华中科技大学机械设计8-滑动轴承.ppt

机械设计 第八章 滑动轴承设计 §8-1 滑动轴承概述 一、滑动轴承的主要特点： ● 工作平稳，无噪声； ● 适合于高速； ● 液体摩擦时摩擦损失小； ● 径向尺寸小而且可剖分。 二、滑动轴承的摩擦状态： 1、干摩擦状态 应避免此种摩擦状态。 摩擦表面无润滑剂，功率损失严重，磨损加剧，温升高，轴瓦易破坏。 滑动轴承(轴瓦) 摩擦面微观现象 放大 摩擦系数 f ＝0.01～0.1 2、边界摩擦状态 摩擦表面间有润滑油存在，金属表面上形成了一层极薄的边界油膜。 但仍有尖峰部分直接接触。 3、液体摩擦状态 两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成了一定厚度的压力油膜。 这种摩擦状态是润滑油分子之间的摩擦，摩擦系数极小， f ＝0.001~0.008。 重要轴承采用这种摩擦状态。 第八章 滑动轴承设计－概述 压力油膜 边界油膜 常与半干摩擦、半液体摩擦状态并存，通称混合摩擦状态。 非液体摩擦滑动轴承 液体摩擦滑动轴承 常用润滑剂： 润滑油 — 液体，用途最广泛； 1、润滑油的性能及选择 粘度 — 三、润滑剂及其选择 (8－3节) 润滑脂 — 半固体，一般用于中、低速； 固体润滑剂 — 主要用作油、脂的添加剂，也可单独使用。 表征了流动的液体中内摩擦阻力的大小。 是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据。 第八章 滑动轴承－概述 动力粘度η 运动粘度ν 单位 Pa●S（帕秒） 用于流体动力学计算 同温下流体的密度 常用mm2/S（厘斯 cSt）用来表示润滑油的粘度 油性 — 也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附性能。油性好则摩擦系数小。 第八章 滑动轴承－概述 注意：润滑油的粘度并不是定值， 粘度随温度和压力的变化而变化，温度的影响最大。 温度升高 粘度下降 压力升高 粘度上升 但压力对粘度的影响较小，通常忽略不计。 国标规定，40℃时粘度的平均值为该润滑油牌号的粘度。 凝点 — 反映润滑油的低温工作性能。 闪点 — 反映润滑油在高温下工作的安全性。 润滑油粘度的选择原则： 针入度 — 表征润滑脂的稀稠度，类似于油的粘度； ● 压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油； ● 速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失； ● 工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降。 2、润滑脂的性能及选择 滴 点 — 表征润滑脂耐高温的性能。 润滑脂的选择原则： ● 工作环境有水汽，选钙基润滑脂； ● 工作温度高，选钠基润滑脂； ● 有水汽而且工作温度高，则应选锂基润滑脂。 第八章 滑动轴承－概述 一、失效形式 1、磨损 导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作。 1、限制轴承的压强 p ： 高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴瓦上较软的金属焊粘在轴颈表面而出现胶合。 二、设计计算准则 §8-2 非液体摩擦滑动轴承的设计（8－4节） 2、胶合（烧瓦） 目的 — 防止轴瓦过度磨损。 B d Fr — 向心滑动轴承 许用压强查表 8-1 平均压强： 第八章 滑动轴承设计－非液体摩擦滑动轴承 pmax p 2、限制轴承的 pv 值 ： 目的 — 控制轴承的发热量，防止胶合破坏。 pv f － 单位面积上的摩擦功率损失 所以， pv 值表征了轴承发热量的大小。 pv↑ 发热量↑ 温升↑ 润滑效果↓ 胶合 → → → → d1 d0 Fa k － 考虑油沟使支承面积减小，取 0.8~0.9 推力滑动轴承 轴颈表面线速度 摩擦系数 向心滑动轴承： n z － 推力环的数目 第八章 滑动轴承设计－设计准则 许用 pv 值查表 8-1 p ≤ [ p ]； v ≤ [ v ] 防止胶合： pv ≤ [ pv ] 防止磨损： 推力滑动轴承： 3、限制滑动速度 v ： 目的 — 防止滑动速度过高而引起磨损 平均速度 许用 线速度 三、设计步骤 确定轴承结构形式 确定轴承宽度 B 和孔径 d 验算 p、pv、v 选择轴承的配合 选择润滑剂与润滑装置 选择轴瓦材料 第八章 滑动轴承设计－设计准则 宽径比B/d=0.8~1.5 见表8－3 d1 d0 Fa n 平均直径 dm＝(d1+d0)/2 B d 推力轴承取2～4 压力油膜 压力油膜形成 相对运动（动压轴承） 外界提供压力油（静压轴承） §8-3 液体摩擦动压滑动轴承简介 一、动压油膜的形成机理 v F 两摩擦表面平行，不会产生动压油膜 v p 两摩擦表面成楔形间隙，产生了动压油膜 进油口 出油口 二、形成动压油膜的必要条件 ● 两摩擦面必须形成楔形间隙 ● 润滑油必须从大口进小口出 ● 必须具有足够的滑动速度 ● 必须充满一定粘度的润滑油 第八章 滑动轴承设计－