,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第 十二章 滑动轴承,学习内容与要求：,了解滑动轴承的基本结构、摩擦状态；,掌握滑动轴承的失效形式及常用材料；,掌握不完全液体摩擦滑动轴承设计计算；,掌握滑动轴承的流体润滑原理及；流体动力润滑的基本方程；,熟练掌握径向滑动轴承流体动力润滑条件下的承载能力计算原理与方法；,了解其它形式的滑动轴承。,滑动轴承的特点,适用于工作转速特高处,轴的工作位置要求特别精确处,重载荷、冲击和振动载荷处,要求剖分式轴承,特殊工作条件（水、腐蚀性介质）处,径向尺寸受限处,径向滑动轴承的结构,整体式,（整体有衬正滑动轴承）,结构简单、成本低,磨损后间隙无法调整,装拆不便,适用于低速、轻载、间歇性工作处,对开式,（对开式两螺柱正轴承座）,装拆方便,间隙可调,止推滑动轴承,失效形式、性能要求及轴承材料,失效形式,：,对材料的要求：,良好的减摩性、耐磨性、抗咬粘性,良好的摩擦顺应性、嵌入性、磨合性,足够的强度和抗腐蚀能力,良好的导热性、工艺性、经济性,常用材料,：,轴承合金（巴氏合金、白合金）轴承衬,铜合金、铝基合金、灰铸铁及耐磨铸铁、多孔质金属材料、非金属材料等,轴瓦结构,结构,整体式、对开式,单层、双层、多层,厚壁轴瓦、薄壁轴瓦,注意：,轴瓦的定位,油孔、油沟（油槽）,润滑剂的选用,润滑脂,根据压强、轴径圆周速度和温度选择。,润滑油,根据压强、轴径圆周速度选择。,注意：,要理解为什么根据这些指标来选择？这些指标的变化对选择的粘度有何影响？润滑脂使用的圆周速度范围极低为什么？,L-AN68,是什么意思？,不 完全液体摩擦滑动轴承的设计,不完全液体摩擦滑动轴承的工作条件：,工作要求不高、速度较低、重载荷或间歇工作等一般轴承。,主要失效形式：,磨损、胶合,设计时应保证的最低条件：,维持边界油膜不遭破坏,设计时采用条件性计算。,不完全液体摩擦滑动轴承的设计（续）,径向滑动轴承的计算,验算,平均,压力,p-,限制,过度磨损,p=F/,（,dB,）,p,验算,pv,值,-,限制,胶合,pv=F/,（,dB,）,dn/60000pv,验算滑动速度,v-v,过高、轴承边缘压力可能很高。,vv,不完全液体摩擦滑动轴承的设计（续）,止推滑动轴承的计算,验算平均压力,p,：,p=Fa/Ap,验算,pv,值：,pvpv,v,是环形支承面,平均直径处的圆周速度。,注意：,pv,已经很低，不需较核,v,。,Fa,d,2,d,d,1,流体润滑时油膜的形成原理,流体动力润滑,利用摩擦面间的,相对运动,而自动形成承载油膜的润滑。,流体静力润滑,从外部将,加压的油,送入摩擦面间，,强迫形成,承载油膜的润滑。,弹性流体动力润滑,是将物体的,弹性变形与流体动力润滑理论相结合,，来研究润滑油膜的承载问题。,流体动力润滑的承载原理,楔效应承载机理,流体动力润滑的承载原理（续）,油层中的,速度分布曲线,与,压力分布曲线,p=f,（,x,）,：,hmin,ho,v,x,y,p,F,流体动力润滑的承载原理（续）,形成流体动力润滑（形成动压油膜）的必要条件：,相对滑动的两表面间必须形成,收敛的楔形,间隙；,两表面间必须有足够的,相对滑动速度,，其运动方向必须使润滑油从大口进，小口出；,润滑油必须有,一定的粘度,，,供油,要充分。,流体动力润滑的基本方程,假设条件：,流体,无侧向流动,（无限宽平板）,液体为,牛顿液体,油膜中液体的流动是,层流,忽略,压力对流体粘度的影响,略去,惯性力及重力的影响,流体,不可压缩,流体膜中,压力沿膜后方向是常数,流体动力润滑的基本方程（续）,被油膜隔开的两平板的相对运动情况：,x o,z,y,流体动力润滑的基本方程（续）,微单元体,x,方向的力平衡条件为：,流体动力润滑的基本方程（续）,油层的速度分布：,已知：,y=0,时，,u=v,；,y=h,时，,u=0,。,上式对,y,积分得：,流体动力润滑的基本方程（续）,润滑油流量,q,：,无侧漏时，单位时间内流经任意截面上,单位宽度面积的流量为：,流体动力润滑的基本方程（续）,流体动力润滑滑动轴承（流体动压轴承）的基本方程：,一维雷诺方程：,润滑油连续流动时，各截面的流量相等，有：,流体动力润滑的基本方程（续）,根据油层速度分布和一维雷诺方程分析：,油层速度分布曲线和压力分布曲线。,思考：,怎样根据一维雷诺方程求得油膜的承载能力？,？,径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程,轴径与轴承孔间必须留有间隙,D,d,n=0,F,F,n0,F,形成油膜,径向滑动轴承的几何参数和油压分布图,图示,o,1,o,A,R,r,h,h,min,h,0,p,max,F,e,h,max,径向滑动轴承的几何参数与关系,直径间隙,=D-d,半径间隙,=,（,D-d,）,/2=R-r,相对间隙,=/d=/r,偏心距,e,稳定运转时，轴径中心,O,与轴承中心,O,1,的距离。,偏心率,=e/,最小油膜厚度,hmin,：,hmin=-e=,（,1-,）,=r,（,1-,）,径向滑动轴承的几何参数与关系（续）,任意位置的油膜厚度,h,：,径向滑动轴承的几何参数与关系（续）,在压力最大处的油膜厚度,h,0,：,h,0,=,（,1+cos,0,）,偏位角,a,承载能力计算,利用一维雷诺方程公式转换成极坐标形式,d,x,=rd,；,v=r,；,h,与,h,0,用前面的公式代入,极坐标形式的一维雷诺方程为：,承载能力计算（续）,任意位置的压力：,承载能力计算（续）,任意位置的压力在外载荷方向上的分量：,承载能力计算（续）,轴承单位宽度上的承载能力为：,无限宽与有限宽轴承油膜压力图示,Z,方向无穷长（无端泄）与有限长（有端泄）：,x,o,z,p,考虑端泄时油膜压力沿,Z,方向的分布曲线,沿轴承宽度方向：,o,p,z,+B/2,-B/2,承载能力计算（续）,考虑端泄影响，在任意角和距轴承中线为,Z,处的油膜压力数学表达式为：,承载能力计算（续）,有限宽轴承的油膜承载能力为：,承载能力计算公式处理,令：,承载能力计算公式处理（续）,困难：,三重积分,处理的方法,采用数值积分的方法（转换成代数方程求解）计算，并作成相应的线图或表格。,注意：,轴承的承载量系数,C,p,是一个无量刚的量。,C,p,（,B/d,、,）当轴承包角给定时（,120,、,180,、,360,）。,液体动压滑动轴承的设计准则,保证最小油膜厚度不少于许用值：,h,min,=r,（,1-,）,h,h,min,公式分析：,轴承参数确定后，,r,为定值；,偏心率,=e/,随外载荷等的变化而改变。,解决问题的关键是油膜总压力与外载荷平稳时的,值。,设计准则分析,X,的求法：,在外载荷作用下给定参数的轴承，求得承载量系数,Cp,。,再根据,Cp,的线图或表格确定,x,的值。,h,的确定：,h=S,（,R,z1,+R,z2,）,R,z1,、,R,z2,是轴径与轴瓦的表面粗糙度十点高度。,S,为安全系数。,轴承的热平衡计算,热平衡时：,Q1+Q2=Q,单位时间内轴承摩擦所产生的热量,Q,流动的油所带走的热量,Q1,轴承散发的热量,Q2,液体摩擦时的摩擦系数表达公式,参数选择,宽径比,B/d,：,一般情况,B/d=0,、,3 1,、,5,。,B/d,小，油膜压力,p,可憎大，有利于提高轴承运转的平稳性,B/d,小，端泄量增大，油的温升降低，热平衡容易满足。,B/d,小，承载能力下降。,选取的原则：,高速重载，取小值,；,低速重载，取大值；,高速轻载，若对刚性无特殊要求，取小值,；,对轴有较大刚性要求，取大值。,参数选择（续）,相对间隙,：,是一个重要的几何参数，影响承载能力、摩擦功耗和温升。,取值小，承载能力和旋转精度高；,取值大，润滑油流量增加，油的温升降低。,取值原则：,主要根据载荷与速度选取；,速度高，取大值,；,载荷大，取小值,；直径大、宽径比小、调心性能好、加工精度高时，取小值；,反之取大值。,参数选择（续）,粘度,：,对承载能力、功耗和温升影响很大,取大值，承载能力提高，但增加了摩擦阻力与温升，粘度又下降，承载能力反而降低。,选取原则：,载荷大、速度低时，选大值,；载荷小、速度高时选小值。,