滑动轴承课件.pptx
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- 滑动 轴承 课件
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1、分分类类滚动轴承滚动轴承轴承的功用:轴承的功用:用来用来支承轴及轴上零件支承轴及轴上零件。滑动轴承滑动轴承优点多,应用广用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。7-1 滑动轴承概述滑动轴承概述 1能承担一定的载荷,具有一定的强度和刚度。能承担一定的载荷,具有一定的强度和刚度。2具有小的摩擦力矩,使回转件转动灵活。具有小的摩擦力矩,使回转件转动灵活。3具有一定的支承精度,保证被支承零件的回转精度。具有一定的支承精度,保证被支承零件的回转精度。一、轴承的基本要求一、轴承的基本要求 二、轴承的分类二、轴承的分类 按摩擦按摩擦性质分性质分按受载按受载方向分方向分按润滑按润滑状态分状态分向心推力(
2、径向止推)轴承向心(径向)轴承 推力(止推)轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第1页/共63页三、滑动轴承的应用领域三、滑动轴承的应用领域 1.1.工作转速特高的轴承,工作转速特高的轴承,汽轮发电机汽轮发电机;2.2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承,要求对轴的支承位置特别精确的轴承,如精密磨床如精密磨床;3.3.特重型的轴承特重型的轴承,如水轮发电机,如水轮发电机;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,如,如破碎机;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
3、成剖分式的轴承,如曲轴轴承,如曲轴轴承;6.6.在特殊条件下(如水中、或腐蚀介质)工作的轴承,在特殊条件下(如水中、或腐蚀介质)工作的轴承,如舰艇螺旋桨推进器的轴承如舰艇螺旋桨推进器的轴承;7.7.轴承处径向尺寸受到限制时,可采用滑动轴承。轴承处径向尺寸受到限制时,可采用滑动轴承。如多辊轧钢机。如多辊轧钢机。四、滑动轴承的设计内容四、滑动轴承的设计内容 轴承的型式和结构选择;轴瓦的结构和材料选择;轴承的型式和结构选择;轴瓦的结构和材料选择;轴承的结构参数设计润滑剂及其供应量的确定;轴承轴承的结构参数设计润滑剂及其供应量的确定;轴承工作能力及热平衡计算。工作能力及热平衡计算。青岛科技大学专用 潘
4、存云教授研制 第2页/共63页一、向心滑动轴承组成:轴承座、轴套或轴瓦等。7-2 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式油杯孔轴承1)1)结构简单,成本低廉。结构简单,成本低廉。应用:应用:低速、轻载或间歇性工作的机器中。低速、轻载或间歇性工作的机器中。2)2)因磨损而造成的间隙无法调整。因磨损而造成的间隙无法调整。3)3)只能从沿轴向装入或拆。只能从沿轴向装入或拆。1)整体式向心滑动轴承 轴承座特点:特点:青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第3页/共63页将轴承座或轴瓦分离制造,两部分用联接螺栓。剖分式向心滑动轴承螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦2)剖分式向心滑动轴承 特点:特点:结构复杂,
5、可以结构复杂,可以调整因磨损而造成的间调整因磨损而造成的间隙,安装方便。隙,安装方便。应用场合:应用场合:低速、轻载或间歇性工作的机器。低速、轻载或间歇性工作的机器。榫口青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第4页/共63页作用:用来承受轴向载荷 二、推力滑动轴承 结构形式:21F1F2F21F21空心式空心式-轴颈接触面上压力分布较均匀,润滑条件比轴颈接触面上压力分布较均匀,润滑条件比 实心式要好。实心式要好。单环式单环式-利用轴颈的环形端面止推,结构简单,润滑利用轴颈的环形端面止推,结构简单,润滑 方便,广泛用于低速、轻载的场合。方便,广泛用于低速、轻载的场合。多环式多环式-不仅能承受较大的轴
6、向载荷,有时还可承受不仅能承受较大的轴向载荷,有时还可承受 双向轴向载荷。双向轴向载荷。各环间载荷分布不均,其单位面积的承载能力比单环式低各环间载荷分布不均,其单位面积的承载能力比单环式低50%。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第5页/共63页结构特点:在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上,分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为612。-倾角固定,顶部预留平台,类型固定式可倾式用来承受停车后的载荷。-倾角随载荷、转速自行 调整,性能好。FF巴氏合金绕此边线自行倾斜F青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第6页/共63页7-3 滑动轴承的失效形式及常用材料滑动轴承的失效形式及常用材
7、料一、滑动轴承常见失效形式一、滑动轴承常见失效形式磨粒磨损磨粒磨损-进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动,进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动,对轴承表面起研磨作用。对轴承表面起研磨作用。刮伤刮伤-进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰,在轴承表面划出线状伤痕。轮廓尖峰,在轴承表面划出线状伤痕。胶合胶合-当瞬时温升过高,载荷过大,油膜破裂时或供当瞬时温升过高,载荷过大,油膜破裂时或供油不足时,轴承表面材料发生粘附和迁移,造成轴承油不足时,轴承表面材料发生粘附和迁移,造成轴承损伤。损伤。疲劳剥落疲劳剥落-在载荷得反复作用下,轴承表面出现与滑在载荷
8、得反复作用下,轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹,扩展后造成轴承材料剥落。动方向垂直的疲劳裂纹,扩展后造成轴承材料剥落。腐蚀腐蚀-润滑剂在使用中不断氧化,所生成的酸性物质润滑剂在使用中不断氧化,所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀,材料腐蚀易形成点状剥落。对轴承材料有腐蚀,材料腐蚀易形成点状剥落。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第7页/共63页微动磨损微动磨损-发生在名义上相对静止,实际上存在循环发生在名义上相对静止,实际上存在循环 的微幅相对运动的两个紧密接触的表面的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。上。其它失效形式其它失效形式:气蚀气蚀-气流冲蚀零件表面引起的机械磨损;气流冲蚀零件表面引
9、起的机械磨损;流体侵蚀流体侵蚀-流体冲蚀零件表面引起的机械磨损;流体冲蚀零件表面引起的机械磨损;电侵蚀电侵蚀-电化学或电离作用引起的机械磨损;电化学或电离作用引起的机械磨损;轴瓦失效实例轴瓦失效实例:轴瓦磨损轴瓦磨损 表面划伤表面划伤 疲劳点蚀疲劳点蚀 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第8页/共63页汽车用滑动轴承故障原因的平均比率汽车用滑动轴承故障原因的平均比率其它其它气蚀气蚀制造精度低制造精度低腐蚀腐蚀故障原因故障原因6.06.08.18.115.915.911.111.138.338.3比率比率6.76.72.82.85.55.55.65.6比率比率超载超载对中不良对中不良安装误差安装
10、误差润滑油不足润滑油不足不干净不干净故障原因故障原因二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料(一一)轴承材料性能的要求轴承材料性能的要求1)1)减摩性减摩性-材料副具有较低的摩擦系数。材料副具有较低的摩擦系数。2)2)耐磨性耐磨性-材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。3)3)抗胶合抗胶合-材料的耐热性与抗粘附性。材料的耐热性与抗粘附性。4)4)摩擦顺应性摩擦顺应性-材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表 面初始配合不良的能力。面初始配合不良的能力。5)5)嵌入性嵌入性-材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面材料容纳硬质颗粒嵌
11、入,从而减轻轴承滑动表面 发生刮伤或磨粒磨损的性能。发生刮伤或磨粒磨损的性能。6)6)磨合性磨合性-轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻 合的表面形状和粗糙度的能力。合的表面形状和粗糙度的能力。轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料,如轴瓦和轴承衬的材料。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第9页/共63页 工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起,性能上取长补短。轴承衬 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。性、工艺性和经济性。能同时满足这些要求的材料是难找
12、的,但应根据具体情况主要的使用要求。滑动轴承材料 金属材料 非金属材料 轴承合金铜合金铝基轴承合金铸铁多孔质金属材料 工程塑料碳石墨橡胶木材(二二)常用轴承材料常用轴承材料青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第10页/共63页1)轴承合金(白合金、巴氏合金)是锡、铅、锑、铜等金属的合金,锡或铅为基体。优点:f 小,抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料,常用于高速、重载的轴承。缺点:价格贵、机械强度较差;只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。工作温度:t120 由于巴式合金熔点低青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第11页/共63页2)铜合金 优点:青铜强度
13、高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达250。缺点:可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。青铜可以单独制成轴瓦,也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。铝青铜铅青铜锡青铜 中速重载中速中载低速重载3)铝基合金 铝锡合金:有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度,摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。4)铸铁:用于不重要、低速轻载轴承。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第12页/共63页含油轴承:用粉末冶金法制作的轴承,具有多孔组织,可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。运转时轴瓦温度升高,由于油的膨胀系数比金属大,油自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一
14、次油,可使用较长时间。5)多孔质金属材料 橡胶轴承:具有较大的弹性,能减轻振动使运转平稳,可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。工程塑料:具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。缺点:导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷,可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。6)非金属材料 碳-石墨:是电机电刷常用材料,具有自润滑性,用于不良环境中。木材:具有多孔结构,可在灰尘极多的环境中使用。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第13页/共63页表7-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第14页/共63页续表7-
15、1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第15页/共63页7-4 滑动轴承轴瓦结构滑动轴承轴瓦结构 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类整体式整体式对开式对开式按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类需从轴端安装和拆需从轴端安装和拆卸,可修复性差。卸,可修复性差。可以直接从轴的中可以直接从轴的中部安装和拆卸,可部安装和拆卸,可修复。修复。轴轴瓦瓦的的类类型型整体轴套对开式轴瓦对开式轴瓦 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第16页/共63页7-4 滑动轴承轴瓦结构滑动轴承轴瓦结构 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构
16、造按构造分类分类按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类轴轴瓦瓦的的类类型型厚壁厚壁 薄壁薄壁 薄壁轴瓦厚壁轴瓦整体式整体式对开式对开式节省材料,但刚度不节省材料,但刚度不足,故对轴承座孔的足,故对轴承座孔的加工精度要求高加工精度要求高 。具有足够的强度和刚具有足够的强度和刚度,可降低对轴承座度,可降低对轴承座孔的加工精度要求。孔的加工精度要求。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第17页/共63页7-4 滑动轴承轴瓦结构滑动轴承轴瓦结构 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类轴轴瓦瓦的的类类
17、型型单材料单材料多材料多材料单一材料 两种材料 强度足够的材料可强度足够的材料可以直接作成轴瓦,以直接作成轴瓦,如黄铜,灰铸铁。如黄铜,灰铸铁。轴瓦衬强度不足,轴瓦衬强度不足,故采用多材料制作故采用多材料制作轴瓦。轴瓦。厚壁厚壁 薄壁薄壁 整体式整体式对开式对开式青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第18页/共63页7-4 滑动轴承轴瓦结构滑动轴承轴瓦结构 一、轴瓦的形式和结构一、轴瓦的形式和结构 按构造按构造分类分类按加工按加工分类分类按尺寸按尺寸分类分类按材料按材料分类分类轴轴瓦瓦的的类类型型铸造轴瓦 卷制轴套 铸造铸造 轧制轧制 铸造工艺性好,铸造工艺性好,单件、大批生产单件、大批生产均可
18、,适用于厚均可,适用于厚壁轴瓦。壁轴瓦。只适用于薄壁轴只适用于薄壁轴瓦,具有很高的瓦,具有很高的生产率。生产率。单材料单材料多材料多材料厚壁厚壁 薄壁薄壁 整体式整体式对开式对开式青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第19页/共63页-将轴瓦一端或两端做凸缘。将轴瓦一端或两端做凸缘。凸缘定位凸缘定位 二、轴瓦的定位方法二、轴瓦的定位方法 轴向轴向定位定位凸耳凸耳(定位唇定位唇)定位定位 凸耳凸缘目的:目的:防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。对移动。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第20页/共63页紧定螺钉紧定螺钉 周向定位周向定位销钉销钉 三
19、、轴瓦的油孔和油槽 作用:作用:把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。进油孔油槽F青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第21页/共63页开孔原则:开孔原则:形式:形式:按油槽走向分按油槽走向分沿轴向、绕周向、斜向、螺沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。旋线等。F2)轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有适当的油封面。轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有适当的油封面。1)尽量开在非承载区,尽量不要降低或少降低承载区尽量开在非承载区,尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载能力;油膜的承载能力;双轴向油槽开在双轴向油槽开在轴承剖分面上轴承剖分面上单轴向油槽在最单轴向油
20、槽在最大油膜厚度处大油膜厚度处a青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第22页/共63页45 宽径比B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.51非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.81.5 轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式,既有利于形成动压油膜,又起冷却作用。Bd青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第23页/共63页7-5 滑动轴承润滑剂的选择滑动轴承润滑剂的选择 一、概述概述 作用:作用:降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。分类液体润滑剂润滑剂-
21、润滑油润滑油半固体润滑剂润滑剂-润滑脂润滑脂固体润滑剂润滑剂二、润滑脂及其选择二、润滑脂及其选择 特点:特点:无流动性,可在滑动表面形成一层薄膜。无流动性,可在滑动表面形成一层薄膜。适用场合适用场合:要求不高、难以经常供油,或者低速重要求不高、难以经常供油,或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。载以及作摆动运动的轴承中。当压力高和滑动速度低时,选择针入度小一些的当压力高和滑动速度低时,选择针入度小一些的品种;反之,选择针入度大一些的品种。品种;反之,选择针入度大一些的品种。选择原则:选择原则:青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第24页/共63页当压力高和滑动速度低时,选择针入度小一些的当压力高和
22、滑动速度低时,选择针入度小一些的品种;反之,选择针入度大一些的品种。品种;反之,选择针入度大一些的品种。选择原则:选择原则:所用润滑脂的滴点,一般应较轴承的工作温度高所用润滑脂的滴点,一般应较轴承的工作温度高约约2030,以免工作时润滑脂过多地流失。,以免工作时润滑脂过多地流失。在有水淋或潮湿的环境下,应选择防水性能强的在有水淋或潮湿的环境下,应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。钙基润滑脂。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第25页/共63页表表7-4 滑动轴承润滑脂的选择滑动轴承润滑脂的选择 青岛科技大学专
23、用 潘存云教授研制 第26页/共63页但但p 10 Mpa时可忽略。时可忽略。变化很小0.080.080.070.070.060.060.050.050.040.040.030.030.020.020.010.013030404050506060707080809090润滑油的特性:润滑油的特性:1)温度)温度 t 2)压力)压力p 选用原则:选用原则:1)载荷大、转速低的轴承,载荷大、转速低的轴承,宜选用粘度大的油;宜选用粘度大的油;2)载荷小、转速高的轴承,载荷小、转速高的轴承,宜选用粘度小的油;宜选用粘度小的油;粘粘-温温图 L-TSA32L-TSA32L-TSA32L-TSA32二、润
24、滑油及其选择二、润滑油及其选择3)高温时,粘度应高一些;高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。低温时,粘度可低一些。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第27页/共63页表表7-5 7-5 滑动轴承润滑油的选择滑动轴承润滑油的选择 0.1 L-AN68、110、150 9.0 L-AN7、10、15 轴径圆周速度轴径圆周速度 平均压力平均压力 轴径圆周速度轴径圆周速度 平均压力平均压力 m/s p 3 Mpa m/s p(37.5)Mpa 注:注:1)表中润滑油是以)表中润滑油是以40时的运动粘度为基础的牌号时的运动粘度为基础的牌号 2)不完全液体润滑,工作温度)不完全液体润滑,工作温度3
25、50 才开始氧化,才开始氧化,可在水中工作。可在水中工作。-摩擦系数低,使用温度范围广摩擦系数低,使用温度范围广 (-60300),但遇水性能下降。,但遇水性能下降。-摩擦系数低,只有石墨的一半。摩擦系数低,只有石墨的一半。使用方式:使用方式:1.1.调和在润滑油中;调和在润滑油中;2.2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜;涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜;3.3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。混入金属或塑料粉末中烧结成型。其应用日渐广泛三、固体润滑剂及其选择三、固体润滑剂及其选择特点特点:可在滑动表面形成固体膜。可在滑动表面形成固体膜。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第29页/共63页7-6
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