—滚动轴承的寿命计算.doc

轴承
轴承支承轴及轴上零件,保证轴的旋转精度。根据轴承工作的摩擦性质,可分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点。而滚动轴承是标准零件,成批量生产成本低,安装方便,广泛应用。对于初学者来讲,滚动轴承的类型选择;寿命计算;组合设计是比较难掌握。因此,滚动轴承的寿命计算和组合设计是本章讨论的重点。
§1—1 滑动轴承概述
一、滑动轴承的类型
滑动轴承按其承受载荷的方向分为:
(1)径向滑动轴承,它主要承受径向载荷。
(2)止推滑动轴承,它只承受轴向载荷。
滑动轴承按摩擦(润滑)状态可分为液体摩擦(润滑)轴承和非液体摩擦(润滑)轴承。
(1)液体摩擦轴承(完全液体润滑轴承) 液体摩擦轴承的原理是在轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油,润滑油的厚度较大,将轴颈和轴瓦表面完全隔开。因而摩擦系数很小,一般摩擦系数=~。由于始终能保持稳定的液体润滑状态。这种轴承适用于高速、高精度和重载等场合。
(2)非液体摩擦轴承(不完全液体润滑轴承)
非液体摩擦轴承依靠吸附于轴和轴承孔表面的极薄油膜,单不能完全将两摩擦表面隔开,有一部分表面直接接触。因而摩擦系数大,=~。如果润滑油完全流失,将会出现干摩擦。剧烈摩擦、磨损,甚至发生胶合破坏。
二、滑动轴承的特点
优点:(1)承载能力高;(2)工作平稳可靠、噪声低;(3)径向尺寸小;(4)精度高;(5)流体润滑时,摩擦、磨损较小;(6)油膜有一定的吸振能力
缺点:(1)非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大,磨损严重。(2)流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦;(3)流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。
§1—2 滑动轴承的结构和材料
一、径向滑动轴承

整体式滑动轴承结构如图所示,由轴承座1和轴承衬套2组成,轴承座上部有油孔,整体衬套内有油沟,分别用以加油和引油,进行润滑。这种轴承结构简单,价格低廉,但轴的装拆不方便,磨损后轴承的径向间隙无法调整。使用于轻载低速或间歇工作的场合。
2. 对开式滑动轴承
对开式滑动轴承结构如图所示,由轴承座、轴承盖、对开式轴瓦、双头螺柱和垫片组成。轴承座和轴承盖接合面作成阶梯形,为了定位对中。此处放有垫片,以便磨损后调整轴承的径向间隙。故装拆方便,广泛应用。
3. 自动调心轴承
结构如图所示,其轴瓦外表面作成球面形状,与轴承支座孔的球状内表面相接触,能自动适应轴在弯曲时产生的偏斜,可以减少局部磨损。适用于轴承支座间跨距较大或轴颈较长的场合。
二、止推滑动轴承
止推滑动轴承结构如图所示,可分为三种形式:
实心止推滑动轴承,轴颈端面的中部压强比边缘的大,润滑油不易进人,润滑条件差。
空心止推滑动轴承,轴颈端面的中空部分能存油,压强也比较均匀,承载能力不大。
多环止推滑动轴承,压强较均匀,能承受较大载荷。但各环承载不等,环数不能太多。
三、轴承材料
滑动轴承的主要失效形式:磨损和胶合、疲劳破坏等
所以对轴承材料的要求:
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。具有适应轴弯曲变形和其他几何误差的能力。
(6)良好的工艺性和经济性等。
轴瓦可以由一种材料制成,也可以在轴瓦内表面浇铸一层金属衬。即轴承衬。
2、常用材料:
(1)铸铁:灰铁;球铁------ 性能较好,适于轻载、低速,不受冲击的场合。
(2)轴承合金——由锡(Sn)、铜(Pb)、锑(Sb)、铜(Cu)等组成。
(3)铜合金——锡青铜、铅青铜、铝青铜
(4)铝基合金:可做成单金属轴瓦,也可做成双金属轴瓦的轴承衬,用钢作衬背。
(5)多孔质金属材料(粉末冶金)——含油轴承
(6)精末冶金: 铜基粉末冶金——减摩、抗胶合性好
铁基粉末冶金——耐磨性好,强度高
常用轴瓦材料及性能见教材表11-1。
四、轴瓦结构
轴瓦的结构如图所示,分为整体式和对开式两种结构。对开式轴瓦有承载区和非承载区,一般载荷向下,故上瓦为非承载区,下瓦为承载区。润滑油应由非承载区进人。故上瓦顶部开有进油孔。在轴瓦内表面,以进油口为对称位置,沿轴向、周向或斜向开有油沟,油经油沟分布到各个轴颈。油沟离轴瓦两端面应有段距离,不能开通,以减少端部泄油。为了使轴承衬与轴瓦结合牢固,可在轴瓦内表面开设一些沟槽。
§1—3 滑动轴承的润滑
滑动轴承工作时需要有良好的润滑,对减少摩擦,提高效率;减少磨损,延长