第13章__滑动轴承设计
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滑动轴承的设计准则,是根据其工作方式及特点确定的。
对于非流体摩擦状态的滑动轴承,或称混和摩擦状态滑动轴承,保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务;对于流体润滑轴承,设计重点则主要集中在如何在给定的工况下,构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦,使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。
1.非流体润滑状态滑动轴承的设计准则对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承,常用限制性计算条件来保证其使用功能。
此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。
(1)轴承承载面平均压强的设计计算由于过大的表面压强将对材料表面强度构成威胁,并会加速轴承的磨损,因此在设计中应满足:其中:P——轴承承载面上压强,MPa;F——轴承载荷,N;A——轴承承载面积,mm2;[P]——轴承材料的许用压强,MPa。
对于径向轴承,一般只能承担径向载荷:其中:F——轴承径向载荷,N;D——轴承直径,mm;B——轴承宽度,mm。
DB是承载面在F方向上的投影面积。
推力轴承一般仅能承担轴向载荷,对于环形瓦推力轴承:其中:F——轴承轴向载荷,N;D2、D1——轴承承载环面外径、内径,mm。
(2) 轴承摩擦热效应的限制性计算滑动轴承工作时,其摩擦效应引起温度升高,摩擦热量的产生与单位面积上的摩擦功耗成正比,而轴承承载面压强p与速度v的乘积通常用来表征滑动轴承的摩擦功耗,称为pv值。
滑动轴承设计中,用限制pv值的办法,控制其工作温升,其设计准则为:其中:P——轴承承载面上压强,MPa;对于径向和推力轴承;V——轴承承载面平均速度,m/s;[Pv}——轴承许用Pv值。
其中:D——轴承平均直径,0.001m;n——轴颈与轴瓦的相对转速,。
这样,上式也可写为:(3) 轴承最大滑动速度的条件性计算非液体摩擦状态工作的滑动轴承,其工作表面相互接触,当相对滑动速度很高时,其工作表面磨损加速,此项计算对于轻载高速轴承尤为重要。
设计准则为:其中:v——轴承承载面最大线速度,m/s;[v]——轴承许用线速度。
滑动轴承课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解滑动轴承的基本概念、结构组成和工作原理;2. 学生掌握滑动轴承的类型、特点及其在机械设备中的应用;3. 学生了解滑动轴承的设计原则和步骤,能运用相关公式进行简单计算。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析滑动轴承在实际工程中的应用,具备一定的实际问题解决能力;2. 学生通过课程学习,掌握滑动轴承的安装、使用和维护方法,提高实际操作能力;3. 学生能够运用所学知识,对滑动轴承进行初步的设计和优化,提高创新意识和实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对机械工程学科的兴趣和热情,增强学习动力;2. 学生通过团队合作完成课程任务,培养团队协作精神和沟通能力;3. 学生了解滑动轴承在国民经济和工程技术领域的重要作用,增强社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为机械工程学科的基础课程,旨在让学生掌握滑动轴承的基本知识、设计方法和应用技能。
学生特点:学生为高中二年级学生,已具备一定的物理和数学基础,对机械工程有一定了解,但缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力,同时关注学生的情感态度和价值观培养。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 滑动轴承的基本概念与结构- 滑动轴承的定义、作用及分类- 滑动轴承的典型结构及组成部分- 滑动轴承的材料及性能要求2. 滑动轴承的工作原理与性能- 滑动轴承的工作原理- 滑动轴承的性能指标及影响因素- 滑动轴承的摩擦、磨损与润滑3. 滑动轴承的设计原则与方法- 滑动轴承设计的基本原则- 滑动轴承设计的主要步骤- 滑动轴承设计的相关公式及计算方法4. 滑动轴承的应用与维护- 滑动轴承在机械设备中的应用实例- 滑动轴承的安装、使用和维护方法- 滑动轴承故障分析及排除方法5. 滑动轴承的设计实例与优化- 简单滑动轴承设计实例分析- 滑动轴承结构优化方法- 滑动轴承设计中的创新思维与实践教学内容根据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
基本概念自测题一、 填空题1、按摩擦性质轴承分为 _________和 _________两大类。
2、按滑动表面润滑情况,有 _________、 _________ 和 _________三种摩擦状态,其3 摩擦系 数一般分别为_________、 _________和 _________。
、按承受载荷的方向承受径向载荷的滑动轴承称为滑动轴承,承受轴_________4 向载荷的滑动轴承称为_________滑动轴承。
、抗振性 、噪声、与滚动轴承相比,滑动轴承具有承载能力___________________________、寿命 _________,在液体润滑条件下可 _________速运转。
5 、在一般机器中,摩擦面多处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的 混合状态,称 为 _________摩擦或 _________ 摩擦。
6、向心滑动轴承的结构形式有 _________式、 _________ 式和 _________式三种,剖分式滑动轴承便于轴 _________和调整磨损后 __________________ ,应用广泛。
7、滑动轴承油沟的作用是使润滑油_________;一般油沟不应开在轴承油膜_________ 区内,油沟应有足够的轴向长度,但绝不能开通轴瓦。
和 ,此外还有_________等。
8、轴瓦的主要失效形式是_________________、_________________9、为保证轴承正常工作,要求轴承材料有足够的_________和_________性,_________ 性 和 _________性 好,耐 _________和抗 _________ 能力 强,导 _________ 性好,容易 _________,且易于加工。
10、轴承材料有 _________、_________和 _________。
金属材料包括 _________、_________和 _________等。
滑动轴承的设计准则,是根据其工作方式及特点确定的。
对于非流体摩擦状态的滑动轴承,或称混和摩擦状态滑动轴承,保证其轴瓦材料的使用性能是主要任务;对于流体润滑轴承,设计重点则主要集中在如何在给定的工况下,构造具有合理几何特征的轴颈和轴瓦,使之能在工作过程中依赖流体内部的静动压力承载。
1.非流体润滑状态滑动轴承的设计准则对于非流体润滑、混和润滑和固体润滑状态工作的滑动轴承,常用限制性计算条件来保证其使用功能。
此设计条件也可作为流体润滑轴承的初步设计计算条件。
(1)轴承承载面平均压强的设计计算由于过大的表面压强将对材料表面强度构成威胁,并会加速轴承的磨损,因此在设计中应满足:其中:P——轴承承载面上压强,MPa;F——轴承载荷,N;A——轴承承载面积,mm2;[P]——轴承材料的许用压强,MPa。
对于径向轴承,一般只能承担径向载荷:其中:F——轴承径向载荷,N;D——轴承直径,mm;B——轴承宽度,mm。
DB是承载面在F方向上的投影面积。
推力轴承一般仅能承担轴向载荷,对于环形瓦推力轴承:其中:F——轴承轴向载荷,N;D2、D1——轴承承载环面外径、内径,mm。
(2) 轴承摩擦热效应的限制性计算滑动轴承工作时,其摩擦效应引起温度升高,摩擦热量的产生与单位面积上的摩擦功耗成正比,而轴承承载面压强p与速度v的乘积通常用来表征滑动轴承的摩擦功耗,称为pv值。
滑动轴承设计中,用限制pv值的办法,控制其工作温升,其设计准则为:其中:P——轴承承载面上压强,MPa;对于径向和推力轴承;V——轴承承载面平均速度,m/s;[Pv}——轴承许用Pv值。
其中:D——轴承平均直径,0.001m;n——轴颈与轴瓦的相对转速,。
这样,上式也可写为:(3) 轴承最大滑动速度的条件性计算非液体摩擦状态工作的滑动轴承,其工作表面相互接触,当相对滑动速度很高时,其工作表面磨损加速,此项计算对于轻载高速轴承尤为重要。
设计准则为:其中:v——轴承承载面最大线速度,m/s;[v]——轴承许用线速度。
滑动轴承设计滑动轴承1 概述1.1滑动轴承的分类滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为:1)径向滑动轴承,主要承受径向载荷;2)推力滑动轴承,承受轴向载荷。
按照滑动表面间润滑状态的不同可分为:1)液体润滑轴承;2)不完全液体润滑轴承;3)自润滑轴承。
按照液体润滑承载机理不同,液体润滑轴承又分为1)液体动压润滑轴承;2)液体静压润滑轴承。
1.2滑动轴承的特点及应用与滚动轴承相比,滑动轴承有如下特点:1)在高速重载下能正常工作,寿命长;2)精度高;3)滑动轴承能做成剖分式的,能满足特殊结构需要;4)液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用,可以吸收振动、缓和冲击;5)滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承小;6)启动摩擦阻力较大;7)非液体摩擦滑动轴承具有结构简单、使用方便等优点。
2 滑动轴承的主要结构形式2.1径向滑动轴承2.1.1整体式径向滑动轴承组成:轴承座(常为铸铁)、轴瓦(开油孔,内表面开油沟以送油)。
优点:结构简单。
缺点:1)磨损后,间隙无法调整;2)轴颈只能从一端装入,对中间轴颈的轴无法安装。
2.1.2剖分式径向滑动轴承它是由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和联接螺栓等所组成。
轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。
为了安装时容易对心,在轴承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的梯口。
轴承盖应当适度压紧轴瓦,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。
当载荷垂直向下或略有偏斜时,轴承的中分面常为水平方向。
若载荷方向有较大偏斜时,则轴承的中分面也斜着布置(通常倾斜45°,使中分平面垂直于或接近垂直于载荷)。
2.2推力滑动轴承轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。
止推面可以利用轴的端面,也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。
后面将论述两平行平面之间是不能形成动压油膜的,因此须沿轴承止推面按若干块扇形面积开出楔形。
实心式空心式单环式多环式3 滑动轴承的失效形式及常用材料3.1滑动轴承的失效形式主要失效形式:1)磨粒磨损;2)刮伤;3)胶合;4)疲劳剥落;5)腐蚀3.2轴承材料3.2.1对轴承材料的要求主要就是考虑轴承的这些失效形式,对轴承材料的要求如下:(1)足够的抗拉强度、疲劳强度和冲击能力;(2)良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性;(3)良好的顺应性,嵌入性和磨合性;(4)良好的耐腐蚀性、热化学性能(传热性和热膨胀性)和调滑性(对油的吸附能力);(5)良好的塑性。