东北大学机械设计电子教案滑动轴承省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第十章第十章 滑动轴承滑动轴承东北大学国家工科机东北大学国家工科机械基础课程教学基地械基础课程教学基地第1页2 目录10-1 10-1 摩擦磨损润滑基础摩擦磨损润滑基础10-2 10-2 滑动轴承概述滑动轴承概述 10-4 10-4 流体动压润滑基本理论流体动压润滑基本理论10-5 10-5 单油楔向心动压轴承设计计算单油楔向心动压轴承设计计算10-3 10-3 非液体摩擦滑动轴承设计非液体摩擦滑动轴承设计 第2页3 10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 一、基本概念一、基本概念一、一、基本概念基本概念第3页4 1 1、干摩擦、干摩擦 摩擦表面间无润滑介质摩擦表面间无润滑介质 摩擦系数在摩擦系数在1010-1-1量级量级二、摩擦（润滑）状态二、摩擦（润滑）状态干磨擦干磨擦边界磨擦边界磨擦2 2、边界摩擦、边界摩擦 表面间形成较薄边界油膜（吸附、反应），表面间形成较薄边界油膜（吸附、反应），有局部表面直接接触有局部表面直接接触 摩擦系数在摩擦系数在1010-2-2量级量级 润滑效果取决于油油性和极压性润滑效果取决于油油性和极压性(粘度起次要作用粘度起次要作用)10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 二、摩擦（润滑）状态二、摩擦（润滑）状态第4页5 液体磨擦液体磨擦混合磨擦混合磨擦3 3、液体摩擦、液体摩擦4 4、混合摩擦、混合摩擦摩擦表面间有足够润滑油摩擦表面间有足够润滑油摩擦系数很小摩擦系数很小1010-3-3量级，量级，摩擦阻力为油膜剪切阻力摩擦阻力为油膜剪切阻力润滑效果取决于油粘度润滑效果取决于油粘度表面间边界摩擦、液体摩擦状态共存表面间边界摩擦、液体摩擦状态共存摩擦系数在摩擦系数在1010-2-21010-3-3量级量级润滑效果取决于油粘度和极压性润滑效果取决于油粘度和极压性10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 二、摩擦（润滑）状态二、摩擦（润滑）状态第5页6 三、磨损三、磨损1 1、磨损过程、磨损过程 跑和磨损：表面凸峰磨掉，粗糙度降低，载荷分布趋于均匀跑和磨损：表面凸峰磨掉，粗糙度降低，载荷分布趋于均匀 稳定磨损：稳定磨损：磨损速度迟缓稳定、决磨损速度迟缓稳定、决定机械零件寿命定机械零件寿命 猛烈磨损：磨损速度急剧增加，猛烈磨损：磨损速度急剧增加，(磨损量积累到一定程度，磨损量积累到一定程度，精度下降，动载增加精度下降，动载增加)使零件报废使零件报废 磨损曲线磨损曲线跑和磨损跑和磨损稳定磨损稳定磨损猛烈磨损猛烈磨损磨磨损损量量时间时间10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 三、磨损三、磨损第6页7 2 2、磨损种类、磨损种类 粘着磨损：表面微凸体接触，粘着磨损：表面微凸体接触，“高压、高温高压、高温”粘着焊合，粘着焊合，（胶合）（胶合）相对运动撕脱，材料转移。相对运动撕脱，材料转移。磨料磨损：磨料磨损：表面微凸体脱落、外来硬质颗粒进入摩擦面间，表面微凸体脱落、外来硬质颗粒进入摩擦面间，相对运动时起切削、碾压作用，致表面材料脱落。相对运动时起切削、碾压作用，致表面材料脱落。疲劳磨损：交变接触应力重复作用、局部微裂纹扩展，材料脱疲劳磨损：交变接触应力重复作用、局部微裂纹扩展，材料脱 落形成麻点、微坑。落形成麻点、微坑。腐蚀磨损：腐蚀磨损：表面材料与周围环境发生化学或电化学反应，表面材料与周围环境发生化学或电化学反应，相对运动时，反应物脱落，表层材料转移。相对运动时，反应物脱落，表层材料转移。复合磨损：各种磨损机理共存，磨损接续循环发生。复合磨损：各种磨损机理共存，磨损接续循环发生。10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 三、磨损三、磨损第7页8 四、润滑油主要性能指标四、润滑油主要性能指标 1 1、粘度：液体内摩擦阻力大小度量（粘性大小）、粘度：液体内摩擦阻力大小度量（粘性大小）b.b.因油性作用，边界处油与板同速因油性作用，边界处油与板同速 c.c.油流动为层流，层间速度梯度油流动为层流，层间速度梯度du/dydu/dy，相对滑动剪切阻力为相对滑动剪切阻力为FUydyduABNewtonNewton内摩擦定律：内摩擦定律：2 2、粘度物理意义粘度物理意义-Newton-Newton内摩擦定律内摩擦定律 a.a.平行板间充满油，平行板间充满油，B B定，定，A A动（动（F F作用下，速度作用下，速度U U）10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 四、润滑油主要性能指标四、润滑油主要性能指标第8页9 动力粘度动力粘度：速度梯度速度梯度du/dy为为1时，时，液体内摩擦阻力大小液体内摩擦阻力大小3 3、粘度单位、粘度单位 a.a.动力粘度动力粘度：国际单位：国际单位：惯用单位：惯用单位：10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 四、润滑油主要性能指标四、润滑油主要性能指标第9页10 b.b.运动粘度运动粘度：国际单位：国际单位：惯用单位：惯用单位：注：国家标准要求，润滑油牌号按注：国家标准要求，润滑油牌号按40 度时运动粘度平均值确度时运动粘度平均值确定定.例：例：N100工业齿轮油，工业齿轮油，40度时运动粘度平均值为度时运动粘度平均值为100cSt.(2)(2)粘温特征：温度升高、粘度降低粘温特征：温度升高、粘度降低(3)(3)粘压特征：压力升高、粘度增加粘压特征：压力升高、粘度增加(4)(4)油性：油在摩擦表面吸附能力油性：油在摩擦表面吸附能力(5)(5)极压性：油膜抗压力破坏能力极压性：油膜抗压力破坏能力10-1摩擦磨损与润滑基础摩擦磨损与润滑基础 四、润滑油主要性能指标四、润滑油主要性能指标第10页11 10-2 10-2 滑动轴承概述滑动轴承概述 一、滑动轴承结构特点一、滑动轴承结构特点一、滑动轴承结构特点一、滑动轴承结构特点1 1、滑动轴承结构：轴颈、滑动轴承结构：轴颈+轴瓦轴瓦 轴与瓦面接触，承载大、抗冲击；轴与瓦面接触，承载大、抗冲击；油膜缓冲、减振、降噪；油膜缓冲、减振、降噪；液体润滑状态摩擦系数小，寿命长；液体润滑状态摩擦系数小，寿命长；极限转速高；极限转速高；特殊结构要求：特大结构，滑动轴承成本低；特殊结构要求：特大结构，滑动轴承成本低；剖分式结构：便于曲轴上安装；剖分式结构：便于曲轴上安装；径向尺寸小；径向尺寸小；适合特殊工况：水、油、腐蚀、无润滑介质条件；适合特殊工况：水、油、腐蚀、无润滑介质条件；2 2、特点、特点第11页12 10-2 10-2 滑动轴承概述滑动轴承概述 二、滑动轴承分类二、滑动轴承分类1 1、按承载方式：、按承载方式：向心滑动轴承向心滑动轴承-承受径向载荷承受径向载荷推力滑动轴承推力滑动轴承-承受轴向载荷承受轴向载荷向心滑动轴承向心滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承二、滑动轴承分类二、滑动轴承分类第12页13 10-2 10-2 滑动轴承概述滑动轴承概述 二、滑动轴承分类二、滑动轴承分类 非液体摩擦滑动轴承（边界、混合摩擦状态）非液体摩擦滑动轴承（边界、混合摩擦状态）特点：结构简单、制造方便、成本低廉特点：结构简单、制造方便、成本低廉 应用：低速、普通不主要设备上应用：低速、普通不主要设备上 静压轴承静压轴承动压轴承动压轴承2 2、按摩擦状态：、按摩擦状态：特点：系统复杂、工作可靠特点：系统复杂、工作可靠 应用：低速、频繁开启，载荷或转速改变大场所应用：低速、频繁开启，载荷或转速改变大场所 液动动压润滑轴承：液动动压润滑轴承：液体摩擦滑动轴承（液体润滑状态）液体摩擦滑动轴承（液体润滑状态）液体静压润滑轴承：液体静压润滑轴承：特点：结构简单、要求制造精度高特点：结构简单、要求制造精度高 应用：高速、高旋转精度，高载荷或转速改变小场所应用：高速、高旋转精度，高载荷或转速改变小场所轴径与轴瓦相对动，形成动压油轴径与轴瓦相对动，形成动压油膜，使轴径与轴瓦由油膜分开膜，使轴径与轴瓦由油膜分开 外界高压油输入轴承间隙，外界高压油输入轴承间隙，轴径与轴瓦由油膜分开轴径与轴瓦由油膜分开 第13页14 10-3 10-3 非液体摩擦滑动轴承设计非液体摩擦滑动轴承设计 一一、失效形式与设计准则、失效形式与设计准则一、失效形式与设计准则一、失效形式与设计准则1 1、失效形式：轴瓦胶合、磨损、失效形式：轴瓦胶合、磨损2 2、设计准则：要求边界油膜含有足够强度，、设计准则：要求边界油膜含有足够强度，确保油膜存在，确保油膜存在，降低轴瓦材料磨损降低轴瓦材料磨损 （1 1）限制平均压强：）限制平均压强：p pm mp-p-预防油膜破坏，金属直接接触。预防油膜破坏，金属直接接触。（2 2）限制）限制p pm mv v值：值：p pm mvpv-vpv-限制摩擦发烧过大，预防胶合。限制摩擦发烧过大，预防胶合。（3 3）限制滑动速度：）限制滑动速度：vv-v0n0n=nn=nw w第24页25 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 一、向心动压轴承几何参数一、向心动压轴承几何参数一、向心动压轴承几何参数一、向心动压轴承几何参数第25页26 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 二、承载能力与轴承特征系数二、承载能力与轴承特征系数二、承载能力与轴承特征系数二、承载能力与轴承特征系数S S1 1、一维雷诺方程基座标形式、一维雷诺方程基座标形式2 2、承载区任意点、承载区任意点 处油膜压力处油膜压力第26页27 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 二、承载能力与轴承特征系数二、承载能力与轴承特征系数3 3、在外载荷方向分量在外载荷方向分量4 4、无限宽轴承单位宽度油膜承载能力、无限宽轴承单位宽度油膜承载能力第27页28 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 二、承载能力与轴承特征系数二、承载能力与轴承特征系数5 5、有限宽轴承单位宽度油膜承载能力、有限宽轴承单位宽度油膜承载能力6 6、有限宽轴承总承载能力、有限宽轴承总承载能力第28页29 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 二、承载能力与轴承特征系数二、承载能力与轴承特征系数第29页30 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 三三、最小油膜厚度、最小油膜厚度三、最小油膜厚度三、最小油膜厚度h hminmin第30页31 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 三、最小油膜厚度三、最小油膜厚度第31页32 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 四四、轴承温升计算、轴承温升计算四、轴承温升四、轴承温升tt2 2、非压力供油轴承温升计算、非压力供油轴承温升计算第32页33 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 四四、轴承温升计算、轴承温升计算第33页34 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 四四、轴承温升计算、轴承温升计算第34页35 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 五五、轴承参数选择、轴承参数选择五、轴承参数选择五、轴承参数选择第35页36 10-5 10-5 单油楔向心动压润滑轴承设计计算单油楔向心动压润滑轴承设计计算 五五、轴承参数选择、轴承参数选择五、轴承参数选择五、轴承参数选择 3、滑油黏度 低速重在高黏油、高速清载低黏油。第36页37 本章结束本章结束第37页