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1、 上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室1）支承轴及轴上的零件，保持轴的旋转精度；2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。按工作时的摩擦性质分类：滚动轴承轴承的功用：滑动轴承用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。优点多，应用广承受径向载荷按受载特性分类：向心轴承推力轴承承受轴向载荷上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室滑动轴承滚动轴承本章介绍滑动轴承 应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、滚筒清沙机、破碎机等机械常采用滑动轴承。上海海事大学机械原理与设
2、计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室1. 干摩擦 两个相对运动表面直接接触，摩擦系数大，因而 滑动轴承不允许在干摩擦状态下工作！2. 边界摩擦一、摩擦状态一、摩擦状态 功耗 磨损 温度 运动副表面有一层厚度1 m的油膜（边界膜），但不足以将两表面完全分开。比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3vvv上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室v 有一层压力油膜将两表面完全隔开，彼此不直接接触。摩擦发生在油膜内部。3. 液体摩擦摩擦和磨损极轻，f 0.001 0.01 液体摩擦是滑动轴承理想的摩擦状态。 在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态（混合摩擦）。二、摩擦特性曲线
3、二、摩擦特性曲线定义：无量纲参数n/p称为轴承特性数。 上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室fn/p o边界摩擦混合摩擦液体摩擦摩擦特性曲线润滑油动力粘度；n转速；p油膜压强。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴承承受承受径向载荷径向载荷组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。整体式向心滑动轴承轴承座轴套1.整体式：结构简单；安装不便。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室剖分式向心滑动轴承榫口螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦2.剖分式：安装方便；轴瓦磨损后间隙可调整。上海海事大学
4、机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室结构设计注意事项：轴承中分面尽量布置成与载荷方向垂直；450 中分面做成阶梯形，以便对中，并防止横向错动。3.轴瓦结构型式整体式上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室整体轴套卷制轴套剖分式薄壁轴瓦厚壁轴瓦上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室设计注意事项：轴瓦上开设进油孔，内表面设置油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴颈上。油沟形式 Bd进油孔和油沟应布置在非承载区；油沟距两端面留出一定距离，以免润滑油大量端 泄；F上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室宽径比=B/d
5、轴瓦宽度与轴径直径之比，是滑动轴承的重要结构参数。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 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。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承承受承受轴向载荷轴向载荷结构特点：利用轴的端面、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块。其数量一般为612。类型固定式 倾角固定，顶部预留平台可倾式倾角随载荷、转速自行调整，性能好。 FF绕此边线自行倾斜上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与
6、设计教研室材料要求：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。 单一材料难以同时满足上述各项要求，工程上常用浇铸或压合的方法将两种或几种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。轴承衬一、轴承合金（白合金、巴氏合金）一、轴承合金（白合金、巴氏合金）1. 锡锑轴承合金上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室优点： 摩擦系数小、耐腐蚀性和抗胶合性能好、对油的吸附性强、易跑合，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：t1202. 铅锑轴承合金性能与锡
7、锑轴承合金相近，较脆。二、青铜二、青铜优点：强度高、承载能力大、耐磨性和导热都优于轴承合金。工作温度高达250 。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴颈必须淬硬。青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇铸在钢或铸铁轴瓦上。铝青铜铅青铜锡青铜 中速重载中速中载低速重载三、合金粉末三、合金粉末 用粉末冶金法直接制成轴承，具有多孔性组织，可存储润滑油，称含油轴承。可用于加油不方便的场合。四、铸铁四、铸铁用于不重要、低速轻载轴承。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室五、非金属材料五、非金属材料1.橡胶轴承：具
8、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。2.塑料轴承：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、易变形。为克服此 缺陷，可作为轴承衬粘附在金属轴瓦上使用。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室 常用轴瓦及轴承衬材料的性能材料及其代号铸锡锑轴承合金ZSnSb11Cu6铸铅锑轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2铸锡青铜ZCuSn10P1铸锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5铸铝青铜ZCuAl10Fe3pMpapvMpa.m/s平稳冲击25202015HB
9、S金属型 砂型最高工作温度轴颈硬度150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC150150280280280273090806560110100151581510151512上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室一、润滑剂一、润滑剂作用：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石墨、二硫化钼等1.润滑油润滑油的特性：1)温度 t 2)压力 p 但p 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：调和在润滑油中；涂覆、烧结
10、在摩擦表面形成覆盖膜；混入金属或塑料粉末中烧结成型。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室二、润滑装置二、润滑装置1.油杯 旋盖式油杯压注式油杯针阀式油杯弹簧盖油杯上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室2.油环 上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室 非液体摩擦滑动轴承在工作时处于混合摩擦状态。设计依据：维持边界油膜不破裂。计算项目及意义 pp Pvpv意义：限制压强，保证润滑油不被过大的压力挤出，避免轴瓦产生过度磨损。意义：限制pv值，以控制油温，避免油膜破裂。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与
11、设计教研室一、向心轴承一、向心轴承1.验算压强pF径向载荷，B轴瓦宽度，d轴径，p许用压强。 p= pFBd2.验算pv值n转速，pv许用值。 pv = FBddn60 1000pv上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室z轴环数pvm pv)zd(d4Fp2122p对于多环支承，考虑承载的不均匀性，p、pv应降低2040%。Fd1d21.验算压强2.验算pv值Vm平均圆周速度。二、推力轴承二、推力轴承 Fd1d2上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室一、动压油膜形成原理和条件一、动压油膜形成原理和条件 v 1.原理 FFFF两平行运动表面之间
12、不能形成压力油膜！动压油膜因流体内速度分布差异而产生的压力油膜。上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室 两个不平行运动表面间的油膜压力分布可用一维雷诺方程描述：306hhhvdxdpF v vvvvh0bb压力分布曲线p=f(x)Px上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室二、二、 形成动压油膜的必要条件形成动压油膜的必要条件1.两相对运动表面之间形成楔形间隙；2.两运动表面之间充满连续的流体；3.两运动表面必须有相对运动，其运动方向从大截面到 小截面。静止 爬升 将轴抬起稳定运转F轴心左移 Fx 0 Fy =F Fy =F Fx = 0e三、向心轴承动压油膜的形成过程三、向心轴承动压油膜的形成过程动压润滑轴承工作时，轴颈与轴处于偏心状态。e 偏心距