1、滑動軸承選型鄭大工學院專用 第1頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 1）支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉精度；2）減少轉軸與支承之間的摩擦和磨損分類：滾動軸承軸承的功用：滑動軸承應用實例：汽輪機、離心式壓縮機、內燃機、大型電機、水泥攪拌機、滾筒清砂機、破碎機等機械常采用滑動軸承。優點多，應用廣用于高速、高精度、重載、結構上要求剖分等場合。第2頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 1. 干摩擦 固體表面直接接觸，因而 不用許出現干摩擦！2. 邊界摩擦15-1 摩擦狀態 功耗 磨損 溫度 燒毀軸瓦 運動副表面有一層厚度1 m

2、的薄油膜，不足以將兩金屬表面分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削。比干摩擦的磨損輕，f 0.1 0.3v有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。3. 液體摩擦摩擦和磨損極輕，f 0.001 0.01 vvv第3頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 fn/p o在一般機器中，處于以上三種情況的混合狀態。邊界摩擦混合摩擦液體摩擦摩擦特性曲線稱無量綱參數n/p為軸承特性數。 -動力粘度，p-壓強 ，n-每秒轉數 第4頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 一、 向心滑動軸承組成：軸承座、軸套或軸瓦、聯接螺栓等。15-2 滑

3、動軸承的結構型式整體式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承榫口螺紋孔軸承座軸承軸承座軸承蓋聯接螺栓剖分軸瓦第5頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 薄壁軸瓦軸瓦非承載區內表面開有進油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。進油孔油溝F厚壁軸瓦整體軸套卷制軸套第6頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。載荷傾斜時結構如圖大型液體滑動軸承常設計成兩邊供油的形式，既有利于形成動壓油膜，又起冷卻作用。45 油溝形式 寬徑比B/d-軸瓦寬度與軸徑直徑之比。重要參數液體潤滑摩擦的滑動軸承: B/d=

4、0.51非液體潤滑摩擦的滑動軸承: B/d=0.81.5 Bd第7頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 作用：用來承受軸向載荷 二、 推力滑動軸承 結構特點： 在軸的端面、軸肩或安裝圓盤做成止推面。在止推環形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其數量一般為612。-傾角固定，頂部預留平臺， 類型固定式可傾式用來承受停車后的載荷。-傾角隨載荷、轉速自行 調整，性能好。 FF巴氏合金繞此邊線自行傾斜F第8頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 材料要求：15-3 軸瓦及軸承襯材料1）摩擦系數小；2）導熱性好，熱膨脹系數小；3）耐磨、

5、耐腐蝕、抗膠合能力強；4）有足夠的機械強度和塑性。能同時滿足這些要求的材料是難找的，但應根據具體情況主要的使用要求。工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種不同的金屬組合在一起，性能上取長補短。軸承襯一、軸承合金（白合金、巴氏合金）1）錫銻軸承合金優點： f 小，抗膠合性能好、對油的吸附性強、耐腐蝕性好、容易跑合、是優良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。第9頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 2）青銅缺點：價格貴、機械強度較差；只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。工作溫度：t120 由于巴式合金熔點低優點：青銅強度高、承載能力大、耐磨性和導熱性 都優

6、于軸承合金。工作溫度高達250 。缺點：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。青銅可以單獨制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上。鋁青銅鉛青銅錫青銅中速重載中速中載低速重載第10頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 3）具有特殊性能的軸承材料含油軸承： 用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲潤滑油。可用于加油不方便的場合。橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動使運轉平穩，可用水潤滑。常用于潛水泵、沙石清洗機、鉆機等有泥沙的場合。塑料軸承：具有摩擦系數低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學溶液等潤滑的優點。運轉時軸瓦溫度升高，

7、由于油的膨脹系數比金屬大， 油自動進入摩擦表面起到潤滑作用。含油軸承加一次油，可使用較長時間。鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。缺點：導熱性差、膨脹系數大、容易變形。為改善此 缺陷，可作為軸承襯粘復在金屬軸瓦上使用。第11頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 表15-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號鑄錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄錫青銅ZCuSn10P1鑄錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3pMpapvMpa.m/s平穩沖擊25202015HBS金屬型 砂型最高工作溫度軸徑硬度150

8、HBS150HBS45HBC45HBC45HBC150150280280280273090806560110100151581510151512第12頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 15-4 潤滑劑和潤滑裝置一、 潤滑劑作用：降低摩擦功耗、減少磨損、冷卻、吸振、防銹等。分類液體潤滑劑-潤滑油半固體潤滑劑-潤滑脂固體潤滑劑1. 潤滑油在用的大部分潤滑油為礦物油（石油）粘度-重要參數 在軸承中，潤滑油最重要的物理參數是粘度，它是選擇潤滑油的主要依據。粘度表征液體流動的內摩擦特性。A、B兩板之間充滿了液體，B板靜止，A板水平移動速度為v。由于液體與金屬表面的

9、吸附作用，A板表面的液體速度為v，而B板表面的液體速度為0。兩板之間的速度呈線性分布。液體層與層之間摩擦切應力：=dudy- 牛頓液體流動定律 -液體的動力粘度，簡稱粘度量綱：力時間/長度2單位：N s /m2 (Pa s)或泊：1P=1 dyn s /cm2 運動粘度： = 單位： m2 / s或斯St：cm2 /s 或厘斯cSt：1St=100 cSt實驗結果： oxyydydu分析位置y處薄層的受力 AB我國石油產品是用運動粘度標定的 第13頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 表15-2 常用常用潤滑油的主要性質名 稱全損耗系統用油GB443-89汽

10、輪機油GB11120-89代 號40 的粘度mm2/sL-AN7 6.127.48 -10 110凝點 C閃點(開式) C用于高速底負荷機械、精密機床、紡織紗錠的潤滑和冷卻。普通機床的液壓油。用于一般滑動軸承、齒輪、蝸輪的潤滑用于重型機床導軌、礦山機械的潤滑。用于汽輪機、發電機等高速高負荷軸承和各種小型液體潤滑軸承L-AN100 90110 0 210L-AN10 9.011.0 -10 125L-AN15 13.516.5 -10 165L-AN32 28.832.2 -10 170L-AN46 41.450.6 -10 180L-AN68 61.274.8 -10 190L-TSA32 2

11、8.835.2-7 180L-TSA46 41.450.6主要用途第14頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 0.080.070.060.050.040.030.020.01304050607080902. 潤滑脂潤滑油的特性：1）溫度 t 2）壓力p 選用原則：1) 載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的油；2) 載荷小、轉速高的軸承，宜選用粘度小的油；-潤滑油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂）混合稠化而成。優點：密封簡單、不需要經常添加、不易流失；對速度和溫度不敏感，適用范圍廣。 但p 350 才開始氧化， 可在水中工作。-摩擦系數低，使用溫度范圍廣

12、(-60300 )，但遇水性能下降。-摩擦系數低，只有石墨的一半。使用方式：1.調和在潤滑油中；2.涂覆、燒結在摩擦表面形成覆蓋膜；3.混入金屬或塑料粉末中燒結成型。其應用日漸廣泛第16頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 二、潤滑裝置1. 油杯 針閥式油杯旋蓋式油杯 脂用壓注式油杯彈簧蓋油杯第17頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 2. 油環 第18頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 一、 向心軸承在油、脂中加入少量石墨或二流化鉬粉末，形成邊界油膜，填平粗糙表面而減少磨損。不能完全

13、排除磨損。1. 軸承的壓強pF-徑向載荷，B-軸瓦寬度，d-軸徑，p-許用壓強。15-5 非液體摩擦滑動軸承的計算限制軸承壓強p，以保證潤滑油不被過大的壓力擠出，從而避免軸瓦產生過渡的磨損。 p= pFBd第19頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 表15-1 常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號鑄錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄錫青銅ZCuSn10P1鑄錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3pMpapvMpa.m/s平穩沖擊25202015HBS金屬型 砂型最高工作溫度軸徑硬度150HBS1

14、50HBS45HBC45HBC45HBC150150280280280273090806560110100151581510151512第20頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 2. 軸承的pv值 壓強限制p以保證潤滑劑不被擠出n-轉速，pv-許用值。 pv = FBddn60 1000pvpv與功耗成正比，它表征了軸承的發熱因素，pv越大，溫升越高，越容易引起油膜的破裂二、 推力軸承 z-軸環數, pvm=pvp考慮承載的不均勻性， p、pv應降低2040%Fd1d2Fd1d2第21頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用

15、 一、動壓潤滑的形成原理和條件 15-6 動壓潤滑的基本原理FFFF先分析平行板的情況。板B靜止，板A以速度向左運動，板間充滿潤滑油，無載荷時， 液體各層的速度呈三角形分布，近油量與處油量相等，板A不會下沉。但若板A有載荷時，油向兩邊擠出，板A逐漸下沉，直到與B板接觸。兩平形板之間不能形成壓力油膜！ v vvh1aah2cc如兩板不平行板。板間間隙呈沿運動方向由大到小呈收斂楔形分布，且板A有載荷， 當板A運動時，兩端速度若程虛線分布，則必然進油多而出油少。由于液體實際上是不可壓縮的，必將在板內擠壓而形成壓力，迫使進油端的速度往內凹，而出油端的速度往外鼓。進油端間隙大而速度曲線內凹，出油端間隙小

16、而速度曲線外凸，進出油量相等，同時間隙內形成的壓力與外載荷平衡，板A不會下沉。這說明了在間隙內形成了壓力油膜。這種因運動而產生的壓力油膜稱為動壓油膜。各截面的速度圖不一樣，從凹三角形過渡到凸三角形，中間必有一個位置呈三角形分布。動壓油膜-因運動而產生的壓力油膜。 v vvh0bbF第22頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 F形成動壓油膜的必要條件：1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；2.兩工件表面之間必須連續充滿潤滑油或其它液體；3.兩工件表面必須有相對滑動速度。其運動芳方向必須保證潤滑油從大截面流進，從小截面出來。 Fy =F Fx 0 Fy =F Fx

17、 = 0向心軸承動壓油膜的形成過程：靜止爬升將軸起抬轉速繼續升高質心左移穩定運轉達到工作轉速e -偏心距e第23頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 B二、流體動壓潤滑的基本方程假設條件：1.Z向無限長，潤滑油在Z向沒有流動；2.壓力 p 不隨 y 值的大小而變化；3.潤滑油粘度 不隨壓力而變化；4.潤滑油處于層流狀態。取微單元進行受力分析: +dp+dppAxzypdydz+(+d)dxdz-(p+dp)dydz dxdz=0=dd ydxdpdydu=整理后得：又有：=dxdpd2ud y2得：任意一點的油膜壓力p沿x方向的變化率，與該點y向的速度梯度的

18、導數有關。對y積分得：u= y2+C1y+C2 21dxdp邊界條件：當y=0時，u=-vC2 = -v當y=h時，u=0C1= h +21dxdphv第24頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 vvFaaccxzy代入得：u= (y2- hy) +21dxdpvhy-h任意截面內的流量：依據流體的連續性原理，通過不同截面的流量是相等的b-b截面內的流量：該處速度呈三角形分布，間隙厚度為h0負號表示流速的方向與x方向相反，因流經兩個截面的流量相等，故有：=6vdxdph0-hh3得：- 一維雷諾方程由上式可得壓力分布曲線: p=f(x)在b-b處：h=h0， p=pmax速度梯度du/dy呈線性分布，其余位置呈非線性分布。流量相等，陰影面積相等。液體動壓潤滑的基本方程，它描述了油膜壓力p的變化與動力粘度、相對滑動速度及油膜厚度h之間的關系。pmaxxph0bb第25頁，共29頁，2022年，5月20日，13點24分，星期四鄭大工學院專用 15-7 液體動壓多油楔軸承簡介 將軸瓦內孔做成特殊形狀，以產生多個動壓油膜，提高軸承的工作穩定性和旋轉精度。一、橢圓軸承 特點：形成兩個動壓油膜，提高了穩定性。摩擦損耗加 大、供油量增大、承載能力降低。矢量之合二、三