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《机械设计基础》第十二章-滑动轴承解析学习资料
二、青铜
青铜的强度高,承载能力大,耐磨性与导热性都优于轴承合金。可在 较高温度(250℃)下工作。但可塑性差,不易跑合,与之相配的轴颈必 须脆硬。
青铜可单独做成轴瓦。为了节约有色金属,可将青铜浇铸在钢或铸铁 轴瓦内壁上。
用作轴瓦材料的青铜,主要有锡磷青铜、锡锌青铜、铝铁青铜 。
一般用于中速重载、中速中载合低速重载的轴承上 。
轴的转速,r/min
轴瓦材料的许用值,N∙m/(mm2∙s)
pv F dn Fn ≤[ pv]
Bd 60100019100B
二、推力轴承
轴环数
F
p
4
F (d22
d12
)z
≤[
p]
d2
推力环的平均速度
vm
dmn
601000
pvm≤[ pv]
d1 d2
d1
平均直径,(d1+d2)/2
例12-1 试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑动轴承。钢绳 拉力W为20kN,卷筒转速为25r/min,结构尺寸如图所示,其中 轴颈直径d=60mm。
根据上述计算,可知选用铸锡锌铅青铜(ZQSn6-3-3)作为轴瓦材 料是足够的,其[p]=8N/mm2,[pv]=10N·m/(mm2·s)。
§12-5 动压润滑的形成原理
B板静止不动,A板以速度v向左运动,板间充满润滑油。 当板上无载荷时两平行板之间液体的速度呈三角形分布,板A、B之间 带进的油量等于带出的油量,因此两板间油量保持不变,即板A不会下沉。 若板A上承受载荷F时,油向两侧挤出,于是板A逐渐下沉,直到与B 板接触。
跑合,常用于高速、重载的轴承。
价格较贵,机械强 度较差,只能作为轴承 衬材料浇铸在钢、铸铁 或青铜轴瓦上。青铜的 导热性良好。
这种合金在110 ℃左右开始软化,为了安全,在设计、运行中常 将温度控制在70℃~80℃。
2、铅锑轴承合金
各方面性能与锡锑轴承合金相近,但这种材料较脆,不宜承受较 大的冲击载荷。一般用于中速、中载的轴承。
《机械设计基础》第十二章-滑 动轴承解析
§12-2 滑动轴承的结构形式
滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为
一、向心滑动轴承
径向滑动轴承 主要承受径向载荷
阶梯型剖分 轴承座
轴承盖 剖分轴瓦
联接螺栓
轴承盖应适当压紧轴瓦,使轴瓦不能在轴承孔中转动 轴承盖上制有螺纹孔,以便安装油杯或油管
轴瓦是滑动轴承中的重要零件 向心滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形
两平行板之间是不可能形成压力油膜的
若板A与板B不平行,板间 的间隙沿运动方向由大到小呈收 敛的楔形,板A上承受载荷F。
板A运动时,两端的速度图形 似乎应如虚线所示的三角形分布。
如果是这样,进油多而出油少,由于液体实际上是不可压缩的,必将 在间隙内“拥挤”而形成压力。将迫使进口端的速度图形向内凹,不会再 是三角形分布。进口端间隙h1大而速度图形内凹,出口端h2小而速度图形 外凸,于是有可能使带进油量等于带出油量。同时,间隙内形成的液体压 力将与外载荷F平衡——说明在间隙内形成了压力油膜。
二、推力滑动轴承
承受轴向载荷 两平行平面之间是不能形成动压油膜,因此需沿轴承止推面按一块 块扇形面积开出楔形 1)固定式推力轴承 2)可倾式推力轴承
巴氏合金
F
F
绕此边线自
行倾斜
扇数一般为6~12
§12-3 轴瓦及轴承衬材料
轴瓦承受载荷,并与轴有相对滑动,产生摩擦、磨损,并引发热和温升。
要求轴瓦材料具备下述性能
解: 1)求滑动轴承上的径向载荷 当 钢绳绕在卷筒的边缘时,一侧滑动轴 承上受力最大,为
700 FRBW80 0175N 00
2)取宽径比B/d=1.2,则 B=1.2×60=72mm
3)验算压强p pF175 040.0M 5 Pa Bd7260
4)验算pv值
p vFn 17 2 5 5 0 0 .3N 0 2 m /m (2s m ) 19 B 1 10 9 7 0 12 00
§12-4 非液体摩擦滑动轴承的计算
非液体摩擦滑动轴承可用润滑油润滑,也可用润滑脂润滑。在润滑油、 润滑脂中加入少量石墨或二硫化钼粉末,有助于形成更坚韧的边界油膜, 且可填平粗糙表面而减少磨损。
维持边界油膜不遭破裂,是非液体摩擦滑动轴承的设计依据。 实践证明,若能限制压强p≤[p],压强与轴颈线速度的乘积pv≤ [pv], 那么轴承是能够很好地工作的。
一、向心轴承
1、轴承的压强p
限制轴承压强p,以保证润滑油不被过大的压力所挤出,轴瓦不致产生
过度的磨损。即
轴承径向载荷,N
p F [p] Bd
轴瓦材料的许用压强,MPa
轴瓦宽度,mm
轴颈直径,mm
2、轴承的pv值
pv值简略地表征轴承的发热因素,它与摩擦功率损耗成正比。Pv值越 高,轴承温升越高,容滑动轴承) 一侧油进入后被旋转着的轴颈带入楔形间隙中形成动压油膜,另一侧油 进入后覆盖在轴颈上半部,起着冷却作用,最后从轴的两端泄出。 轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d——宽径比,向心滑动轴承的重要参数之一 液体摩擦的滑动润滑,B/d=0.5~1; 非液体润滑的滑动轴承,B/d=0.8~1.5
1)摩擦系数小 2)导热性好,热膨胀系数小 3)耐磨、耐蚀、抗胶合能力强 4)有足够的机械强度和可塑性
双层金属的轴瓦,在性能上取长补短
轴承衬
工艺上:浇注、压合,将薄层材料粘附在轴瓦基体上。
粘附上去的薄层材料——轴承衬
一、轴承合金
白合金、巴氏合金
1、锡锑轴承合金 摩擦系数小,抗胶合性能良好,对油的吸附性强,耐蚀性好,易
若载荷方向向下,则下轴瓦为承载区,
上轴瓦为非承载区。
F
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。
油沟的形式
B
一般油沟离轴瓦端面保持一定距离,以防止漏油。
当载荷垂直向下或略有偏斜时,轴承中分面常为水平方向。 当载荷方向有较大偏斜时,则轴承中分面斜着布置(通常倾斜45º)。
三、具有特殊性能的轴承材料
1、含油轴承 用粉末冶金法制得,具有多孔性组织,空隙内可贮存润滑 油,加一次油可使用较长时间,用于加油不方便的场合
2、灰铸铁、耐磨铸铁 低速轻载场合 3、橡胶轴承 具有较大的弹性,能减轻振动使运转平稳 4、塑料轴承 摩擦系数低,可塑性、跑合性能良好,耐磨,耐蚀
导热性差,膨胀系数大,容易变形,一般作轴承衬使用