滑动轴承的设计计算.ppt

机械设计
第一节 概述 第二节 滑动轴承结构与材料 第三节 混合润滑轴承的计算 第四节 液体动压润滑原理 第五节 液体动压润滑径向轴承的设计 第六节 液体静压润滑简介
第十五章
滑动轴承
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分类方式
按 轴 承 中 轴 瓦 形 式 的 不 同
类型及特点
整体式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间 隙不能调整）
润滑，并靠 液体- 的静压 平衡外载荷。
本章结束
单位时间内轴承摩擦功所产生的热量等于同时间 内由润滑油流动所带走的热量和经轴承表面散发的热 量之和。
fF c q ( t v 0 t i) a s π B t 0 d t i
t t0 ti
f
p
c
q vBd
πas v
润滑油的平均温度
tmti t 2
径向轴承的摩擦 特性系数线图
五、参数选择
1 、 在具有足够承载能力的条件下，最小油膜厚度应 满足：
hmin > h
2 、在平均油温tm≤75 ℃时，油的人口温度应满足： 35℃ ≤ ti ≤ 40℃
➢液体动压径向滑动轴承的设计步骤
1. 选择轴承宽径比，计算轴承宽度
2. 在保证 p≤[p] 、 pv≤[pv] 、 v≤[v]的条件下，选择 轴瓦材料
保证润滑油不被过大的压力所挤出，避免工作表
面的过度磨损
pp
➢径向轴承 ➢止推轴承
p Fr p
dB
p 4Fa p πd22 d12 z
二、限制轴承的 pv
➢径向轴承 pvFr πdnpv
dB60 1000
➢止推轴承 pm vpv
v 三、限制轴承的滑动速度
vv
第四节 液体动压润滑原理

二、滑动轴承的分类
按承载 方向分 径向轴承 ——承受径向载荷 止推轴承 ——承受轴向载荷
分
类
按润滑 状态分 按承载 机理分
液体润滑滑动轴承 不完全液体润滑滑动轴承 自润滑滑动轴承 液体动压润滑轴承和结构的设计；轴瓦的结构设计和 轴承材料的选取；轴承的结构参数的确定；润
滑剂的选取及其供应；轴承的工作能力及热平
衡计算。
§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、 整体式径向滑动轴承 组成： 整体轴承座和由减摩材料 制成的整体轴瓦。 特点： 1) 结构简单，成本低廉。 2) 因磨损而造成的间隙无法调整。 3) 只能沿轴向装拆。
油杯孔
轴承座
轴承
应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
厚壁轴瓦
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。
强度足够的材料可
单一材料
以直接作成轴瓦，
如黄铜，灰铸铁。
轴瓦强度不足，故 两种材料 采用多种材料制作
轴瓦。
铸造轴瓦
铸造工艺性好，单件、 大批生产均可，适用 于厚壁轴瓦。
只适用于薄壁轴瓦，
卷制轴套
具有很高的生产率。
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
<0.1 0.1~0.3 0.3~0.6 0.3~1.2 1.2~2.0
平均压力 p< (3~7.5) Mpa
L-AN150 L-AN100、150 L-AN100 L-AN68、100 L-AN68
注： 1）表中润滑油是以40℃时的运动粘度为基础的牌号 2）不完全液体润滑，工作温度<60℃
三、固体润滑剂及其选择 特点：可在滑动表面形成固体膜。 适用场合：用于一些有特殊要求的场合。 使用方式：

t t m t1 2
先给定tm，再按上式求出Δt，再求t1=35℃~45℃ a) 若t1>>(35~45)℃, 热平衡易建立，则应降低tm，再行计算。 b) 若t1<(35~45) ℃，不易达到热平衡状态→降低粗糙度→重新计算 c) t2>80℃→易过热失效，→改变相对间隙和油的粘度→重新计算
dp f ( , ) d
z
从压力区起始角 1 至任意角 进行积分，得任意角处的压力 再求压力在外载荷方向上的分量
py
将上式在压力区内积分（求和），得到轴承单位宽度上的油膜 承载能力 2Z 2 引入修正系数A，考虑端泄的影响 p y p y A1 B
第十二章
滑动轴承
§12—1 概述
滑动轴承、滚动轴承 一、滑动轴承类型 按承载： 径向轴承（向心轴承）（受Fr） 止推轴承（推力轴承）（受Fa） 按润滑状态：流体润滑轴承、非流体润滑轴承、无润滑轴承 二、滑动轴承的特点 三、应用
§12—2 径向滑动轴承的主要类型
一、整体式径向滑动轴承
如图，由轴承座、整体轴 套、油孔等组成
（1）粘度↓→间隙改变，使轴承的承载能力下降
（2）会使金属软化→发生抱轴事故 热平衡条件：单位时间内 摩擦产生的热量H = 端泄润滑油所带走热量H1 + 轴承散发热量H2
( )P t t 2 t1
f
S Q c ( ) Bd v

(C )
润滑油平均温度tm 为保证承载要求tm<75℃
v
h0
移动件
p max
O
x
移动件
静止件
v
h0
h>h0 y p x >0 p x =0

滑动轴承的设计计算
概述
• 滑动轴承——与轴颈表面形成滑动摩擦副的轴承 • 组成、 特点及应用 • 不同类型、不同应用场合的滑动轴承,其重要程度和运转参数差异非常大,结构的复杂程
度和价格差异亦极大。因而，滑动轴承的设计计算，在要求和工作量方面也有很大的差 别。 • 滑动轴承设计计算内容 •
决定轴承的结构型式 ; 选择轴瓦、衬层和涂覆层材料； 确定轴承几何参数； 选择润滑剂和润滑方法； 计算轴承工作能力，确定轴承运转参数。
将对p、、v的限制画在对数坐标图上，构成一条折线。
这种计算方法称为条件性计算。
[p]、[v]和[]数据查阅相关表格。
滑动轴承的设计计算
液体动力润滑轴承的计算
滑动轴承的设计计算
液体动力润滑轴承是利用轴颈与轴瓦的相对速度和表面与油的粘附性能，将润滑油带入轴承间 隙，建立起压力油膜而把轴颈与轴瓦隔开的一种液体摩擦轴承。描述这种润滑状态的基本方程 是雷诺方程。从数学观点看，流体润滑计算的基本内容就是对雷诺方程的应用和求解。
由雷诺方程得出流体动力润滑轴承形成承载油膜的条件：
流体动力润滑轴承形成承载油膜的条件： •润滑剂要有粘度，且油膜承载能力随粘度提高而增大； •轴颈要有相对速度，且油膜承载能力随速度提高而增大； •油膜厚度是变量，且沿速度方向逐渐减小方能形成正油膜 •压力，即需要轴颈和轴瓦表面形成收敛形间隙，称为油楔；
p F [p] Bd
推力轴承
pZ(d402Fdi2)[p]
2.限制轴承滑动速度v (防止高温下过快磨损 )
径向轴承 推力轴承
v=πdn≤[v] v=π(do+di)n/2≤[v]
滑动轴承的设计计算
3.限制轴承的值(限制轴承发热量)
径向轴承 推力轴承