滑动轴承设计与计算.ppt
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1、第二十二章第二十二章 滑动轴承滑动轴承 概述概述22.1 22.1 滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构22.2 22.2 滑动轴承材料滑动轴承材料 22.3 22.3 润滑剂与润滑方法的选用润滑剂与润滑方法的选用22.4 22.4 滑动轴承的设计计算滑动轴承的设计计算 22.5 22.5 流体静压轴承流体静压轴承 1概概 述述滑动轴承滑动轴承与轴颈表面形成滑动摩擦副的轴承组成、特点及应用不同类型、不同应用场合的滑动轴承,其重要程度和运转参数差异非常大,结构的复杂程度和价格差异亦极大。因而,滑动轴承的设计计算,在要求和工作量方面也有很大的差别。滑动轴承设计计算内容 2概概 述述决定轴承的结
2、构型式;选择轴瓦、衬层和涂覆层材料;确定轴承几何参数;选择润滑剂和润滑方法;计算轴承工作能力,确定轴承运转参数。3滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构按能承受的载荷方向 滑动轴承的类型与应用滑动轴承的类型与应用径向轴承 推力轴承 4滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构按能承受的载荷方向 滑动轴承的类型与应用滑动轴承的类型与应用径向轴承 推力轴承 径向推力轴承 5按摩擦状态滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构干摩擦轴承无润滑轴承承 固体润滑轴承 流体摩擦(润滑)轴承 流体动压轴承流体静压轴承 动静压混合润滑轴承 流体摩擦 混合摩擦(润滑)轴承:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦共有的摩擦状态
3、 6滑动轴承的结构滑动轴承的结构 径向轴承 滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构3)调心轴承 1)整体式2)剖分式7推力轴承结构a)圆止推面 b)环形止推面c)单止推环d)多止推环 滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构8轴瓦轴瓦 滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构轴瓦包括径向轴承的轴瓦、轴套和推力轴承的推力瓦。轴瓦 单层(金属)轴瓦和多层(金属)轴瓦厚壁轴瓦和薄壁轴瓦 带挡边和不带挡边轴瓦9 轴套 滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构带挡边和不带挡边轴套;单层和多层轴套油孔、油槽和油室 10滑动轴承的类型与结构滑动轴承的类型与结构油孔、油槽和油室 1122.2 滑动轴承材料滑
4、动轴承材料对轴瓦材料性能的要求对轴瓦材料性能的要求1减摩性 成副材料的属性(不是单一材料的属性)2嵌入性 材料允许润滑剂中外来硬质颗粒嵌入而防止刮伤和磨粒磨损的性能。3顺应性123顺应性滑动轴承材料滑动轴承材料材料靠表层的弹塑性变形补偿滑动摩擦表面初始配合不良和轴的挠曲的性能。4耐磨性 配副材料抵抗磨损的性能。5耐气蚀性 材料抵抗气蚀(磨损)的性能。6磨合性 在轴颈与轴瓦初始接触的磨合阶段,减小轴颈或轴瓦加工误差、同轴度误差、表面粗糙度,使接触均匀,从而降低摩擦力、磨损率的性能。13轴瓦材料的种类轴瓦材料的种类 滑动轴承材料滑动轴承材料1 金属材料铸造锡基轴承合金:如,ZSnSb12Pb10C
5、u4。铸造铅基轴承合金:如,ZPbSb16Sn16Cu2 铸造铜基轴承合金:如,ZCuSn5Pb5Zn5,ZCuSn10P1变形(锻造)铜合金:如,CuSn8P 铸造铝基轴承合金 耐磨铸铁 2粉末冶金材料 3.非金属材料:工程塑料、炭石墨、陶瓷、橡胶14轴瓦表面涂层材料轴瓦表面涂层材料 滑动轴承材料滑动轴承材料常用的表面涂层材料:PbSn10、PbIn7、PbSn10Cu2 涂层的功能使轴瓦表面与轴颈匹配有良好的减摩性;提供一定的嵌入性;改善轴瓦表面的顺应性;防止含铅衬层材料中的铅腐蚀轴颈。涂层的厚度一般为0.017 mm0.075 mm。15各种轴瓦材料的性能比较各种轴瓦材料的性能比较 滑动
6、轴承材料滑动轴承材料轴瓦材料 抗拉强度b/MPa 弹性模量E/GPa 密度/gcm-3 热导率/W(m)-1 线胀系数/10-6-1 锡基轴承合金 8090 4857 73007380 33.538.5 23.1 铅基轴承合金60802993001020020.925.124.028.0铜基轴承合金 150700 75120 76009000 2771 1619 耐磨铸铁200350 表表22-1 22-1 各种轴瓦材料的物理性能各种轴瓦材料的物理性能 16表表22-2 22-2 各种轴瓦材料的使用性能比较各种轴瓦材料的使用性能比较 滑动轴承材料滑动轴承材料金 属 材 料 非 金 属 材 料(
7、含油)粉末冶金材料 锡(铅)基轴承合金 铜基轴承合 金铜铅合金 铸铁 塑料 木材 橡胶 炭石墨 承载能力尚可 良 良 良 尚可 差 差 差 尚可 减摩性 优 中等 良 中等 中等 优 优 良 中等 耐磨性尚可 优中等优中等 尚可差 尚可中等顺应性优 尚可差差 优良优中等 差1722.3 润滑剂与润滑方法的选用润滑剂与润滑方法的选用 润滑剂及其选用润滑剂及其选用 滑动轴承常用润滑剂有:润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂、水等。润滑油在一般参数下的大多数滑动轴承使用矿物油,有特殊要求时使用合成油。1.为滑动轴承专门研制的主轴、轴承和有关离合器用油(F组)。18润滑剂与润滑方法的选用润滑剂与润滑
8、方法的选用2.为某些机械研制的润滑油也是用来润滑那些机械中的滑动轴承的。润滑油的选用 轴颈线速度v/ms10.10.10.30.30.60.61.21.22.02.05.05.09.09.0轴承载荷p/MPa3工作温度1060粘度等级68,1006846,684632,4615,22,327,1037.5150100,15010068,100687.5302080680,1 000680460,320150,22019轴承间隙/mm 0.0020.006 0.0060.010 0.0100.030 0.0300.060 主轴油牌号 L-FD 2 L-FD 3、5、7 L-FD 7、10 L-F
9、D 15、22 主轴油的选用主轴油的选用 高速主轴轴承一般应选用L-FD油,可根据轴承间隙按下表选牌号。润滑剂与润滑方法的选用润滑剂与润滑方法的选用润滑脂 脂润滑轴承可根据滑动速度参考表22-5选用润滑脂的锥入度,根据工作温度选取润滑脂品种。20润滑剂与润滑方法的选用润滑剂与润滑方法的选用轴承工作温度/60 60130 130 线速度v/ms-1 0.5 0.50.50.5 润滑脂品种 钙基润滑脂 羟基润滑脂 锂基润滑脂 膨润土基脂 锥入度/(10 mm)-1 265340 335385 220250 表22-5 脂润滑轴承润滑脂的选择 固体润滑剂滑动轴承常用的固体润滑剂有炭石墨、二硫化钼、聚
10、四氟乙烯等。21润滑剂与润滑方法的选用润滑剂与润滑方法的选用润滑方法的选用润滑方法的选用 油、脂润滑滑动轴承润滑方法的选取油、脂润滑滑动轴承润滑方法的选取 K/(Nm)1/2s-3/2 2 000 2 00016 000 16 00032 000 32 000 润滑剂 润滑脂 润 滑 油 润滑方法 旋盖式注油杯润滑 滴油润滑 飞溅、油环或压力供油润滑压力供油润滑 F 轴承的径向载荷,B 是轴承的有效宽度d 轴颈直径;v 轴颈的圆周速度(m/s)22 滑动轴承的设计计算滑动轴承的设计计算滑动轴承的参数滑动轴承的参数径向轴承轴颈直径d或半径r轴瓦孔直径D或半径R半径间隙c(c=Rr)相对间隙(=c
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