第11章 滑动轴承
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例12.2 设计一机床用的液体动力润滑径向滑动轴承,载荷垂直 向下,工作情况稳定,采用对开式轴承。已知工作载荷 F=160000N,轴颈直径d=200mm,转速n=600r/min,在水平剖分 面单侧供油。
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11.8 其他形式滑动轴承简介
调心滑动轴承
图4.9 表4-1
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例如:滑动轴承转速n=600r/min,油的密度ρ=900kg/m3 ,求 50º C时的动力黏度η50º C=? 解:
(n / 60) 1、 107/6
C 2、v40
-1/3
(600 / 60) = 107/6
1/3
0.0316 Pa s
0.0316 6 10 106 35.1cSt 900
减速器的固体润滑等。
二硫化钼,在金属表面上涂镀一层钼,然后放在含硫的气氛中加热,可生成 MoS2膜。 聚四氟乙烯片材可冲压成轴瓦,也可以用烧结法或粘结法形成聚四氟乙烯膜粘附 在轴瓦内表面上。 软金属薄膜(如铅、金、银等薄膜)主要用于真空及高温的场合。
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4、润滑装置的选择 1)润滑脂润滑装置
润滑脂旋盖 式油杯润滑
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2)润滑油润滑装置
油绳润滑 油环润滑
滴油润滑
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11.6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算
11.6.1 不完全液体润滑滑动轴承的失效形式和计算准则 工程实际中对工作要求不高、速度较低、载荷不大、难
以维护等条件下工作的轴承,往往设计成不完全液体润滑
滑动轴承。
目前对不完全液体润滑滑动轴承的设计计算主要是进行轴承压强p、 轴承压强与滑动速度的乘积pv值和轴承滑动速度v的验算,使其不超过 轴承材料的许用值。
可调间隙的滑动轴承
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图11-30 多油楔轴承
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径向滑动轴承结构多油楔轴承
可倾瓦式多油楔轴承63 Nhomakorabea下一页
推力滑动轴承结构
轴承表面由多组斜面——平面组成, 当轴低速旋转时依靠平面接触承载, 当以工作速度旋转时依靠斜面形成液 体动压润滑。
表11-5
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11.6.3 推力滑动轴承的计算
1.验算平均压强 : p z
4
FA
2 2 (d 2 d0 )
[ p] MPa
2.验算pvm值 : pvm [ pv ] MPa m / s 其中 : vm
dm n
60 1000
(m / s )
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a)实心式
b)空心式
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3、粘度η
平均温度低,粘度大,反之粘度小。 设计时先根据平均温度(tm=50 ℃ )初选油的 粘度ν( ν 50 ℃ —运动粘度 见图4.9), 然后计算动力粘度η=ρν 50 ℃ ×10-6PaS 再由热平衡计算进油口油温是否在35~40℃之间, 否则应重新选择粘度。
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1、由于运动黏度v事先并不知道,可以根据轴 颈转速预估动力黏度:
油槽的尺寸可查相关的手册。
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油沟与油槽的位置
不要开在轴承的承载区内,否则将急剧降低轴承的承载能力
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11.5 滑动轴承润滑剂的选用
1、润滑脂 选择原则: 1)低速、重载时应选用针入度小的润滑脂,反之选 用针入度大的润滑脂;
表11-3
2)润滑脂的滴点一般应比轴承的工作温度高20℃〜
30℃或更高; 3)潮湿或淋水环境下应选用抗水性好的钙基脂或锂
图11.21
(11 28)
耗油量系数,查图11.21
t 平均温度tm ti 2 t 入油口温度ti tm 2
建议平均温度:tm<75oC,入油口温度:ti<35~40oC
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11.7.6径向滑动轴承的参数选择 1、宽径比B/d B/d在0.3~1.5范围内。 B/d 小运转稳定性好,轴承两端泄漏大,降温快,但承 载力降低。 所以:高速重载取小值,低速重载取大值; 高速轻载取小值,刚性要求高取大值。 常用:汽轮机、鼓风机B/d =0.3~1; 电动机、发电机、离心泵、齿轮变速箱B/d =0.6~1.5; 机床、拖拉机B/d =0.8~1.2: 轧钢机B/d =0.6~0.9
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2、相对间隙ψ 相对间隙主要根据载荷和速度选取。 速度愈高, ψ愈大; 载荷愈大ψ愈小; 直径大, B/d 小,调心性能好,加工精度高ψ取小值; 对轴支承刚性大ψ取大值。 4/9
(n / 60) 1031/9
(11 31)
常用:汽轮机、电动机、齿轮减速器ψ=0.001~0.002 轧钢机、铁路车辆 ψ=0.0002~0.0015 机床、内燃机 ψ=0.0002~0.00125 鼓风机、离心泵 ψ=0.001~0.003:
B 轴承宽度,单位m; F 外载荷,单位N; v 轴颈圆周速度,单位为m / s。
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2. 最小油膜厚度hmin的确定
C p ( , B / d ) 见表11-7 由C p与B / d 查出
最小油膜厚度hmin
查表11-7 χ
hmin r (1 ) [h] [h] S ( Rz1 Rz 2 )
(n / 60)-1/3 (Pa S) (11 32) 7/6 10
2、由式(4-7)初步计算40º C运动黏度v:
C v40
106
(4 7)
润滑油的密度(单位kg/m 3)
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3、根据计算的运动黏度v 40C的数值查表4-1 选油的中心值(即知道对应的牌号) 4、再选定平均油温tm 50 C, 根据选定的牌号查图4.9得到 50C的值 5、最后计算50 C 50C
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11.4 轴瓦的结构
整体式轴瓦
图11.4 整体轴套
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图11.5 卷制轴套
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整体式轴瓦实物
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整体式轴瓦实物
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整体式轴瓦应用
整体式 轴瓦
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整体式轴瓦应用
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对开式式轴瓦
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轴瓦结构:由1~3层材料制成
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轴瓦定位
轴向定位
周向轴向定位
周向定位
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油孔,油沟与油槽的开设
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12.7.4 径向滑动轴承的主要几何关系
.直径间隙 .半径间隙 .相对间隙
Dd
Rr
d r
.偏心距 e(动态) .偏心率
e
.最小油膜厚度
hmin e (1 ) r (1 )
径向压力分布曲线 (参见图11.19) 关键求χ
c)单环式
d)多环式
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例11.1 一卷扬机用不完全液体润滑的径向滑动轴承,径 向力F=100000N ,轴颈直径d=250mm,n=100r/min。 试选择轴承材料并校核轴承的工作能力。
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11.7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
11.7.1 液体动力润滑的形成原理态
p 6v 3 (h h0 ) x h
机械设计
第11章滑动轴承
干摩擦
f=0.5~1
摩擦状态
边界摩擦
f=0.1~0.3
液体摩擦
f=0.001~0.01
形
变形 弹性变形
变形 塑性变形
边界膜 边界膜 边界膜
液体 液体 液体
干摩擦
边界摩擦
液体摩擦
11.1 概述 1. 目前滑动轴承应用的主要场合:
1)转速极高的轴承(发电机转子) 2)载荷特重的轴承(轧钢机) 3)冲击很大的轴承() 4)要求特别精密的轴承(液体静压滑动轴承) 5)剖分式轴承(轴从上端放入) 6)有特殊要求的轴承(轮船用滑动轴承)
2Z d C [1 ] B
2
( 11-22)
dB F Cp ( 11-21) 2 F 2 F 2 或C p ( 11-23) dB 2 vB
C p 承载量系数
润滑油在轴承平均工作温度下的动力粘度,单位为Pa s;
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2. 滑动轴承的设计内容:
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11.2滑动轴承的典型结构 整体式滑动轴承结构
间隙不能调整
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剖分式滑动轴承
间 隙 可 以 调 整
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推力滑动轴承结构
V
动压推力滑动轴承
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11.3 滑动轴承的失效形式和常用材料 11.3.1 滑动轴承的失效形式
1. 磨粒磨损
进入轴承间隙的硬颗粒(如灰尘、砂粒等)有的嵌入轴 承表面,有的游离于间隙中并随轴一起转动,它们都将对轴颈 和轴承表面起研磨作用。 2. 刮伤
H1—润滑油带走的热量/单位时间
Q1 q c(t0 ti )
H2—轴承表面散发的热量/单位时间
αS----散热系数140W/(m2· º C)
Q2 s dB(t0 ti )
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放大
f f p p 温度升高 t t0 ti = q s c C s c q v vBd v
进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶,
在轴承上划出线状伤痕,导致轴承因刮伤而失效。
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3. 咬粘(胶合) 轴承温升过高,载荷过大,油膜破裂时,润滑油供应不
足。 4. 疲劳剥落 在载荷反复作用下,轴承表面出现与滑动方向垂直的疲 劳裂纹,当裂纹向轴承衬与衬背结合面扩展后,造成轴承衬材 料的剥落。 5. 腐蚀 润滑油在大气中使用会不断氧化,所生成的酸性物质对 轴承材料有腐蚀性。