1、江苏大学机械设计第江苏大学机械设计第12章章_滑动轴承滑动轴承2022-11-14江苏大学机械设计第12章滑动轴承其它型式滑动轴承简介其它型式滑动轴承简介江苏大学机械设计第12章滑动轴承一工作特点一工作特点1工作平稳、噪音小，承受冲击与振动载荷工作平稳、噪音小，承受冲击与振动载荷2径向尺寸小（可用在径向尺寸受限制的场合）径向尺寸小（可用在径向尺寸受限制的场合）3轴承特大特重型且需单件生产时轴承特大特重型且需单件生产时6可制成剖分式可制成剖分式4工作转速特高的轴承工作转速特高的轴承5特殊工作条件特殊工作条件下下江苏大学机械设计第12章滑动轴承2按润滑状态分按润滑状态分液体润滑轴承液体润滑轴承不完
2、全液体润滑轴承不完全液体润滑轴承 液体动力润滑轴承液体动力润滑轴承 液体静压润滑轴承液体静压润滑轴承 三主要设计内容三主要设计内容二类型二类型1按受载方向分按受载方向分径向轴承：受径向载荷径向轴承：受径向载荷止推轴承：受轴向载荷止推轴承：受轴向载荷轴承的型式与结构、轴瓦的结构与材料、轴承的结轴承的型式与结构、轴瓦的结构与材料、轴承的结构参数、润滑剂选择与供应、轴承的工作能力及热平构参数、润滑剂选择与供应、轴承的工作能力及热平衡计算。衡计算。江苏大学机械设计第12章滑动轴承一径向轴承一径向轴承 1整体式整体式缺点缺点：磨损后间隙不能调整：磨损后间隙不能调整安装时需作轴向移动，装拆不方便安装时需作
3、轴向移动，装拆不方便2剖分式剖分式3自动调心式自动调心式江苏大学机械设计第12章滑动轴承整体式滑动轴承整体式滑动轴承结构结构斜剖分式滑动轴承斜剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承结构结构径向滑动轴承的结构径向滑动轴承的结构江苏大学机械设计第12章滑动轴承调心滑动轴承调心滑动轴承可调间隙的滑动轴可调间隙的滑动轴承承江苏大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承二止推轴承二止推轴承 实心式实心式空心式空心式单环式单环式多环式多环式 a)实心式实心式 b)空心空心式式 c)单环式单环式 d)多环式多环式江苏大学机械设计第12章滑动轴承一磨粒磨损
4、一磨粒磨损二刮伤二刮伤三胶合三胶合四疲劳剥落四疲劳剥落五腐蚀五腐蚀江苏大学机械设计第12章滑动轴承一对轴瓦材料的要求一对轴瓦材料的要求1良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性2良好的顺应性、嵌入性和磨合性良好的顺应性、嵌入性和磨合性3足够的强度和抗腐蚀性足够的强度和抗腐蚀性二常用的轴瓦材料二常用的轴瓦材料1金属材料金属材料轴承合金轴承合金(巴氏合金或白合金巴氏合金或白合金)：嵌入性与顺嵌入性与顺应性最好，磨合性良好，但强度低只作为轴承衬使应性最好，磨合性良好，但强度低只作为轴承衬使用。用于重载、中高速场合、价格较贵用。用于重载、中高速场合、价格较贵轴承合金：锡基轴承合金、
5、铝基轴承合金轴承合金：锡基轴承合金、铝基轴承合金江苏大学机械设计第12章滑动轴承铝基合金铝基合金（略）（略）铜合金铜合金有较高的强度、较好的减摩性和耐磨性，青有较高的强度、较好的减摩性和耐磨性，青铜比黄铜好。其中铜比黄铜好。其中锡青铜锡青铜减摩性和耐磨性减摩性和耐磨性最好，但锡最好，但锡青铜嵌入性、顺应性、磨合性比轴承合金差，用于重青铜嵌入性、顺应性、磨合性比轴承合金差，用于重载及中速场合，价格较贵；铅青铜抗粘附能力强，用载及中速场合，价格较贵；铅青铜抗粘附能力强，用于重载及高速场合；铝青铜的强度与硬度较高，抗粘于重载及高速场合；铝青铜的强度与硬度较高，抗粘附能力差，用于重载及低速场合。附能力
6、差，用于重载及低速场合。应用广泛应用广泛铜合金铜合金锡青铜、铅青铜、铝青铜锡青铜、铅青铜、铝青铜青铜：青铜：黄铜黄铜灰铸铁、耐磨铸铁灰铸铁、耐磨铸铁（略）略）江苏大学机械设计第12章滑动轴承2粉末冶金材料（粉末冶金材料（多孔金属材料）多孔金属材料）烧结而成烧结而成3非金属材料非金属材料（塑料、橡胶、碳（塑料、橡胶、碳-石墨、木材等）石墨、木材等）铁粉铁粉+石墨石墨铜粉铜粉+石墨石墨含油轴承：使用前浸油含油轴承：使用前浸油三轴瓦结构三轴瓦结构整体式轴瓦整体式轴瓦：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦 （可在内表面（可在内表面镶嵌金属或非金属的轴承衬镶嵌金属或非金属的轴承
7、衬）对开式轴瓦：厚壁与薄壁对开式轴瓦：厚壁与薄壁 厚壁厚壁用用铸造铸造方法制造，将轴承合金用离心铸造法浇铸方法制造，将轴承合金用离心铸造法浇铸在其表面，轴瓦内表面制出各种形式的榫头、沟槽。在其表面，轴瓦内表面制出各种形式的榫头、沟槽。薄壁薄壁用双金属板用双金属板轧制轧制方法制造，用于汽车发动机，轴方法制造，用于汽车发动机，轴瓦刚性小，受力后形状取决于轴承座的形状，轴瓦与轴承瓦刚性小，受力后形状取决于轴承座的形状，轴瓦与轴承座需精密加工。座需精密加工。江苏大学机械设计第12章滑动轴承轴瓦结构：由轴瓦结构：由13层材料制成层材料制成(轴瓦内表面结构轴瓦内表面结构)江苏大学机械设计第12章滑动轴承定
8、定江苏大学机械设计第12章滑动轴承四油孔和油槽四油孔和油槽非承载区非承载区承载区承载区油孔和油槽应开在非承载区油孔和油槽应开在非承载区对于液体动压径向轴承油槽有周向和轴向两对于液体动压径向轴承油槽有周向和轴向两种种整体轴套：油槽开在油膜厚度最大位置整体轴套：油槽开在油膜厚度最大位置.对开式：油槽开在剖分面处对开式：油槽开在剖分面处.江苏大学机械设计第12章滑动轴承油沟与油槽的位置；油沟与油槽的位置；不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载能力轴承的承载能力江苏大学机械设计第12章滑动轴承油沟与油槽的形状与位置油沟与油槽的形状与位置江苏大学机械设计第
9、12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承A失效形式失效形式:边界油膜破裂，引起过度磨损（胶合）边界油膜破裂，引起过度磨损（胶合）B设计准则设计准则:耐磨性条件（边界油膜不破裂）耐磨性条件（边界油膜不破裂）12-5 12-5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算不完全液体润滑滑动轴承的设计计算由于这类轴承的承载能力不仅与边界膜的强度及破由于这类轴承的承载能力不仅与边界膜的强度及破裂温度有关，而且与轴承的材料、轴颈及轴承表面粗裂温度有关，而且与轴承的材料、轴颈及轴承表面粗糙度、润滑油的供给量等因素有密
10、切的关系，糙度、润滑油的供给量等因素有密切的关系，因此在因此在工程上常以维持边界膜不遭破坏为最低设计要求，采工程上常以维持边界膜不遭破坏为最低设计要求，采用简化的条件性计算方法用简化的条件性计算方法，该方法只适用与一般对工，该方法只适用与一般对工作可靠性要求不高的低速、重载或间隙工作的滑动轴作可靠性要求不高的低速、重载或间隙工作的滑动轴承。承。江苏大学机械设计第12章滑动轴承一径向轴承一径向轴承 验算验算p是为了防止工作压力过大，引起剧烈磨是为了防止工作压力过大，引起剧烈磨损损验算验算pv是为了控制温升、防止胶合。是为了控制温升、防止胶合。验算验算v是为了防止滑动速度过高而加速磨损，是为了防止
11、滑动速度过高而加速磨损，而且也可防止局部而且也可防止局部pv值过高，引起局部胶合。值过高，引起局部胶合。选取滑动轴承的配合选取滑动轴承的配合：H9/d9、H8/f7、H7/f6江苏大学机械设计第12章滑动轴承二止推滑动轴承二止推滑动轴承 式中江苏大学机械设计第12章滑动轴承一液体动力润滑的基本方程一液体动力润滑的基本方程假设假设 忽略压力对粘度的影响忽略压力对粘度的影响 沿沿 x 向作层流向作层流Re 2000 沿沿 z 向无流动向无流动 油不可压缩油不可压缩 油具有油性油具有油性 油的重力、惯性力不计油的重力、惯性力不计 y 向油压不变向油压不变江苏大学机械设计第12章滑动轴承取微元体取微元
12、体分析分析江苏大学机械设计第12章滑动轴承vVxyvF 油压p分布曲线 h0江苏大学机械设计第12章滑动轴承 油层速度分布油层速度分布 单位宽流量单位宽流量设在设在p=pmax处的油膜厚度为处的油膜厚度为h0，即该截面，即该截面处的流量为处的流量为Q=Vh0/2江苏大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承二形成液体动压润滑的必要条件二形成液体动压润滑的必要条件1两相对运动表面必须形成收敛油楔两相对运动表面必须形成收敛油楔2两表面有一定的相对运动速度，两表面有一定的相对运动速度，大口进，小口出大口进，小口出 3油有一定粘度，且供油充分油有一定粘度，且供油充分江苏大学机械设计第
13、12章滑动轴承一建立液体动力润滑的过程（分三个阶段）一建立液体动力润滑的过程（分三个阶段）准备起动阶段准备起动阶段不稳定润滑阶段（在摩擦力作用下沿孔壁爬行）不稳定润滑阶段（在摩擦力作用下沿孔壁爬行）液体动力润滑运行阶段液体动力润滑运行阶段12-7 12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算液体动力润滑径向滑动轴承设计计算江苏大学机械设计第12章滑动轴承 a)静止静止 b)启动启动 c)稳定运转稳定运转注意转向与轴颈在轴承中的位置关系注意转向与轴颈在轴承中的位置关系江苏大学机械设计第12章滑动轴承几何参数与油几何参数与油压分布曲线压分布曲线江苏大学机械设计第12章滑动轴承二几何参数二几何参数江苏
14、大学机械设计第12章滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承 影响承载能力的七个因素影响承载能力的七个因素外载外载F、宽度、宽度B、轴径、轴径 d、间隙、间隙()、偏心、偏心 e速度速度V、粘度、粘度。四个无量纲量四个无量纲量江苏大学机械设计第12章滑动轴承三承载量系数三承载量系数Cp用极坐标来积分用极坐标来积分江苏大学机械设计第12章滑动轴承积分一次积分二次积分三次Py为为P在外载荷方向上的分量（力的分解）在外载荷方向上的分量（力的分解）Py为轴承在单位宽度上的油膜承载力（从为轴承在单位宽度上的油膜承载力（从1到到2进行积分）（进行积分）（为考虑端泄的影响对为考虑端泄的影响对Py进行修正）进
15、行修正）P为对应任意为对应任意角任意位置的压力（从角任意位置的压力（从1到到进行积分）进行积分）F为油膜的总的承载能力（从为油膜的总的承载能力（从-B/2到到+B/2进行积进行积分）分）江苏大学机械设计第12章滑动轴承Cp求取求取计算机数值分析（数值积分计算机数值分析（数值积分）实验（实验（表表128）B轴承宽度轴承宽度m F外载外载N V圆周速度圆周速度m/s 动力粘度动力粘度 Ns/m2江苏大学机械设计第12章滑动轴承四膜厚条件四膜厚条件式中：式中：S 安全系数通常安全系数通常 S2 Rz1、Rz2 轴颈、轴瓦的轴颈、轴瓦的粗糙度十点高度粗糙度十点高度分析分析江苏大学机械设计第12章滑动轴
16、承相似条件相似条件B/d、相同相同Cp 相等相等总结总结分析分析江苏大学机械设计第12章滑动轴承五热平衡计算五热平衡计算控制油温，保证液体润滑控制油温，保证液体润滑目的目的发热量发热量 H=散热量散热量(H1+H2)条件条件江苏大学机械设计第12章滑动轴承式中式中江苏大学机械设计第12章滑动轴承设计时，先假设一个平均温度设计时，先假设一个平均温度tm（75）假设假设 tm 查查查查 ，求求 t 校核入口温度校核入口温度ti求求 hmin校核校核hminh其它参其它参数数若若ti3540，易于建立热平衡，易于建立热平衡若若ti3540，不易于建立热平衡，不易于建立热平衡江苏大学机械设计第12章滑
17、动轴承f江苏大学机械设计第12章滑动轴承六参数选择六参数选择1宽径比宽径比 B/dB/d 小小结构紧凑结构紧凑B/d 过小过小端泄严重端泄严重 承载能力低承载能力低B/d 大大承载能力大承载能力大 端泄少端泄少 易发热易发热一般一般 B/d=0.31.5 推荐推荐 B/d=1问题问题：如何理解：如何理解若若ti3540，易于建立热平衡，易于建立热平衡若若ti3540，不易于建立热平衡，不易于建立热平衡江苏大学机械设计第12章滑动轴承2相对间隙相对间隙（根据载荷与速度来选取）（根据载荷与速度来选取）速度高，速度高，选大些选大些旋转精度高，旋转精度高，选小些选小些载荷大，载荷大，选小值选小值3粘度粘度计算过程参见例题计算过程参见例题P291江苏大学机械设计第12章滑动轴承其它型式滑动轴承简介其它型式滑动轴承简介多油楔轴承多油楔轴承径向滑动轴承径向滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承可倾瓦式多油楔轴承可倾瓦式多油楔轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承V动压推力滑动轴承动压推力滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承 a单向旋转 b双向旋转 c可倾瓦推力轴承江苏大学机械设计第12章滑动轴承本章结束本章结束江苏大学机械设计第12章滑动轴承2022-11-14江苏大学机械设计第12章滑动轴承
