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机械设计滑动轴承.


2) 剖分式向心滑动轴承
将轴承座或轴瓦分离制造,
两部分用联接螺栓。 特点:结构复杂,可以
螺纹孔 榫口
联接螺栓
调整因磨损而造成的间
隙,安装方便。
轴承盖 剖分轴瓦
轴承座
应用场合:
低速、轻载或间歇性工作的机器。
剖分式向心滑动轴承
二、 推力滑动轴承 作用:用来承受轴向载荷 结构形式: F F
1 1
潘存云教授研制
由于巴式合金熔点低
潘存云教授研制
潘存云教授研制
2)铜合金 优点:青铜强度高、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。 锡青铜 →中速重载 铅青铜 →中速中载 铝青铜 →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。
单材料 按材料 分 类 多材料
均可,适用于厚
壁轴瓦。
铸造轴瓦
只适用于薄壁轴 瓦,具有很高的
卷制轴套
按加工 分 类 轧制
铸造
生产率。
二、轴瓦的定位方法 目的:防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。
轴向 定位
凸缘定位 ----将轴瓦一端或两端做凸缘。
凸耳(定位唇)定位
凸缘
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凸耳
周向定位
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
二、滑动轴承的材料 (一)轴承材料性能的要求
1) 2) 3) 4)
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。
减摩性----材料副具有较低的摩擦系数。 耐磨性----材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。 抗胶合----材料的耐热性与抗粘附性。 摩擦顺应性----材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表 面初始配合不良的能力。 5) 嵌入性----材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面 发生刮伤或磨粒磨损的性能。 6) 磨合性----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。
滑动轴承
1 滑动轴承概述 2 滑动轴承的典型结构 3滑动轴承轴瓦结构 4 滑动轴承的失效形式及常用材料 5不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 6液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 7滑动轴承润滑剂的选择 8 其它形式滑动轴承简介
1 滑动轴承概述
轴承的功用:用来支承轴及轴上零件 。 一、轴承的基本要求 1.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。 3.具有一定的支承精度,保证被支承零件的回转精度。 二、轴承的分类 优点多,应用广 滚动轴承 按摩擦 用于高速、高精度、重载、 性质分 滑动轴承 结构上要求剖分等场合。 分 按受载 向心(径向)轴承 推力(止推)轴承 方向分 类 向心推力(径向止推)轴承 按润滑 不完全液体润滑滑动轴承 状态分 液体润滑滑动轴承
3 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
需从轴端安装和拆
卸,可修复性差。
整体轴套
按尺寸 分 类 按材料 分 类 按加工 分 类
可以直接从轴的中
部安装和拆卸,可
修复。
对开式轴瓦
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型 节省材料,但刚度不
铅青铜
10
3 12
15
15 30
3
5
1
1
ZCuPb30 (30铅青铜) ZCuAl10Fe3 (10-3铝青铜)
25
3
4
4
2
铝青铜
15
4
12
5
5
5
2
最宜用于润滑充分 的低速重载轴承
注:①[pv]为不完全润滑下的许用值
②性能比较:1~5 依次由佳到差
表 常用轴瓦及轴承衬材料的性能 [p] [pv] HBS 最高工作 轴径硬度 材料及其代号 金属型 砂型 温度℃ Mpa Mpa.m/s
紧定螺钉
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销钉
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三、轴瓦的油孔和油槽 作用:把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。
F 进油孔 油槽
开孔原则: 1)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; 2)轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有适当的油封面。 双轴向油槽开在 δ 单轴向油槽在最 δ
F
2 1 潘存云教授研制
2
F
1
潘存云教授研制
2 2
空心式---轴颈接触面上压力分布较均匀,润滑条件比 实心式要好。 单环式---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。 多环式---不仅能承受较大的轴向载荷,有时还可承受 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50%。
1.验算平均压力 p ≤[p],以保证强度要求;
是摩擦力,限制pv 即间接限制摩擦 2.验算摩擦发热pv≤[pv]; fpv 发热。 p,pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同 3.验算滑动速度v≤[v]。 心,受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素,
局部的p或pv可能不足,故应校核滑动速度v 。
二、径向滑动轴承的设计计算 已知条件:外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm)及 F 轴颈直径d (mm) 验算及设计 : d 1.验算轴承的平均压力p n F p= ≤[p] Bd B----轴瓦宽度, [p]----许用压强。见下页
工程塑料 碳—石墨 橡胶 木材
非金属材料
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:t<120℃
大油膜厚度处
F
φa
轴承剖分面上
潘存云教授研制
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形式:按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺 旋线等。
潘存云教授研制 潘存云教授研制
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。
45˚
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薄壁 按尺寸 分 类 厚壁
单材料 按材料 分 类 多材料
如黄铜,灰铸铁。
单一材料潘存云教授研制 Nhomakorabea轴瓦衬强度不足, 故采用多材料制作 轴瓦。
按加工 分 类
两种材料
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
铸造工艺性好,
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单件、大批生产
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁
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。 能同时满足这些要求的材料是难找的, 但应根据具体情况主要的使用要求。 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。 (二)常用轴承材料 滑 动 轴 承 材 料 金属材料
轴承衬
轴承合金 铜合金 铝基轴承合金 铸铁 多孔质金属材料
5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算
一、失效形式与设计准则
工作状态:因采用润滑脂、油绳或滴油润滑,由于轴 承的不到足够的润滑剂,故无法形成完全的承载油膜, 工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。 失效形式:边界油膜破裂。 设计准则:保证边界膜不破裂。 校核内容:
因边界膜强度与温度、轴承材料、轴 颈和轴承表面粗糙度、润滑油供给等 有关,目前尚无精确的计算方法,但 一般可作条件性计算。
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2.验算摩擦热 πdn F pv = · ≤[pv] Bd 60× 1000
v—轴颈圆周速度,m/s; n—轴速度,m/s; [ pv]—轴承材料的许用值。见下页
表 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料 类别 锡基 轴承 合金 牌号 (名称) ZSnSb11Cu6 ZSnSb8Cu4
最大许用值① [p] [v] Mpa m/s 25 20 80 冲击载荷 60 12 8 15 10 1 5 1 3 5 [pv] MpaXm/s 20 性能比较② 抗咬 顺应性 耐蚀 疲劳 粘性 嵌入性 性 强度 说 明
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10
15 15 12
60
100
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
45HBC
3.验算滑动速度V
v ≤ [v ]
[v]—材料的许用滑动速度
三、止推滑动轴承的计算 已知条件:外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm) 1)根据轴向载荷和工作要求, F F 选择轴承结构尺寸和材料; 2)验算平均压力; d2 F d1 p ≤[ p ] 2 d1 (d 2 d12 ) z z--轴环数 4 d2 3)验算pv值 nFa n ( d1 d 2 ) pv [ pv] v 30000 z ( d 2 d1 ) 60 1000 2
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足,故对轴承座孔的
加工精度要求高 。
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁 按材料 分 类 按加工 分 类
薄壁轴瓦
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具有足够的强度和刚
度,可降低对轴承座 孔的加工精度要求。
厚壁轴瓦
4 滑动轴承轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型 强度足够的材料可 以直接作成轴瓦,
平稳载荷 1 1 1 5
用于高速、重载 下工作的重要轴 承,变载荷下易 于疲劳,价贵。 用于中速、中等 载荷作的轴承, 不宜受显著冲击。 可作为锡锑轴承 合金的代用品。 用于中速重载及 受变载荷的轴承 用于中速中载的 轴承 用于高速、重载 轴承,承受变载 和冲击
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