轴承的类型与应用课件.ppt
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- 轴承 类型 应用 课件
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1、项目三常用机械和机构项目三项目三 常用机械和机构常用机械和机构o 任务一任务一 常用铰链四杆机构的拆装常用铰链四杆机构的拆装o 任务二任务二 活塞连杆组的拆卸活塞连杆组的拆卸o 任务三任务三 顶置凸轮式气门传动组的拆卸顶置凸轮式气门传动组的拆卸o 任务四任务四 齿轮传动装置的拆装齿轮传动装置的拆装o 任务五任务五 手动变速器动力传递路线手动变速器动力传递路线o 任务六任务六 圆锥齿轮传动机构的拆卸圆锥齿轮传动机构的拆卸o 任务七任务七 蜗轮蜗杆传动机构的拆装蜗轮蜗杆传动机构的拆装o 任务八任务八 带传动装置带传动装置o 任务九任务九 链传动装置链传动装置o 任务十任务十 健连接装置健连接装置o
2、 任务十一任务十一 销连接装置销连接装置o 任务十二任务十二 螺纹连接件螺纹连接件o 任务十三任务十三 轴的结构轴的结构o 任务十四任务十四 轴承的类型与应用轴承的类型与应用任务十四 轴承是机器、仪表中的重要支承零件,其轴承是机器、仪表中的重要支承零件,其主要作用是支承转动(或摆动)的运动部件,主要作用是支承转动(或摆动)的运动部件,保证轴和轴上传动件的回转精度,减少磨擦和保证轴和轴上传动件的回转精度,减少磨擦和磨损。根据工作时磨擦性质的不同,轴承分为磨损。根据工作时磨擦性质的不同,轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。在日常生活中我滑动轴承和滚动轴承两大类。在日常生活中我们一般见到的轴承大都是滚
3、动轴承,而汽车上们一般见到的轴承大都是滚动轴承,而汽车上还大量应用着另一种轴承还大量应用着另一种轴承滑动轴承。各种滑动轴承。各种轴承一旦失效,将会影响轴的正常运转和轴上轴承一旦失效,将会影响轴的正常运转和轴上零件的正常工作。通过对发动机曲轴的拆装,零件的正常工作。通过对发动机曲轴的拆装,了解和掌握轴承的相关知识。了解和掌握轴承的相关知识。o (1)了解轴承的分类和应用。了解轴承的分类和应用。o (2)掌握滑动轴承的结构特点。掌握滑动轴承的结构特点。o (3)掌握滑动轴承的装配要求。掌握滑动轴承的装配要求。o (4)掌握滚动轴承的种类和结构特点。掌握滚动轴承的种类和结构特点。o (5)掌握滚动的
4、代号组成及失效形式。掌握滚动的代号组成及失效形式。 在在滑动磨擦滑动磨擦下运转的轴承称为下运转的轴承称为滑动轴承。滑动轴承。应用应用: :高速、重载、要求剖分结构高速、重载、要求剖分结构等场合中,如汽轮机、离心式等场合中,如汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机等压缩机、内燃机、大型电机等设备的主要轴承都采用滑动轴设备的主要轴承都采用滑动轴承(用一实例说明)承(用一实例说明) ;此外,;此外,在低速重载、冲击载荷较大的在低速重载、冲击载荷较大的一般机械中,如冲压机械,农一般机械中,如冲压机械,农业机械和起重设备也广泛采用业机械和起重设备也广泛采用滑动轴承(用一实例说明)滑动轴承(用一实例说明)
5、 。1. 1. 滑动轴承的特点、类型及应用滑动轴承的特点、类型及应用1.1.滑动轴承的工作转速特别高滑动轴承的工作转速特别高,但在这种转速下,滚动轴承的寿命将大为降低。2.2.要求对轴的支承特别精确的轴承要求对轴的支承特别精确的轴承。因为滑动轴承比滚动轴承中影响精度的零件数要少,故可制造的更精确。3.3.特重型轴承特重型轴承若采用滚动轴承,单件生产会导致造价很高。4.4.承受巨大冲击和振动载荷的轴承承受巨大冲击和振动载荷的轴承。由于滑动轴承的轴瓦和轴颈间存在的油层的缓冲和阻尼作用,因而显示出较滚动轴承更优越的工作性能。5.5.根据装配要求必须做成剖分式的轴承根据装配要求必须做成剖分式的轴承,如
6、曲轴的轴承,在这种场合,滚动轴承就无法满足要求。6.6.当轴的排列较紧密时,当轴的排列较紧密时,由于空间尺寸的限制,必须用径向尺寸由于空间尺寸的限制,必须用径向尺寸较小的轴承较小的轴承。7.7.在特殊工作条件下(如水或腐蚀性的介质中等)工作的轴承在特殊工作条件下(如水或腐蚀性的介质中等)工作的轴承。因为这时滚动轴承难以胜任。 按表面润滑情况,将摩擦分为干摩擦、边界摩擦和液按表面润滑情况,将摩擦分为干摩擦、边界摩擦和液体摩擦三种摩擦状态。体摩擦三种摩擦状态。干摩擦干摩擦 在两摩擦表面不加任何润滑剂时,所出现的固体表面直接接触的固体表面直接接触的摩擦摩擦,称为干摩擦。存在大量摩擦功存在大量摩擦功的
7、损耗和严重磨损,表现为强烈的升的损耗和严重磨损,表现为强烈的升温,甚至轴瓦烧坏,因此在滑动轴承温,甚至轴瓦烧坏,因此在滑动轴承中不允许出现干摩擦。中不允许出现干摩擦。干摩擦干摩擦1. 1. 滑滑动轴承的特点、类型及应用动轴承的特点、类型及应用边界摩擦边界摩擦 两摩擦表面有润滑油的存在,由于润滑油与摩擦表面的吸附作用,在摩擦金属表面间形成极薄的边界油膜。油膜厚度小于油膜厚度小于1 1 m m,不足以将两金属表面分开,所以相互运动时,两金属表面微观的高峰部分仍将相互搓削,这种状态称为边界摩擦。边界摩擦边界摩擦不能消除表面磨损,但可以减轻磨损。不能消除表面磨损,但可以减轻磨损。这种状态的摩擦系数这种
8、状态的摩擦系数0.10.1 0.30.3。1. 1. 滑滑动轴承的特点、类型及应用动轴承的特点、类型及应用液体摩擦液体摩擦 若两摩擦表面间具有足够的润滑油,而且能满足一定的条件,则在两摩擦表面间可形成厚达几十微米的压力油膜压力油膜,能将相对运动着的两金属表面隔开,此时,只有液体之间的摩擦,称为液体摩擦,又称液体润滑。液体摩擦液体摩擦摩擦系数很小摩擦系数很小 0.0010.001 0.010.01 ,能,能显著减少摩擦和磨损。显著减少摩擦和磨损。1. 1. 滑滑动轴承的特点、类型及应用动轴承的特点、类型及应用液体摩擦是最理想的情况,汽轮机等长期且高速旋转的机器,应该确保其轴承在液体润滑条件下工作
9、。在一般机器中,摩擦表面多处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的混合状态,称为混合摩擦混合摩擦(或称为非液体摩擦非液体摩擦)。1. 1. 滑滑动轴承的特点、类型及应用动轴承的特点、类型及应用 左图为摩擦副的摩擦特摩擦副的摩擦特性曲线性曲线,这条曲线是由实验得到的。无量纲参数 称为轴承的特性数,其中为润滑油的动力粘度,n为轴的每秒转数,p为轴承的压强。随着 的不同,摩擦副分别处于边界摩擦、混合摩擦、液体摩擦状态。pnpn1. 1. 滑滑动轴承的特点、类型及应用动轴承的特点、类型及应用2. 2. 滑滑动轴承的典型结构动轴承的典型结构对开式整体式油环轴承推力滑动轴承椭圆轴承和多油楔轴承带锥形表面轴套的轴承
10、对开式对开式 对开式滑动轴承对开式滑动轴承是独立使用的轴承的基本结构形式是独立使用的轴承的基本结构形式。采用它使得轴的安装和拆卸都比较方便,轴承孔与轴间的间隙大小也可以在一定范围内调整。轴承中镶有轴瓦,它是与轴颈直接摩擦的一个重要零件。润滑油从上部润滑油从上部油孔中送入摩擦面间油孔中送入摩擦面间,由于作用在轴承上的径向载荷的方向不尽相同,这种轴承的对开剖分面可制成水平水平的和4545度斜开度斜开的两种,选用时应保证径向载荷的作用线不超出中心线左右各35度。对开式滑动轴承对开式滑动轴承斜开式滑动轴承斜开式滑动轴承整体式整体式 整体式滑动轴承又称轴套,其结构比对开式的更为简单。这种轴承在安装或拆卸
11、时,轴或轴承需要沿轴向移动,所以不便于安装,有时甚至在结构上无法实现。此外,在磨损后轴承间隙也无法调整,有轴套的轴承因轴套与轴承座间无轴向定位面,所以一般不允许承受轴向载荷;无轴套的轴承当然更不允许承受轴向载荷。油环轴承油环轴承 轴承上部开一槽,油环上部放在槽中并挂在旋转的轴上,油环下部则浸入轴承的油室中。当轴转动时,即带动油环旋转,于是把油带到轴上,再通过轴瓦上部的油槽流到轴颈与轴瓦之间,这种轴承主要用于大型电机等固定设备中,油室中油温的升高是限制这种轴承使用的主要因素,它的使用界限为滑动速度v=1013m/s。推力滑动轴承推力滑动轴承 推力轴承用来承受轴向载荷,当与向心轴承联合使用时可以承
12、受复合载荷。有固定的推力轴承和活动扇面推力轴承两种。固定的推力轴承由轴承座和推力颈组成,轴颈结构形式有实心式、环行、空心和多环行等几种。 一般机器上大多采用空心轴颈和多环轴颈。活动扇面推力轴承工作时,扇形块可以自动调位以适应不同的工作条件。固定式推力滑动轴承固定式推力滑动轴承 可倾式推力滑动轴承可倾式推力滑动轴承 扇形块的放大图扇形块的放大图椭圆轴承和多油楔轴承椭圆轴承和多油楔轴承 为提高轴承的稳定性和油膜的刚度,在高速滑动轴承中广泛使用了椭圆轴承和多油楔轴承。特点:即使在空载运转时轴和轴瓦间也存在几个油楔;提高了轴承的稳定性和油膜刚度。带锥形表面轴套的轴承带锥形表面轴套的轴承 轴套:外锥面及
13、内锥面两种结构,可以用轴套上两端的螺母使轴套沿轴向移动,以调整轴承间隙的大小。圆锥面的锥度通常为1:301:10用在一般用途的机床主轴上。滑动轴承的分类滑动轴承的分类按其所能承受的载荷方向的不同可分为:向心轴承向心轴承:承受径向载荷推力轴承推力轴承:承受轴向载荷向心推力轴承向心推力轴承:同时承受径向载荷和轴向载荷。滑滑动动轴轴承承滚滚动动轴轴承承向心滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承又称径向滑动轴承,主要承受径向载荷又称径向滑动轴承,主要承受径向载荷( (径向自动调心径向自动调心) ),有整体式有整体式和剖分式两种结构。和剖分式两种结构。剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承1轴承盖,
14、轴承盖,2轴承座,轴承座,3剖分式轴瓦,剖分式轴瓦,4联接螺栓联接螺栓向心滑动轴承向心滑动轴承特点特点 轴瓦内孔为圆柱形。载荷方向向下,则下轴为承载区,上轴为非承载区。润滑油应由非承载区引入,所以在顶部开进油孔。在轴瓦内表面,以进油口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟,以利于润滑油均匀分布在整个轴颈上。轴瓦宽度与轴颈之比轴瓦宽度与轴颈之比B/dB/d称为宽径比称为宽径比,它是向心滑动轴承中的重要参数之一,常取B/d=0.51.5。进油口开在非承载区进油口开在非承载区向心滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承的布置方式向心滑动轴承的布置方式 当载荷垂直向下或略有偏斜时,轴承的中分面常为水平方向。若载荷方
15、向有较大偏斜时,则轴承的中分面也斜着布置,使中分面垂直于或接近垂直于载荷。对开式滑动轴承对开式滑动轴承斜开式滑动轴承斜开式滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承油沟形式油沟形式 油沟的形式很多,一般油沟与轴瓦端面保持一定距离,以防止漏油。油沟形式油沟形式推力滑动轴承推力滑动轴承特点特点 轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。止推面可以利用轴的端面,也可以在轴的中段做出凸肩或装上推力盘。两平行平面之间是不能形成动压油膜的,因此须沿轴承止推面按若干块扇形(612块)面积开出楔形。固定式推力滑动轴承固定式推力滑动轴承 可倾式推力滑动轴承可倾式推力滑动轴承 扇形块的放大图扇形块的放大图3.3.轴轴瓦轴承衬瓦轴承
16、衬轴瓦及轴承衬的材料轴瓦的结构轴瓦及轴承衬的材料轴瓦及轴承衬的材料能同时满足上述要求的材料很难找到,但应根据情况满足主要使用要求。较常见的是用两层不同金属做成的轴瓦,两种金属在性能上取长补短。在工艺上可以用浇铸或压合的方法,将薄层材料粘附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层材料通常称为轴承衬。根据轴承的工作情况,要求轴瓦材料具备以下性能:根据轴承的工作情况,要求轴瓦材料具备以下性能:摩擦系数小;导热性好,热膨胀系数小;耐磨、耐蚀、抗胶合能力强;要有足够的机械强度和可塑性。 铸铁铸铁轻载、低速的轴瓦材料轻载、低速的轴瓦材料轴承合金轴承合金 ( (巴氏合金巴氏合金) )锡基锡基铅基铅基锑锡、铜锡金属硬粒锑
17、锡、铜锡金属硬粒锡基体或铅基体锡基体或铅基体综合性能好综合性能好机械强度较低机械强度较低价格昂贵价格昂贵轴承合金浇铸在钢或轴承合金浇铸在钢或铸铁的轴瓦基体上铸铁的轴瓦基体上铜合金铜合金锡青铜锡青铜 中速、中载或重载中速、中载或重载铝青铜铝青铜 低速重载低速重载铅青铜铅青铜 高速重载高速重载1)金属材料,如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等;常用的三大类轴承材料粉末冶金粉末冶金铁或铜粉末混入石墨压制烧结而成,多孔性存油铁或铜粉末混入石墨压制烧结而成,多孔性存油用于载荷平稳、低速和加油不便场合用于载荷平稳、低速和加油不便场合塑料、橡胶、尼龙等塑料、橡胶、尼龙等摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变
18、形大摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变形大3)非金属材料2)多孔质金属材料材料材料组成组成性能特点性能特点应用应用轴承合金轴承合金(巴氏合金巴氏合金)Sn,Pb,Sb合金合金耐磨,导热性,油吸耐磨,导热性,油吸附性好;附性好;强度小,价格贵强度小,价格贵重载,中高速重载,中高速青铜青铜Cu+Sn,Pb, Al较硬,强度高,耐磨;较硬,强度高,耐磨;磨合性差磨合性差重载,中速重载,中速粉末冶金粉末冶金Fe+石墨石墨Cu+石墨石墨含油轴承;含油轴承;韧性低韧性低平稳载荷,无平稳载荷,无冲击,中低速冲击,中低速铸铁铸铁HT、KT轴颈硬度轴颈硬度轴瓦硬度轴瓦硬度轻载,低速轻载,低速常用材料性能比较
19、常用材料性能比较轴瓦的结构进油孔进油孔油沟油沟薄壁轴瓦薄壁轴瓦厚壁轴瓦厚壁轴瓦4.4.润润滑特点滑特点润滑剂润滑装置润滑剂润滑剂 轴承润滑的目的在于降低功耗,减少磨损,同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。轴承能否正常工作,和选用的润滑剂正确与否有很大关系。 润滑剂分为液体润滑剂(润滑油)、半固体润滑剂(润滑脂)、固体润滑剂等。 在润滑性能上,润滑油一般比润滑脂好,应用最广。但润滑脂具有不易流失等优点,也常用。固体润滑剂除在特殊场合下使用外,目前正在逐步扩大使用范围。液体润滑剂液体润滑剂 是滑动轴承中应用最广的润滑剂。目前使用的润滑油大部分为石油系润滑油(矿物油)。粘度(动力粘度)粘度(动力粘度)
20、:表征液体流动的内摩擦性能,是润滑油最重要的物理性能,也是选择润滑油的主要依据,用表示(单位:Ns/m2,pa s)。流动液体内部的摩擦剪应力与的关系表达式:dydu 牛顿液体流动定律称粘度。为液体的动力粘度,简比例系数为该点的速度梯度;为油层中任一点的速度式中dyduu液体润滑剂液体润滑剂运动粘度运动粘度:等于动力粘度与液体密度的比值。即。国际单位为sm2液体润滑剂液体润滑剂常用润滑油的主要性质常用润滑油的主要性质液体润滑剂液体润滑剂润滑油的粘度随温度的升高而降低。描述粘度随温度变化情况的线图称为粘温图。 润滑油的粘度还随压力的升高而增大,但压力不太大时(如小于10MPa),变化极微,可忽略
21、不计。选用原则选用原则:选用润滑油时,要考虑速度、载荷和工作情况。对于载荷大、温度高的轴承宜选用粘度大的油,载荷小、速度高的轴承宜选用粘度较小的轴承。外载大外载大 难形成油膜难形成油膜速度高速度高 摩擦大摩擦大 温度高温度高 油变稀油变稀 比压大比压大 油易挤出油易挤出 选粘度高的油选粘度高的油 选粘度高的油选粘度高的油 选粘度低的油选粘度低的油 选粘度高的油选粘度高的油润滑脂润滑脂 在特殊情况下,使用润滑脂也可以形成将滑动表面完全分开的一层油膜。由于其流动性极差,故无冷却效果,常用在非液体摩擦轴承中那些要求不高,难以经常供油或者特别低速重载及摇摆运动之处。选择润滑脂的一般原则选择润滑脂的一般
22、原则:单位压力高和滑动速度低时,选择锥入度小一些的品种,反之选择锥入度大一些的品种;所用润滑脂的滴点一般应高于轴承工作温度约20-30度,以免工作时润滑脂过多的流失;在有水淋或潮湿的环境下,应选用防水性强的钙基或铝基润滑脂,在温度较高时,应选用钙钠基或复合钙基润滑脂。固体润滑剂及其它润滑剂固体润滑剂及其它润滑剂固体润滑剂固体润滑剂:常用的固体润滑剂为石墨、二硫化钼、二硫化钨的固体粉末状材料。它们主要用作润滑油或润滑脂的添加剂,但也可用树脂或陶瓷材料将其粘结在滑动表面形成干润滑膜或将它们掺入轴瓦材料。水水:主要用于橡胶轴承及酚醛胶布轴承的润滑。液态金属液态金属:如汞、液态钠、锂、钾等主要用于宇宙
23、飞行器中的某些轴承。气体气体: 空气只能用于特别高速轻载之处。用气体作润滑剂时,轴承的制造工艺要求也要相应提高。润滑特点润滑装置润滑特点润滑装置润滑脂棉线连续滴油手动间歇式滴油国家标准中的三种润滑装置国家标准中的三种润滑装置润滑特点润滑装置润滑特点润滑装置3、滑动轴承的失效形式及材料、滑动轴承的失效形式及材料1 1)、主要失效形式:磨损和胶合(烧瓦)、疲)、主要失效形式:磨损和胶合(烧瓦)、疲劳破坏劳破坏 2) 、对轴承材料的要求对轴承材料的要求 1)良好的减摩性、耐擦性和抗胶合性;)良好的减摩性、耐擦性和抗胶合性;2)良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性;)良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性;
24、3)足够的抗压强度和疲劳强度;)足够的抗压强度和疲劳强度;4)良好的导热性、加工工艺性、热彭胀系数)良好的导热性、加工工艺性、热彭胀系数低,耐腐蚀等。低,耐腐蚀等。 3 3). .常用材料常用材料 金属材料:金属材料: 1)铸铁 2)轴承合金(可称巴氏合金) 3)铜合金:主要有锡青铜、铅青铜和铝青铜。 4)铝基合金 5)多孔质金属材料(粉末冶金):又称油轴承。 主要应用于低速、轻载和不易注油场合。 非金属材料塑料、橡胶 4. 滑动轴承的润滑( (一一) )润滑剂及其选择润滑剂及其选择 考虑工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境 .1 1、润滑油、润滑油 (1 1)压力大、温度高、载荷冲
25、击变动大)压力大、温度高、载荷冲击变动大 粘度大的润滑油 (2 2)滑动速度大)滑动速度大 粘度较低的润滑油粘度较低的润滑油 (3 3)粗糙或未经跑合的表面)粗糙或未经跑合的表面 粘度较高的润滑油 2 2、润滑脂、润滑脂 3 3、固体润滑剂、固体润滑剂 ( (二二) ) 润滑方法润滑方法 1 1、油润滑、油润滑 连续供油连续供油: 间歇供油间歇供油: :油壶或油枪油壶或油枪1) 滴油润滑 2) 绳芯润滑3) 油环润滑 4) 浸油润滑浸油润滑 5) 飞溅润滑飞溅润滑 6) 压力循环润滑压力循环润滑 2 2、脂润滑、脂润滑 旋盖式油脂杯、黄油枪旋盖式油脂杯、黄油枪 油润滑1)间歇式供油旋套式注油油
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