速直线运动，且只有表面力作用 于单元体上；,流体是不可压缩的；,流体中的压力在各流体层之间保持为常数。,实际上粘度随压力的增高而增加；

22、,即层与层之间没有物质和能量的交换；,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,取微单元进行受力分析:,pdydz+(+d)dxdz-(p+dp)dydz dxdz=0,整理后得：,又有：,任意一点的油膜压力p沿x方向的变化率，与该点y向的速度梯度的导数有关。,对y积分得：,边界条件：,当y=0时，u=-v,C2=-v,当y=h时，u=0,代入得：,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,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,b-b截面内的流量：,该处速度呈三角形分布，间隙厚度为h0,负号表示流速的方向与x方向相反，因流经两个截面的流量相等，故有：,-一维雷诺方程,由上式可得

23、压力分布曲线:p=f(x),在b-b处：h=h0，p=pmax,速度梯度du/dy呈线性分布，其余位置呈非线性分布。流量相等，阴影面积相等。,液体动压润滑的基本方程，它描述了油膜压力p的变化与动力粘度、相对滑动速度及油膜厚度h之间的关系。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间 隙是公差形成的。,轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与F垂直的方 向，合力为零。,轴颈最终的平衡位置可用a和偏心距e来表示。,轴承工作能力取决于hlim，它与、和F等有关，应保证 hlimh。,Fy=F Fx 0,Fy=F Fx=0,径向滑动轴承动压油膜的形成过程：,静止,爬升

24、,将轴起抬转速继续升高,稳定运转达到工作转速,e-偏心距,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,三、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数,最小油膜厚度：hmin=e r(1-),定义:e/为偏心率,直径间隙：D d,半径间隙：R r/2,定义连心线OO1为极坐标的极轴：,相对间隙：/r/d,稳定工作位置如图所示，连心线与外载荷的方向形成一偏位角，,设轴孔半径为：R,r 直径为：D，d，偏心距:e 偏位角：a,在三角形 中有：R2 e2+（r+h)2 2e(r+h)cos v,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,略去二次微量，并取根号为正号，得：,任意位置油膜厚度：,将dx=rd,v=r，h0,h代入上

25、式得：,压力最大处的油膜厚度：,0为压力最大处的极角。,积分得：,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,积分可得轴承单位宽度上的油膜承载力：,在外载荷方向的分量：,理论上只要将py乘以轴承宽度就可得到油膜总承载能力，但在实际轴承中，由于油可能从轴承两端泄漏出来，考虑这一影响时，压力沿轴向呈抛物线分布。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,油膜压力沿轴向的分布：理论分布曲线-水平直线，各处压力一样；,实际分布曲线-抛物线,且曲线形状与轴承的宽径比B/d有关。,B/d=1/4,B/d=1/3,B/d=1/2,B/d=1,B/d=,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,油膜沿轴承宽度上的压力分布表达式为：,p

26、y为无限宽度轴承沿轴向单位宽度上的油膜压力；,C为取决于宽径比和偏心率的系数;,对于有限宽度轴承，油膜的总承载能力为,式中Cp为承载量系数，计算很困难，工程上可查表确定。,或,解释这些参数的含义,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,表12-8 有限宽度滑动轴承的承载量系数Cp,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,四、最小油膜厚度,动力润滑轴承的设计应保证：hminh,其中：h=S(Rz1+Rz2),S 安全系数，常取S2。,一般轴承可取为3.2m和6.3m，1.6 m和3.2m。,重要轴承可取为0.8m和1.6m，或0.2m和0.4m。,Rz1、Rz2 分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度十点高度。,考虑

27、表面几何形状误差和轴颈挠曲变形等,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,五、轴承的热平衡计算,热平衡方程：产生的热量=散失的热量 Q=Q1+Q2,其中，摩擦热：Q=fv W,式中:q-润滑油流量m3/s；,-滑油密度kg/m3；,c-润滑油的比热容，J/(kg.)；,ti-油出口温度；to-油入口温度；,3-表面传热系数 W/(m2.)。,滑油带走的热：Q1=qc(to-ti)W轴承散发的热：Q2=3dB(to-ti)W,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,温升公式：,其中-润滑油流量系数；,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,摩擦系数：,系数与宽径比有关，若B/d1，则=(B/d)1.5 若B/d

28、1，则=1,由于轴承内部各处温度不一样，计算时采用平均温度:,为了保证轴承能正常，其平均温度:tm 7080,设计时，应使进油温度:ti=tm-t/2 3540,当 ti 3540时，表明轴承承载能力有冗余，可采取如下措施：,增大表面粗糙度，以降低成本；,减小间隙，提高旋转精度；,加宽轴承，充分利用轴承的承载能力。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,当 t1 3540时，表明轴承的承载能力不足，可采取如下措施：,加散热片，以增大散热面积；,在保证承载能力的不下降的条件下，适当增大 轴承间隙；,提高轴和轴承的加工精度。,风冷,增加冷却装置：加风扇、冷却水管、循环油冷却；,青岛科技大学专用 潘存云

29、教授研制,六、轴承参数的选择,取值范围：B/d=0.31.5,影响效果：B/d小，有利于提高稳定性，增大端排泄量 以降低温度；,B/d大，增大轴承的承载能力。,0.61.5-电动机、发电机、离心机、齿轮变速器;,1、宽径比B/d,应用:B/d=,0.31.0-汽轮机、鼓风机;,0.81.2-机车、拖拉机;,0.60.9-轧钢机。,2、相对间隙,影响因素：载荷和速度，轴径尺寸，宽度/直径，调心 能力，加工精度。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,选取原则：1）速度高，取大值；载荷小，取小值；,2）直径大，宽径比小，调心性能好，加工精度高，取小值；反之，取大值。,应用:=,0.0010.0002-

30、汽轮机、电动机、发 电机、齿轮变速器;,0.00020.0015-轧钢机铁路机车辆；,0.00020.00125-机床、内燃机。,0.00020.00125-鼓风机、离心机。,一般轴承，按如下经验公式计算：,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,3、润滑油粘度,对承载能力，功耗、温升都有影响；,根据平均温度：tm=(ti+to)/2 决定润滑油粘度；,设计时假设，tm=5075，计算所得应在：ti=3540；,初始计算时，可取：,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,七、液体动力润滑径向滑动轴承的设计过程,已知条件：外加径向载荷F(N)，轴颈转速n(r/min)及轴颈直径d(mm)。,设计及验算,保证

31、在平均油温 tm下 hmin h,a)选择轴承材料，验算 p、v、pv。,b)选择轴承参数，如轴承宽度(B)、相对间隙()和润滑油()。,c)计算承载量系数(Cp)并查表确定偏心率()。,d)计算最小油膜厚度(hmin)和许用油膜厚度(h)。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,极限工作能力校核,a)根据直径间隙()，选择配合。,b)根据最大间隙(max)和最小间隙(min)，校核轴 承的最小油膜厚度和润滑油入口油温。,绘制轴承零件图,验算温升,a)计算轴承与轴颈的摩擦系数(f)。,c)计算轴承温升(t)和润滑油入口平均温度(ti)。,b)根据宽径比(B/d)和偏心率()查取润滑油流量系数。,青

32、岛科技大学专用 潘存云教授研制,12-8 其它形式滑动轴承简介,一、无润滑轴承 又称干摩擦轴承,无润滑轴承-工作时外界不提供润滑剂。,自润滑轴承-轴承材料本身就是固体润滑剂，或 轴瓦内含有润滑剂。,1）轴承材料及轴径材料,轴承材料-为降低磨损，常用工程塑料和碳石墨；,轴径材料-为防止锈蚀或降低摩擦系数，常用不锈 钢、碳钢镀硬铬，使轴承和轴径两者表 面硬度差加大。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,b)轴瓦厚度-对于完全塑料的轴瓦，=d/(1220),以金属轴瓦作瓦背时，可适当减薄。,d)表面粗糙度-Ra=0.20.4 m,3）轴承承载能力,失效形式主要是磨损，设计条件是：,p p 以及 pv

33、pv,c)直径间隙-0.05d，且不小于 0.1 mm,2）主要设计参数,a）宽径比：B/d=0.351.5,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,将轴瓦内孔做成特殊形状，以产生多个动压油膜，提高轴承的工作稳定性和旋转精度。,1、椭圆轴承,特点：形成两个动压油膜，提高了稳定性。摩擦损耗加 大、供油量增大、承载能力降低。矢量之合,2、三油楔轴承,特点：形成三个动压油膜，提高了旋转精度和稳定性。摩擦损耗加大、承载能力降低，制造困难。,固定式,可倾式,制造时两半之间加垫片，镗出圆孔，使用时拆去垫片即可。,二、多油楔轴承,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,三、液体静压轴承,工作原理：依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。,特点：静压轴承载任何工况下都能胜任工作。,常用节流器,关键器件：节流器,节流器作用：根据外载荷的变化自动调节各油腔内的压力。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,四、空气轴承,空气也是一种流体润滑剂，其粘度只有L-AN7润滑油的1/4000，摩擦力小到可忽略不计，因此可用于数十万转的超高速轴承。,空气轴承的工作原理与液体润滑轴承本质上是一样。分静压和动压两种。,气膜厚度-20 m,制造精度,严格过滤,优点：1)不随温度变化，可用于高温或低温；,2)没有油污染的危险；,3)回转精度高，运行噪音低。,缺点：承载能力不大，密封困难。,