1、第十三章 滑动轴承,13.1概述,分类,滑动(摩擦)轴承滚动(摩擦)轴承,径向轴承推力轴承,3、滑动轴承特点：平稳、可靠、噪声低、吸振、 启动力矩大4、滑动轴承设计：结构形式、轴承材料、结构参 数、润滑剂和润滑方法、计算工作能力,13.2 径向滑动轴承的基本结构,13.2.1径向滑动轴承的基本结构,整体式：结构简单、磨损后无法调整轴承间隙，装拆不便。,用于：低速、轻载的间歇工作场合，无法用于曲轴,剖分式,特点于整体式相反。,（宽径比）时， 采用。,自动调心轴承,13.2.2轴瓦、轴承衬、油孔、油沟和油室,减摩材料轴承衬,轴瓦：,轴承衬,整体式轴瓦,剖分式轴瓦,轴瓦上开设油孔和油沟,油孔：供应润
2、滑油；,油沟：输送和分布润滑油；,油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力,油沟长度0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。,13.3 滑动轴承材料,轴承材料轴瓦和轴承衬材料,主要失效：磨损，其次强度不足引起的疲劳破坏等。,13.3.1轴瓦的失效形式及对材料的要求,（1）足够的疲劳强度；（2）足够的抗压强度和抗冲击强度；（3）良好的减摩性和耐磨性；（4）良好的抗胶合性；（5）良好的顺应性和嵌藏性；（6）良好的润滑油吸附能力；（7）良好的导热性，良好的经济性和加工性能。,13.3.2 常用轴承材料及其性质,1、金属材料：（1）轴承合金（巴氏合金）、（2）轴承青铜；表13.1,3、非金属
3、材料塑性、橡胶等。,2、多孔质金属：粉末冶金材料含油轴承，低速重载，具有自润滑性能。,（多孔结构）,13.4滑动轴承的润滑材料,润滑油和润滑脂 13.4.1 滑动轴承润滑油选用原则粘度是最为重要的指标 v,p时，粘度v,p 时，粘度t 时，粘度比通常混合润滑滑动轴承润滑油的选择P318表13.4（表中润滑油是以40时运动粘度为基础的牌号）,13.4.2 滑动轴承润滑脂选用原则轴径速度小于2m/s滑动轴承，一般很难形成液体动压润滑，采用脂润滑。P318表13.5,13.5 润滑方法,1.油润滑-连续供油间歇供油#连续润滑: 滴油润滑芯捻或纱线润滑油环润滑飞溅润滑浸油润滑压力循环润滑2. 脂润滑#
4、润滑杯(黄油杯)#润滑方式的决定 k2-润滑脂,油杯润滑, k=216-针阀注油, k=1632-油环或飞溅润滑, k32-压力循环润滑,一、混合摩擦滑动轴承失效形式,胶合、磨损等,设计准则：至少保持在边界润滑状态，即维持边界油膜不破裂。,计算方法：简化计算（条件性计算）,13.6 非液体润滑滑动轴承的计算,失 效 形 式 图 例,磨损及胶合,点蚀及金属剥落,1、限制轴承平均压强,F 径向载荷, N；,d 轴颈直径, mm；,B 轴瓦有效宽度,mm；,p 许用压强,Mpa。,目的：防止p过高，油被挤出，产生 “过度磨损”。,13.6.1 径向滑动轴承的条件性计算,2、限制pv值,Mpam/s,
5、 pv摩擦功耗发热量易胶合,目的：限制pv是为了限制轴承温升、防止胶合。, 轴承发热量单位面积摩擦功耗pv,3、限制滑动速度v,目的：防止v过高而加速磨损。,13.6.2 推力滑动轴承的条件性计算（方法同径向轴承）（自学）,结构：空心、实心、单环、多环,实心式：,空心式：,13.7 液体动压形成原理及基本方程,一、液体动压润滑基本方程雷诺方程,1、建模,研究对象：被润滑油隔开作相对运动的两刚体，一个以v运动，一个静止。,13.7.1 液体动压形成原理,1）忽略压力对润滑油粘度的影响,2）油沿z方向无流动，即无限宽轴承,B（无限宽）：一维方程,B为有限宽时：二维方程,为方便研究，作如下假设：,3
6、）层流,4）油与表面吸附，一起运动或静止,5）不计油的惯性力和重力,6）油不可压缩：=const,2、求解,针对“连续介质”，通过取“微单元体”手段：,由于：,连续流动方程：任何截面沿x方向单位宽度流量qx相等,设在最大油压Pmax处，h=h0(即,时，h=h0)，此时：,一维雷诺方程（RE）,二、油楔承载机理,p 积分油膜承载能力平衡外载,可见，对收敛形油楔，油楔内各处油压大于入口、出口处油压正压力承载。,任何截面处h=h0，,=0,，不能产生高于出口、入口处的,油压不能承载。,进口小、出口大，油压p低于出口、入口压力（负压）,不能承载，相反使两表面相吸。,1、润滑油有一定粘度。,2、有一定
7、相对滑动速度v。承载能力v；,3、相对滑动面之间必须形成收敛形间隙， 即：油从大口流进，小口流出。 （入口、出口处p油楔内p）,4、有足够充分的供油量。,13.8 液体动压径向滑动轴承承载能力计算,1）静止：两表面间自然形成以收敛的楔形空间；,2）开始启动：速度低，带入间隙中油量较小， 轴颈在摩擦力作用下“爬坡”。,3）液体动力润滑阶段，n足够大，带入楔形空间的 油量增大，右侧楔形油膜产生一定的动压力，将 轴颈向左浮起。,13.8.1 径向滑动轴承油膜建立过程：三阶段,1、固定参数,R轴承孔半径（D）；,r轴颈半径（d）；,相对间隙：,；宽径比：B/d。,几何关系,13.8.2 径向滑动轴承承
8、载能力计算,2、动态参数（变参数）,偏心距：,偏心率：,表示偏心程度,最小油膜厚度：,（hmin）,任一位置处，油膜厚度h：,承载能力和索氏数S0, 轴承包角，轴瓦连续包围轴颈所对应的角度。,1+2 承载油膜角,1 油膜起始角,2 油膜终止角,p=pmax处：h=h0，=0,当B=，即无限宽轴承时，油沿轴向无流动，一维RE,得：,积分一次得任意处的油膜压力p：,在1至2区间内，沿外载荷方向单位宽度的油膜力为：,对有限宽轴承，若不计端泄，油膜承载力F为：,S0 索氏数，无量纲,单位：F N，B、d m， Pas， rad/s,， 承载能力,轴承实际承载能力小于上式（端泄）,计入端泄时：,S0 ,
9、B/d 端泄 S0,B/d 端泄 S0,其它参数相同时，S0 F，承载力,B/d一定： S0 F，, hmin,但保证流体动力润滑：,S 安全系数，考虑表面形状不准确和零件变形， S2一般可取S=2；,13.9.1保证液体动力润滑的条件（充分条件）：,Rz1、Rz2 轴颈、轴瓦表面微观不 平度的十点高度，,13.9 径向滑动轴承的有关性能参数计算与选择,13.9.2 流量计算,体积流量：,功耗计算, 摩擦特性系数,P350：图17.19,P329：图13.16,t 油温升 t = t2t1,平均温度：,13.9.3 热平衡计算,摩擦功热量：,流动的润滑油带走：,通过轴承座散热：,13.9.4滑
10、动轴承有关参数选择,1、宽径比B/d,2、相对间隙,高速：发热严重 使 q 端泄，温升,3、油粘度, F 承载能力，但易发热低速重载， 高速， ，因为润滑油内摩擦几乎与转速平方成正比,4、平均压强p,p F一定时，B、d可，尺寸；传动较平稳,p hmin 不易形成动压润滑，磨损,p F，轴颈运动易失稳,3、由于影响液体动压轴承的参数较多，相互影响，所以设计中若调整了某一参数，将会影响其它参数，凡受到影响的参数都应重新计算。,注意：,1、液体动力润滑轴承在启动，停车阶段处于非液体摩擦状态，设计时，应验算pp，vv，pvpv,2、零件有制造误差，计算时应分别对上偏差对应的max下偏差对应的min两
11、种状态进行计算，必须同时满足液体动压状态的充分条件。,若一轴承，不满足液体动力润滑状态，可采取如下措施：,1、降低Rz1、Rz2，加工精度,2、适当,3、适当n,作业16-12 16-25 16-31 16-34,复习思考题1、轴承的作用是什么？如何分类？滑动轴承有何优缺点？2、轴承材料指的是什么材料？应满足什么要求？3、油孔、油沟及油室起什么作用？如何设置？4、滑动轴承润滑方法有哪几种？如何确定？5、滑动轴承条件性计算包括哪几项？各针对什么失效形式？6、雷诺方程如何导出？油膜承载能力的建立需满足哪几项条件？7、描述滑动轴承的几何参数有哪些？动力润滑的建立过程包括哪几个阶段？8、如何计算滑动轴承的承载能力？,
