1、第十章 滑動軸承重要基本概念1動壓油膜形成過程隨著軸頸轉(zhuǎn)速的提高，軸頸中心的位置和油膜厚度的變化如圖10-3所示。圖10-3從n=0，到n，軸頸中心的運動軌跡為一半圓。利用此原理可以測量軸承的偏心距e，從而計算出最小油膜厚度hmin。2動壓油膜形成條件(1) 相對運動的兩表面必須構(gòu)成收斂的楔形間隙；(2) 兩表面必須有一定的相對速度，其運動方向應(yīng)使?jié)櫥蛷拇罂诹魅搿男】诹鞒觯?3) 潤滑油必須具有一定的粘度，且供油要充分。3非液體摩擦滑動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則和驗算內(nèi)容，液體動壓潤滑軸承設(shè)計時也要進行這些計算失效形式：磨損、膠合設(shè)計準(zhǔn)則：維護邊界油膜不被破壞，盡量減少軸承材料的磨損。驗算內(nèi)

2、容：為防止過度磨損，驗算：p = pMPa為防止溫升過高而膠合，驗算：Pv= pv MPam/s為防止局部過度磨損，驗算：V = v m/s因為在液體動壓潤滑滑動軸承的啟動和停車過程中，也是處于非液體摩擦狀態(tài)，也會發(fā)生磨損，也需要進行上述三個條件的驗算。4對滑動軸承材料性能的要求除強度（抗壓、抗沖擊）外，還應(yīng)有良好的減摩性（摩擦系數(shù)?。⒛湍バ裕鼓p、抗膠合）、跑合性、導(dǎo)熱性、潤滑性、順應(yīng)性、嵌藏性等。5液體動壓潤滑軸承的工作能力準(zhǔn)則(1) 保證油膜厚度條件：hminh；(2) 保障溫升條件： =1030。精選例題與解析例10-1 一向心滑動軸承，已知：軸頸直徑d = 50mm，寬徑比B/d

3、 =0.8，軸的轉(zhuǎn)速n= 1500r/min，軸承受徑向載荷F = 5000N，軸瓦材料初步選擇錫青銅ZcuSn5Pb5Zn5，試按照非液體潤滑軸承計算，校核該軸承是否可用。如不可用，提出改進方法。解：根據(jù)給定材料ZCuSn5Pb5Zn5查得：p = 8MPa，v= 3 m/s，pv=12 MPam/s。根據(jù)寬徑比B/d =0.8，知B = 40mm。則： 2.5 MPap = 8 MPa9.82 MPam/spv=12 MPam/s 3.93 m/s v= 3 m/s可見：p 和 pv 值均滿足要求，只有 v 不滿足。其改進方法是：如果軸的直徑富裕，可以減小軸頸直徑，使圓周速度v減?。徊捎胿

4、較大的軸承材料。改進方法：將軸承材料改為軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2，p=15MPa，v=12 m/s，pv=10 MPam/s。則： 2.5 MPap = 15 MPa9.82 MPam/spv=10 MPam/s 3.93 m/s v= 12 m/s結(jié)論：軸承材料采用軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2，軸頸直徑d = 50mm，寬度B = 40mm。例10-2 一向心滑動軸承，已知：軸頸直徑d = 150mm，寬徑比B/d =0.8，直徑間隙= 0.3 mm，軸承包角180，軸的轉(zhuǎn)速n= 1500r/min，軸承受徑向載荷F = 18000N，采用N32潤滑油，在工作溫度下的動力

5、粘度= 0.0175Pas，軸頸和軸瓦的表面粗糙度分別為Rz1=1.6和Rz2=3.2，試校核該軸承是否可以獲得流體動壓潤滑。解：(1) 確定h取K = 2，則h= K（RZ1 + RZ2）=2（1.6 + 3.2）= 9.6 (2) 求 hmin軸承寬度：B = 0.8d = 0.8150 = 120 mm軸承相對間隙：0.002軸頸轉(zhuǎn)速：n = 1500 r/min = 25 r/s軸承特性數(shù)：= 0.109根據(jù)S和寬徑比查圖，得到所以mm = 46.5可見，滿足hminh，軸承可以獲得流體動壓潤滑。例10-3 一向心滑動軸承，軸頸直徑d = 60mm，寬徑比B/d=1，軸承包角，直徑間隙

6、=0.09mm，軸頸和軸瓦的表面粗糙度Rz1=1.6，Rz2 =3.2，轉(zhuǎn)速n=1500轉(zhuǎn)/分，用N15號機械油潤滑，tm=50（= 0.095 Pas）。試求獲得流體動壓潤滑的許用載荷。解：(1) 確定hmin 取K = 2，則h= K（RZ1 + RZ2）= 9.6 ?。篽min = 10 = 0.01 mm(2) 求S半徑間隙C： C = /2 = 0.09/2 = 0.045 mm偏心率：=1- hmin/C =1 - 0.010/0.045 = 0.78根據(jù)和寬徑比查得S = 0.051(3) 求F軸承寬度：B = d = 60 mm = 0.06 m軸承相對間隙：0.0015軸頸轉(zhuǎn)

7、速：n = 1500 r/min = 25 r/s則：= 7451 N所以，形成流體動壓潤滑的最大工作載荷為7451 N。例10-4 一單油楔向心滑動軸承，包角，軸頸直徑d = 100mm，軸承寬度B = 100mm，軸承的直徑間隙=0.15mm，軸頸和軸瓦的表面粗糙度分別為Rz1= 3.2，Rz2 =6.3，承受徑向載荷F = 32000N，在工作溫度下潤滑油的動力粘度= 0.027 Pas，試求能形成流體動壓潤滑的最低工作轉(zhuǎn)速。解：(1) 確定hmin 取K = 1.5，則h= K（RZ1 + RZ2）= 1.5（3.2 +6.3）= 14.25 ?。篽min = 14.25 = 0.01

8、425 mm(2) 求S半徑間隙C： C =/2 = 0.15/2 = 0.075 mm偏心率：=1- hmin/C =1 - 0.01425/0.075 = 0.81軸承寬徑比： B/d = 100/100 = 1根據(jù)和寬徑比查得S = 0.045(3) 求n軸承相對間隙：0.0015則：= 12 r/s = 720 r/min所以，形成流體動壓潤滑的最低工作轉(zhuǎn)速為720 r/min。例10-5圖1例10-5 承載油楔示意如例10-5圖1所示，下板固定不動，上板沿x軸方向以速度U運動。已知：流速方程： 一維雷諾方程： 式中：h沿x軸任意位置的間隙h0油壓最大處的間隙潤滑油粘度u潤滑油層流速度

9、試根據(jù)油楔承載機理，定性地畫出油壓p沿x軸的變化曲線，和油楔入口、出口和h0處流速u沿y軸方向的變化曲線，并簡要說明理由。例10-5圖2解題要點：(1) 畫p(x)曲線設(shè)：油楔的外面，p = 0，則在出入口處，p = 0。根據(jù)雷諾方程，在油楔的入口一側(cè)，hh0，則：0，p(x) 為增函數(shù)；同理，在油楔的出口一側(cè)，h h0，則： 0，p (x) 為減函數(shù)。另根據(jù)實驗，pmax 偏向油楔的出口端。這樣，p(x) 曲線可以定性畫出，如圖所示。(2) 畫層流速度曲線u(y)油楔入口處：剪切流，呈線性分布。當(dāng)y = 0，u1 = U；當(dāng)y = h，u1 = 0。壓力流，當(dāng)y = 0，u2 = 0；當(dāng)y

10、= h，u2 = 0；當(dāng)0yh，因0，(h - y)0，則：u2 0。合成剪切流和壓力流，得到入口處流速變化曲線。油楔出口處：剪切流，和入口分布規(guī)律相同，呈線性分布。壓力流，只因0，使u2 0。合成剪切流和壓力流，得到出口處流速變化曲線。h0處（pmax處）：因：h0 = 0，根據(jù)雷諾方程可知，= 0，從而壓力流u2 = 0。只有剪切流。綜上，油楔入口、出口和h0處流速u沿y軸方向的變化曲線如10-5圖2所示。自測題與答案一、選擇題10-1滑動軸承材料應(yīng)有良好的嵌藏性是指_。A摩擦系數(shù)小B順應(yīng)對中誤差C容納硬污粒以防磨粒磨損D易于跑合10-2下列各材料中，可作為滑動軸承襯使用的是_。AZchS

11、nSb8-4B. 38SiMnMoCGCr15D. HT20010-3在非液體摩擦滑動軸承設(shè)計中，限制p值的主要目的是_。A防止軸承因過度發(fā)熱而膠合B防止軸承過度磨損C防止軸承因發(fā)熱而產(chǎn)生塑性變形D防止軸承因發(fā)熱而卡死10-4在非液體摩擦滑動軸承設(shè)計中，限制pv值的主要目的是_。A防止軸承因過度發(fā)熱而膠合B防止軸承過度磨損C防止軸承因發(fā)熱而產(chǎn)生塑性變形D防止軸承因發(fā)熱而卡死10-5潤滑油的主要性能指標(biāo)是_。A粘性B油性C壓縮性D剛度 10-6向心滑動軸承的偏心距e隨著_而減小。A轉(zhuǎn)速n 增大或載荷 F 的增大Bn的減小或F的減小Cn的減小或F的增大Dn 增大或F減小10-7設(shè)計動壓向心滑動軸承

12、時，若通過熱平衡計算發(fā)現(xiàn)軸承溫升過高，在下列改進設(shè)計的措施中有效的是_。A增大軸承的寬徑比B/d B減少供油量C增大相對間隙 D換用粘度較高的油10-8動壓向心滑動軸承，若其它條件均保持不變而將載荷不斷增大，則_。A偏心距e增大B偏心距e減小C偏心距e保持不變D增大或減小取決于轉(zhuǎn)速高低10-9設(shè)計動壓向心滑動軸承時，若寬徑比 B/d 取得較大，則_。A軸承端泄量大，承載能力高，溫升高B軸承端泄量大，承載能力高，溫升低C軸承端泄量小，承載能力高，溫升低D軸承端泄量小，承載能力高，溫升高10-10一流體動壓滑動軸承，若其它條件都不變，只增大轉(zhuǎn)速n，其承載能力_。A增大B減小C不變D不會增大10-1

13、1設(shè)計流體動壓潤滑軸承時，如其它條件不變，增大潤滑油粘度，溫升將_。A變小B變大C不變D不會變大10-12設(shè)計動壓式向心滑動軸承時，若發(fā)現(xiàn)最小油膜厚度hmin不夠大，在下列改進措施中有效的是_。A減小軸承的寬徑比B/dB增多供油量C減小相對間隙D換用粘度較低的潤滑油10-13三油楔可傾瓦向心滑動軸承與單油楔圓瓦向心軸承相比，其優(yōu)點是_。A承載能力高B運轉(zhuǎn)穩(wěn)定C結(jié)構(gòu)簡單D耗油量小10-14在動壓滑動軸承能建立液體動壓潤滑的條件中，不必要的條件是_。A軸頸和軸瓦表面之間構(gòu)成楔形間隙B軸頸和軸瓦表面之間有相對滑動C充分供應(yīng)潤滑油D潤滑油溫度不超過50 10-15在滑動軸承工作特性試驗中可以發(fā)現(xiàn)，隨轉(zhuǎn)

14、速n的提高，摩擦系數(shù)f_。A不斷增大B不斷減小C開始減小，進入液體摩擦后有所增大D開始增大，進入液體摩擦后有所減小10-16 通過對流體動壓滑動軸承的計算知道，隨著相對間隙的增大，軸承的溫升變小了，這是由于_。A進油量增加，摩擦系數(shù)減小，軸承發(fā)出的熱量減少了B軸承金屬的受熱面積增加，吸收和傳導(dǎo)熱量的能力增大了C被軸承間隙散發(fā)出的熱量增加了D進油量增加，潤滑油帶走的熱量增多了10-17液體動壓滑動軸承需要足夠的供油量，主要是為了_。A補充端泄油量B提高承載能力 C提高軸承效率D減輕軸瓦磨損10-18一向心滑動軸承。直徑間隙為0.08mm，現(xiàn)測得它的最小油膜厚度hmin= 21，軸承的偏心率應(yīng)該是

15、_。A0.26B0.475C0.52D0.74 10-19流體動壓潤滑軸承達到液體摩擦的許用最小油膜厚度受到_限制。A軸瓦材料B潤滑油粘度C加工表面粗糙度D軸承孔徑10-20驗算滑動軸承最小油膜厚度hmin的目的是_。A確定軸承是否能獲得液體潤滑B控制軸承的發(fā)熱量C計算軸承內(nèi)部的摩擦阻力D控制軸承的溫升10-21在_情況下，滑動軸承潤滑油的粘度不應(yīng)選得過高。A重載B高速C工作溫度高D承受變載荷或沖擊載荷10-22非金屬材料軸瓦中的橡膠軸承主要用于以_作潤滑劑之處。A潤滑油B潤滑脂C水D石墨10-23運動粘度是動力粘度和相同溫度下潤滑油_的比值。A流速B質(zhì)量C比重D密度10-24兩相對滑動的接觸

16、表面，依靠吸附油膜進行潤滑的摩擦狀態(tài)稱為_。A邊界摩擦B混合摩擦C液體摩擦D半液體摩擦10-25與滾動軸承相比較，在下述各點中，_不能作為滑動軸承的優(yōu)點。A徑向尺寸小B運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低C間隙小，旋轉(zhuǎn)精度高D可用于高速場合10-26在下列各種設(shè)備中，_只宜采用滑動軸承。A中小型減速器齒輪軸B電動機轉(zhuǎn)子C鐵路機車車輛軸D大型水輪機主軸10-27滑動軸承的潤滑方法，可以根據(jù)_來選擇A平均壓強pBC軸頸圓周速度vDpv值 10-28向心滑動軸承的直徑增大1倍，寬徑比不變，載荷及轉(zhuǎn)速不變，則軸承的壓強p變?yōu)樵瓉淼腳倍，pv值為原來的_倍。A2B1/2C1/4D4 10-29滑動軸承支承軸頸，在液體動壓潤

17、滑狀態(tài)下工作，為表示軸頸的位置，圖中_是正確的。A B C D10-30在如下的各圖中，_情況的兩板間能建立動壓油膜。 A B C D二、填空題10-31機械零件的磨損過程分三個階段：_階段、_階段和劇烈磨損階段。10-32滑動軸承使用軸瓦的目的是_，降低成本，_。10-33影響潤滑油粘度的主要因素有_和_。10-34兩摩擦面之間的典型摩擦狀態(tài)有_狀態(tài)、_狀態(tài)、_狀態(tài)和_狀態(tài)。非液體摩擦軸承一般工作在_狀態(tài)和_狀態(tài)，液體動壓潤滑軸承工作在_狀態(tài)，滑動軸承不允許出現(xiàn)_狀態(tài)。10-35非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式是_和_。防止滑動軸承發(fā)生膠合的根本問題在于_。10-36對非液體摩擦軸承工作能力

18、的驗算項目為_，_，_。10-37設(shè)計非液體摩擦滑動軸承時，驗算pp是為了防止_；驗算pvpv是防止_。10-38滑動軸承的相對間隙是_與_之比，偏心率是_與_之比。10-39在滑動軸承中，潤滑油的端泄量與軸承的_、_及油壓有關(guān)。10-40選擇滑動軸承所用的潤滑油時，對液體摩擦軸承主要考慮潤滑油的_；對非液體摩擦軸承主要考慮潤滑油的_。三、簡答題10-41滑動軸承主要適用于那些場合？10-42非液體摩擦滑動軸承的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則各是什么？10-43非液體摩擦滑動軸承需要進行哪些計算？其目的各是什么？10-44根據(jù)滑動軸承可能發(fā)生的失效形式，分析對軸瓦材料有哪些性能要求。10-45在設(shè)計液體動

19、壓滑動軸承時，是否需要進行非液體摩擦軸承的計算，為什么？10-46試畫出動壓軸承的油膜形成過程。10-47液體動壓潤滑軸承的工作能力準(zhǔn)則有哪些？10-48提高液體動壓潤滑軸承承載能力的措施有哪些？10-49當(dāng)液體動壓潤滑軸承的溫升過高，降低其溫升的措施有哪些？10-50何謂摩擦、磨損和潤滑？四、分析計算題10-51一非液體摩擦滑動軸承，B = 100 mm，d =100 mm，軸頸轉(zhuǎn)速n = 600轉(zhuǎn)/分，軸承材料的p = 8 MPa，pv=15 MPam/s， v = 3m/s。求：許用載荷F。10-52已知一起重機卷筒軸用滑動軸承，其徑向載荷F=100 kN，軸頸直徑d =90 mm，轉(zhuǎn)速

20、n = 10 r/min，試按非液體摩擦狀態(tài)設(shè)計此軸承。10-53一向心滑動軸承，包角，軸頸直徑d =80 mm，寬徑比B/d = 1，相對間隙=0.0015，軸頸和軸瓦的表面粗糙度Rz1 = 1.6，Rz2 = 3.2，在徑向載荷F、軸頸圓周速度v的工作條件下，偏心率=0.8，能形成液體動壓潤滑。若其它條件不變，試求：(1) 當(dāng)軸頸速度提高到時，軸承的最小油膜厚度為多少？(2) 當(dāng)軸頸速度降低為時，該軸承能否達到液體動壓潤滑？10-54某一向心滑動軸承，包角為，軸頸直徑d =80 mm，軸承寬度B =120 mm，直徑間隙= 0.1 mm，徑向載荷F = 50000N，軸的轉(zhuǎn)速n = 100

21、0 r/min，軸頸和軸瓦的表面粗糙度Rz1 = 1.6，Rz2 = 3.2，試求：(1) 若軸承達到液體動壓潤滑，潤滑油的動力粘度應(yīng)為多少？(2) 若其它條件不變，將徑向載荷F和直徑間隙都提高20%，該軸承還能否達到液體動壓潤滑狀態(tài)？五、參考答案1選擇題10-1 C； 10-2 A； 10-3 B； 10-4 A； 10-5 A； 10-6 D；10-7 C； 10-8 A； 10-9 D； 10-10 A； 10-11 B； 10-12 C；10-13 B；10-14 D；10-15 C；10-16 D； 10-17 A； 10-18 B；10-19 C；10-20 A；10-21 B；1

22、0-22 C； 10-23 D； 10-24 A；10-25 C；10-26 D；10-27 B；10-28 C B； 10-29 C； 10-30 B；2填空題10-31 跑合 穩(wěn)定磨損 劇烈磨損10-32 節(jié)約貴重金屬 維修方便10-33 溫度 壓力10-34 干摩擦 邊界摩擦 混合摩擦 流體摩擦 邊界摩擦 混合摩擦 邊界摩擦 干摩擦10-35 磨損 膠合 維護邊界膜不被破壞10-36 pp pvpv vv10-37 過度磨損 溫升過高而發(fā)生膠合10-38 直徑間隙 軸頸直徑d 偏心距e 半徑間隙C10-39 寬徑比 相對間隙10-40 粘性 油性3簡答題10-41 10-46：參考答案從

23、略，可參考本章內(nèi)容。10-471）保證油膜厚度條件：hminh； 2）保障溫升條件：tt10-48增大寬徑比；減小相對間隙；增大潤滑油粘度；提高轉(zhuǎn)速；降低軸頸和軸瓦的表面粗糙度10-49減小寬徑比；增大相對間隙；降低潤滑油粘度；采用壓力供油；軸承座增加散熱和降溫措施；10-50摩擦是指兩物體在發(fā)生相對運動（或有相對運動趨勢）時，在接觸表面上產(chǎn)生阻礙相對運動的現(xiàn)象。磨損是指在摩擦過程中，摩擦表面的材料發(fā)生微量脫落或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。 潤滑是指在作相對運動的兩物體接觸表面之間加入潤滑劑，以減少摩擦、降低磨損。4分析計算題10-51 解題要點：根據(jù)： pv=15 MPam/s得到： F = 47746 N

24、根據(jù)： p = 8 MPa得到： F = 80000 N驗算速度 m/s v= 3 m/s因為不滿足vv，軸承不能承載。其改進方法：因為相差不大，如果強度允許，可以減小一點軸頸直徑，使圓周速度v減??；另外，可以采用v較大的軸承材料。10-52 答題要點：(1) 確定軸承結(jié)構(gòu)和潤滑方式因為此軸承為低速重載軸承，尺寸大，為便于拆裝和維修，采用剖分式結(jié)構(gòu)。潤滑方式采用油脂杯式脂潤滑。(2) 選擇軸承材料按低速、重載的條件，初步選用鑄鋁青銅ZcuAl10Fe3，其p = 15 MPa，pv=12 MPam/s， v = 4m/s。(3) 確定軸承寬度對低速、重載軸承，寬徑比應(yīng)取大些。初選B/d = 1.2，則軸承寬度：B = 108 mm，?。築 = 110 mm，(4) 驗算： =p = 15MPa pv=12 MPam/s m/s v= 3 m/s可見，p與p比較接近，pv和v很富裕，可以適當(dāng)減小軸承寬度。取寬徑比：B/d = 1，則B = 90 mm。壓強 p = 12.35 MPa，v = 0.047，pv = 0.5