机械设计基础第15章滑动轴承

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机械设计基础第15章滑动轴承
§15—1 摩擦状态
•一、摩擦磨损的基本知识：
• 相对运动的零件，工作时都会有摩擦磨损。 • 一般机械中因各种形式磨损而失效的零件占全 部报废零件的80%。
•采用润滑是减少摩擦磨损的有效手段。
•二、摩擦状 态 •按表面润滑情况摩擦分为：
•干摩擦、 •边界摩擦、 •液体摩擦和混合摩擦。
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机械设计基础第15章滑动轴承
1、干摩擦
• 两摩擦表面间无润滑剂，表面直接接触
•特点:①功率损失大，磨损严重。轴承工作时温升
•
强烈，严重时导致轴瓦烧毁。
• ②干摩擦的摩擦阻力最大，f>0.3，磨损最严重，
•
零件的使用寿命最短。
•滑动轴承中不允许出现干摩擦。
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机械设计基础第15章滑动轴承
机械设计基础第15章滑动轴承
•２．剖分式径向滑动轴承
径向滑动轴承的典型结构2
•对开式轴承(剖分轴套)
•对开式轴承(整体轴套)
•虚拟演示 •轴承照片
•特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、
•
安装方便。
•应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。 •
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机械设计基础第15章滑动轴承
ห้องสมุดไป่ตู้ •注意:
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机械设计基础第15章滑动轴承
•一、向心滑动轴承
•1、整体式向心滑动轴承
•轴承座
•油杯孔 •螺纹孔
•整体轴套
• 特点： • ①结构简单、成本低 • ②轴套磨损后，间隙无法调整 • ③装拆不便（只能从轴端装拆）
•轴承照片 •装拆演示
•适用：低速、轻载或间歇性工作的机器。
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机械设计基础第15章滑动轴承
3）具有特殊性能的轴承材料
•◆粉末冶金：将不同金属粉末再加上石墨、硫、锡或铅 等粉末混合后高压成型，再经过高温烧结而成的多孔性 结构材料，又称陶瓷金属。 • 使用前需在热油中浸渍几小时，使孔隙中充满润 滑油，故也称含油轴承—适用于加油不方便的场合。 •◆铸铁或耐磨铸铁：适用于不重要的或低速轻载处。
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机械设计基础第15章滑动轴承
1、润滑油 •（图示简介）
•①粘度:表示了液体流动的内摩擦性能。
•
或者说是流体抵抗剪切变形的能力。
•速度梯度：润滑油沿油层垂直方向的速度的变化率。
•层与层存在摩擦切应力：
•—粘性流体牛顿定律
•——油层中任一点的速度， •——对应于一点的速度梯度； •——比例系数，即液体的动力粘度，简称粘度。
•高温时：选粘度↑ • 反之：选粘度↓
•载荷大速度小：选粘度↑
•
反之：选粘度↓
•几种润滑油的粘温图
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机械设计基础第15章滑动轴承
•⑤润滑油特点：流动性良好，
•
可形成动压、静压或边界油膜
•⑥适用场合：不完全液体滑动轴承
• •说明:
和完全液体润滑滑动轴承。
•☆工业上广泛应用的矿物油，是从石油中经过提取 燃 •☆国油标后按剩用下途的不重同油分，有再机经械过油减、压汽蒸轮馏机精油制及而齿成轮。油等。
重点
1.摩擦状态及特性； 2.滑动轴承的构成； 3.常用轴瓦、轴承衬材料的性能； 4.液体动压形成条件.
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机械设计基础第15章滑动轴承
概述
•一、轴承的功用：
•1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度； •2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。 •二、轴承分类：
•滑动轴承
•按轴承摩擦性质: •
•图片
滚动轴承
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机械设计基础第15章滑动轴承
•三、滑动轴承的特点及应用
•１．转速特大，如汽轮发电机。 •２．精度特高，如精密磨床。 •３．巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 •４．载荷特重，如水轮发电机。 •５．特殊结构(剖分式轴承)，如曲轴轴承。 •6．尺寸特大或特小，如多辊轧钢机。 •7．在特殊条件下工作，如军舰推进器的轴承。
2、边界摩擦
• 两摩擦表面间有润滑油，油膜厚度小于1m(极薄 的边界油膜),不足以将两金属表面分隔开，运动时两零 件尖峰部分仍直接接触。
•特点:①边界油膜虽然不能绝对消除表面磨损，但可
•
以起着减轻磨损的作用。
•②边界摩擦的摩擦系数，f0.1～0.3
•多数滑动轴承都是这种摩擦状态。
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机械设计基础第15章滑动轴承
机械设计基础第15章滑 动轴承
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2020/11/18
机械设计基础第15章滑动轴承
教学目标
1.知道摩擦状态及特性。 2.知道滑动轴承的特点及应用场合。 3.知道滑动轴承的组成结构。 4.知道常用轴瓦、轴承衬材料的性能并能正确选用 5.认识润滑的重要作用，对常用润滑剂及润滑装置
有所了解. 6.会作非液体摩擦滑动轴承工作能力计算。 7.掌握液体动压润滑机理、动压形成条件。
•轴向 •横向 •斜向
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•单油槽
•双油槽
机械设计基础第15章滑动轴承
大型液体润滑轴承：一般采用双油槽。 • 为了使润滑油顺利进入轴瓦与轴径间隙， 轴瓦 两侧面开有油室。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颈 上半部，起着冷却作用，最后油从轴承的两端泄出。
•载荷垂直向下或略有偏斜： •——轴承中分面为水平面
•载荷方向有较大偏斜时： •——斜开向心轴承
•目的:使中分平面垂直于或接 近 • 垂直于载荷. •3、调心滑动轴承：
•轴瓦外表面为球面 •适用：宽径比＞1.5 处
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•虚拟演示
机械设计基础第15章滑动轴承
★向心滑动轴承轴瓦结构:
•整体式轴瓦 •①类型：
•滑动轴承的摩擦特性曲线
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机械设计基础第15章滑动轴承
•§15—2 滑动轴承的结构型式
•滑动轴承分类： •1、按承受载荷方向：
•向心滑动轴承 — 主要承受径向载荷Fr。 •推力滑动轴承 — 主要承受轴向载荷Fa。 •2、按润滑状态:
•不完全液体润滑滑动轴承 — 混合摩擦 •完全液体润滑滑动轴承 — 液体摩擦
•◆橡胶、塑料：特殊场合。
•常用材料及性能 •表15-1
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§15-4 润滑剂和润滑装置
•一、润滑剂
•润滑对滑动轴承的工作能力和使用寿命有重大影响
•润滑目的：降低摩擦功耗，减少磨损，
•
同时可冷却、吸振、防锈。
•润滑剂分类： •①液体润滑剂——润滑油（粘度） •②半固体润滑剂——润滑脂（稠度和针入度） •③固体润滑剂
•
承合金。可在较高的温度(250℃)下工作。
•缺点：可塑性较差，不易跑合，与之相配的轴颈必须
•
淬硬。
•锡青铜：铜与锡的合金，用于中速重载； •锡锌铅青铜：铜与锡、锌、铅合金，用于中速中载； •铝铁青铜：铜与铝、铁合金，用于低速重载；
• 青铜可单独做轴瓦，也可将青铜浇铸在钢或铸 铁轴瓦内壁上。
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常
•粉末冶金铜
用
材
•铸铁
料
•非金属材料——塑料、橡胶
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机械设计基础第15章滑动轴承
1）轴承合金（又称白合金、巴氏合金）
• 锡锑轴承合金：
•轴承合金组成详细说 明
• ① 摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强
• 耐腐蚀性能好，易跑合；
• ② 常用于高速、重载的轴承；
• ③ 价格较贵且高温时机械强度较差；
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机械设计基础第15章滑动轴承
•动力粘度的量纲：力时间/长度2， •国际单位： N·S/m2 （Pas） •物理单位： dyn·s/cm2 （ P 泊） • 动力粘度又称为绝对粘度，主要用于流体动力学计算 • 工程上用：运动粘度
•②运动粘度：动力粘度与液体密度的比值：
• 国际单位：m2/s
• 差和顺应其它几何误差。材料塑性↑→顺应性好↑
•◆嵌藏性好：材料嵌藏污物和外来硬质微粒防止刮伤
•
和磨损；材料软↑→嵌藏性好↑
•◆足够的机械强度。
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机械设计基础第15章滑动轴承
• 能同时满足上述要求的材料很难找到。
•例如：
• 顺应性和嵌藏性良好的材料：强度较低；
• 耐磨的材料：顺应性和嵌藏性不好。
机械设计基础第15章滑动轴承
4. 混合摩擦（也称为非液体摩擦）
• 特点: 介于干摩擦、边界摩擦与液体摩擦之间，
•
一般机器中最常见。
•★摩擦特性曲线(由实验得):
•纵坐标—摩擦系数，
•横坐标—轴承特性，
•其中: n—轴的转速；
• η—润滑剂的动力粘度；
•
p—轴承的压强。
• 随着ηn/p的不同,摩擦副 分别处于边界摩擦、混合摩擦、 液体摩擦状态。
3、液体摩擦
• 两摩擦表面间有充足的润滑油，并满足一定的条 件时，两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成厚度达 几十微米的压力油膜。这时只有液体之间的摩擦。
•特点：①由于两摩擦表面被油隔开而不直接接触，
•
可以显著的减少摩擦和磨损。
•
②摩擦系数极小（f0.001～0.01）
•重要轴承采用这种摩擦。
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•通常：是采用两层不同的金属做成轴瓦。
•
两种金属在性能上取长补短。
•方法：工艺上通过浇注或压合，
•
将薄层材料（厚度0.2~0.8mm)粘附在轴瓦基体上
•轴承衬
•详细图 片
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