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1、第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承滑动摩擦的分类滑动摩擦的分类V干摩擦干摩擦V流体摩擦流体摩擦V混合摩擦混合摩擦V边界摩擦边界摩擦边界油膜边界油膜12-1 12-1 概述概述应用场合：应用场合：1 1、高转速；、高转速；2 2、高精度；、高精度；3 3、重载荷；、重载荷；4 4、剖分结构；、剖分结构；5 5、径向尺寸小；、径向尺寸小；推力滑动轴承推力滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承动压动压静压静压根据摩擦状态根据摩擦状态根据承载方向根据承载方向类类型型6 6、冲击和振动。、冲击和振动。缺点缺点 一一 整体式径向滑动轴承整体式径
2、向滑动轴承结构简洁结构简洁轴承间隙不能调整轴承间隙不能调整特点特点12-1 12-1 滑动轴承的主要结构形式滑动轴承的主要结构形式二二 对开式径向滑动轴承对开式径向滑动轴承特点特点间隙可调间隙可调安装便利安装便利三三.止推滑动轴承止推滑动轴承Fa实心型实心型Fa单环型单环型Fa多环型多环型Fa空心型空心型12-3 12-3 12-3 12-3 滑动轴承的滑动轴承的滑动轴承的滑动轴承的失效形式及常用材料失效形式及常用材料失效形式及常用材料失效形式及常用材料一、滑动轴承的失效形式一、滑动轴承的失效形式1、磨粒磨损、磨粒磨损2、刮伤、刮伤3、咬粘（胶合）、咬粘（胶合）4、乏累剥落、乏累剥落5、腐蚀、
3、腐蚀二二.轴承材料轴承材料对轴瓦材料的要求：对轴瓦材料的要求：减摩（减摩（f 小）性、耐磨损、抗胶合抗点蚀、）性、耐磨损、抗胶合抗点蚀、顺应性、嵌入性、跑合性，导热性、足够的顺应性、嵌入性、跑合性，导热性、足够的强度。强度。1 1、轴承合金（巴氏合金）、轴承合金（巴氏合金）成分：成分：锡、铅、锑、铜锡、铅、锑、铜特点：特点：摩擦系数小，抗胶合，摩擦系数小，抗胶合，耐腐蚀。强度和熔点低，耐腐蚀。强度和熔点低，价格昂贵。价格昂贵。作轴承衬作轴承衬应用：中高速，重载。应用：中高速，重载。ZChZChSnSb10-6 SnSb10-6 ZChZChPbSb16-16-2PbSb16-16-22 2、铜
4、合金、铜合金成分：成分：锡、铜、铅、铝、铁锡、铜、铅、铝、铁锡青铜、铝青铜、铅青铜锡青铜、铝青铜、铅青铜特点：特点：耐磨，耐高温，强度高耐磨，耐高温，强度高 ，塑性差，塑性差应用：中速，重（中）载。应用：中速，重（中）载。制做整体式轴瓦。制做整体式轴瓦。3 3、铝合金、铝合金成分：成分：锡、铝锡、铝特点：特点：耐磨，耐高温，强度高耐磨，耐高温，强度高 ，塑性差，塑性差 成本低。成本低。应用：中速，重（中）载。应用：中速，重（中）载。制做整体式轴瓦。制做整体式轴瓦。4 4、粉末冶金（含油轴承）、粉末冶金（含油轴承）成分：成分：铁、铜、石墨粉末经过压制、烧结铁、铜、石墨粉末经过压制、烧结特点：特点
5、：组织疏松多孔，组织疏松多孔，耐磨性好，韧性差，材料价廉。耐磨性好，韧性差，材料价廉。应用：低速，平稳载荷，加油不便。应用：低速，平稳载荷，加油不便。5 5、铸铁、铸铁 HT150 HT200 HT150 HT2006 6、非金属材料：酚醛树脂，尼龙，橡胶。、非金属材料：酚醛树脂，尼龙，橡胶。1 1 1 12 2 2 2-4 4 4 4 轴轴轴轴瓦瓦瓦瓦结结结结构构构构一、轴瓦形式和构造一、轴瓦形式和构造轴瓦分为轴瓦分为对开式对开式 用于对开式滑动轴承用于对开式滑动轴承整体式整体式 用于整体式滑动轴承用于整体式滑动轴承整体式轴瓦：整体轴套、单层、双层、整体式轴瓦：整体轴套、单层、双层、多层轴套
6、；多层轴套；整体式轴瓦：整体轴套、单层、双层、整体式轴瓦：整体轴套、单层、双层、多层轴套；多层轴套；对开式轴瓦：厚壁轴瓦和薄壁轴瓦对开式轴瓦：厚壁轴瓦和薄壁轴瓦油孔油孔油槽油槽油槽油槽三、油孔及油槽三、油孔及油槽目的：为了把润滑油导入整个润滑表面目的：为了把润滑油导入整个润滑表面油孔和油沟的位置要放在非油孔和油沟的位置要放在非承载区承载区油沟的形态要便于导油油沟的形态要便于导油12-5 12-5 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑润滑剂的选择润滑剂的选择半固体润滑剂半固体润滑剂润滑脂：润滑脂：锥入度、滴点锥入度、滴点液体润滑剂液体润滑剂润滑油：粘度润滑油：粘度固体润滑剂和气体润滑剂固体润滑剂和气体润
7、滑剂润滑油的粘度润滑油的粘度动力粘度动力粘度 （）粘粘-温曲线温曲线运动粘度运动粘度m m2 2/s/s速度梯度12-6 12-6 非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承的设计计算的设计计算1 1、失效形式：磨损、胶合、失效形式：磨损、胶合2 2、设计准则、设计准则:维持边界油膜不破坏维持边界油膜不破坏 （维持边界润滑状态）（维持边界润滑状态）3 3、条件性计算内容：、条件性计算内容：避开轴瓦过度磨损；避开轴瓦过度磨损；验算轴承验算轴承，限制轴瓦温升；限制轴瓦温升；验算轴承验算轴承 ，避开局部加速磨损，避开局部加速磨损一、径向滑动轴承的的计算一、径向滑动轴承的的计算验算轴承的平均压力验算轴承的平
8、均压力4 4、非液体摩擦、非液体摩擦径向径向滑动轴承的设计计算滑动轴承的设计计算已知已知:轴径轴径 d、转速、转速n、载荷、载荷P设计步骤设计步骤:4.4.验算轴承的工作实力；验算轴承的工作实力；3.3.选择轴承的宽径比选择轴承的宽径比 ，确定轴承宽度，确定轴承宽度;Pd1.1.确定轴承的结构型式；确定轴承的结构型式；2 2、选定轴瓦材料，查出、选定轴瓦材料，查出pp、pvpv、vv；B验算轴承平均压力验算轴承平均压力避开轴瓦过度磨损；避开轴瓦过度磨损；验算轴承验算轴承限制轴瓦温升；限制轴瓦温升；验算轴承验算轴承避开轴瓦局部加速磨损。避开轴瓦局部加速磨损。5 5、选择轴承的配合、选择轴承的配合
9、例例 :已知已知d=60mm,B=60mm,n=960r/min,轴瓦材轴瓦材料的料的求轴承能承受的最大径向载荷求轴承能承受的最大径向载荷F。解：解：F=35880N12-7 12-7 液体动压滑动轴承的设计计算液体动压滑动轴承的设计计算一一.液体动压润滑的基本方程液体动压润滑的基本方程-雷诺方程雷诺方程VF油压 p 的分布v动压润滑基本原理动压润滑基本原理VVF形成动压油膜的必要条件：形成动压油膜的必要条件：1.1.两表面必需构成楔形；两表面必需构成楔形；2.2.两表面必需有确定的相对速度，两表面必需有确定的相对速度，油从大口进，小口出；油从大口进，小口出；3.3.两表面间必需连续充溢确定粘
10、度的两表面间必需连续充溢确定粘度的润滑油。润滑油。Vtdxdzpdydzxyzvxy雷诺方程雷诺方程Vxyxyh油层的速度分部油层的速度分部2 2 润滑油的流量：润滑油的流量：-一维雷诺方程一维雷诺方程油膜压力最大油膜压力最大处的油膜厚度处的油膜厚度Vh0Vxyxh动压润滑基本方程：动压润滑基本方程：h二、向心滑动轴承二、向心滑动轴承动压油膜的形成过程动压油膜的形成过程F边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦液体摩擦液体摩擦非液体摩擦非液体摩擦形成形成动压动压油膜油膜F直径间隙直径间隙=D-dFDd三、径向滑动轴承的主要几何关系三、径向滑动轴承的主要几何关系相对间隙：相对间隙：半径间隙：半径间隙：直
11、径间隙：直径间隙：=Dd偏心距偏心距e e偏心率偏心率=e=(1 )=r (1 )(n=0)(n)ecoscos=r r coscosFrRheO1Or rcos cos h=h=r rcoscosdx=rd F四、向心滑动轴承承载实力计算四、向心滑动轴承承载实力计算1、承载量计算和承载量系数、承载量计算和承载量系数求随意位置求随意位置 处的压力处的压力F12求求单位轴承宽度单位轴承宽度承载力承载力ap py ydzdzzF F1 1zF=F=Cp轴承承载量系数轴承承载量系数（,B/d）ee=B/dc0.40.60.650.70.750.800.850.900.950.9750.99承载量系数
12、Cp0.70.360.811.011.311.722.393.586.0314.1431.888.900.90.511.101.371.742.243.064.467.2916.3735.696.351.00.581.251.521.922.463.374.817.7717.1837.098.951.20.721.481.792.22.83.785.48.518.439.0102.91.50.891.762.092.603.244.265.949.3019.641.0106.82.01.092.072.442.983.674.776.5410.0920.943.1100.7承载量系数Cp返回返
13、回例题设计时，已知设计时，已知F、d、n()，选择选择 B、，求所需要的求所需要的承载量系数承载量系数查出偏心率查出偏心率 计算出计算出 =-e -e=-求出偏心距求出偏心距 e=e=滑动轴承形成动压润滑的充分条件：滑动轴承形成动压润滑的充分条件：2、最小油膜厚度、最小油膜厚度e3 3、轴承的热平衡计算、轴承的热平衡计算热平衡条件：摩擦功耗产生热量热平衡条件：摩擦功耗产生热量=轴承的散热量轴承的散热量摩擦功（发摩擦功（发热量）：热量）：散热量：散热量：轴承表面散发的热量：轴承表面散发的热量：润滑油带走的热量：润滑油带走的热量：热平衡条件：热平衡条件：平均温度平均温度如给定平均温度如给定平均温度
14、 ，则控制入油口温度：则控制入油口温度：油量系数油量系数五、参数选择五、参数选择已知：已知：F、d、n()，选择选择 B/d、。1、B/ddB/d 大（大（B大）大），轴承承载实力高；，轴承承载实力高；但但B/d 过大时，轴承温上升。过大时，轴承温上升。（,B/d）不同不同 B/d 时轴向和周向油膜压力分布时轴向和周向油膜压力分布 小，轴承承载实力高；小，轴承承载实力高；过小，轴承温上升过小，轴承温上升,h,h下降。下降。2、相对间隙相对间隙n()高时，高时，应选应选大大些；些；载荷大载荷大时，时，应选应选小小些。些。h3、粘度粘度 高，高，轴轴承承承承载实载实力高，但力高，但轴轴承温升大。承
15、温升大。当当高或高或B大大时，时，可以可以选选低低些。些。已知：已知：F=100 000N，d=200mm,n=500r/min。设计：设计：重型机床主轴重型机床主轴-流体动压润滑轴承流体动压润滑轴承1、确定轴承结构型式确定轴承结构型式2、确定轴承宽度确定轴承宽度B 选择选择B/d=1轴承宽度轴承宽度B=200mm剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承3、计算轴承的计算轴承的 p、pv v、v v为什么为什么设计液设计液体动压轴承还体动压轴承还要保证要保证非液体摩擦轴非液体摩擦轴承对轴瓦材料承对轴瓦材料的要求？的要求？4、选选轴瓦材料轴瓦材料选选5、选选润滑油及粘度润滑油及粘度，厘斯厘斯初定初定润滑油的
16、平均温度润滑油的平均温度选用选用 LAN68 润滑油，润滑油，50=40cSt查出偏心率查出偏心率 =0.713 =0.713 （线性插值）（线性插值）6、选择相对间隙选择相对间隙，计算轴承承载量系数，计算轴承承载量系数 ，确定偏心率确定偏心率 查粘度查粘度查偏心率查偏心率7 7、计算、计算，故可实现液体动压润滑。，故可实现液体动压润滑。选定表面粗糙度：选定表面粗糙度：轴颈表面：轴颈表面：Rz1=3.2m2mm轴瓦表面：轴瓦表面：Rz2=6.3m3mm9 9、计算润滑油的温升计算润滑油的温升8 8、计算摩擦系数计算摩擦系数 f=0.00258=0.00258查耗油量系数查耗油量系数一般要求一般
17、要求 ，轴承的热平衡条件满足要求。轴承的热平衡条件满足要求。1010、选择协作、选择协作按初选的直径间隙按初选的直径间隙=d d =0.00125200=0.25mm=0.00125200=0.25mm最大最大相对间隙相对间隙最小最小相对间隙相对间隙最大直径间隙最大直径间隙最小直径间隙最小直径间隙加工安装后加工安装后有可能形成有可能形成选协作选协作f180F6/d7f200200F7(),F200200d7()平均间隙平均间隙需要分别按需要分别按最小最小相对间隙相对间隙最大最大相对间隙相对间隙验算验算轴承的承载能力轴承的承载能力（）和）和热平衡条件。热平衡条件。1 1）加大）加大B/d B/d
18、；2 2）提高）提高；3 3）提高）提高V V；5 5）调整调整相对间隙相对间隙；=-4)4)降低降低轴承表面粗糙度度，减小轴承表面粗糙度度，减小hh。如果如果轴承的承载能力不足，即轴承的承载能力不足，即 ，可采取的措施：可采取的措施：相对间隙相对间隙对对 和平均温度和平均温度 的影响的影响相对间隙相对间隙润滑油流量润滑油流量Q油的平均温度油的平均温度Q的优化值域的优化值域F假如轴承的热平衡条件不满足，即温升大，假如轴承的热平衡条件不满足，即温升大，可实行的措施：可实行的措施：1 1）减小）减小B/dB/d；使；使QQ3 3）降低）降低；t t,f4 4）降低）降低 V V。2 2）加大加大相对间隙相对间隙；加大润滑油的流量加大润滑油的流量减少发热量减少发热量