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由于轴颈与轴瓦之间存在着一弯曲的楔形间隙,所加的润滑油填满了间隙。轴静止不动,轴上的载荷使轴颈与轴瓦在下部直接接触。当轴顺时针转动时,轴颈沿轴瓦内右壁向上滚动,并挤压润滑油进入楔形间隙。由于润滑油是从间隙大的空间向间隙小的空间挤压,随着转速增加形成很大挤压力。足以把轴抬起,形成很厚的压力油膜。当油膜的厚度大于两接触外表不平度之和时,轴颈与轴瓦之间的接触完全被油膜隔开。摩擦力迅速下降,在合力作用下,轴颈便向左下方漂移。油膜压力与外载荷保持平衡,轴颈便在稳定的位置上正常旋转。一、体静压润滑轴承液体静压润滑轴承的轴瓦内外表上有四个对称的油腔,使用一台油泵,经过四个节流器分别调整油的压力,使得四个油腔的压力相等。当轴上无载荷时,油泵使四个油腔的出口处的流量相等,管道内的压力相等,使轴颈与轴瓦同心。当轴受载后,轴颈向下移动,油泵使上油腔出口处的流量减小,下油腔出口处的流量增大,形成一定的压力差。该压力差与载荷保持平衡,轴颈悬浮在轴瓦内。使轴承实现液体摩擦。适用范围广,供油装置复杂。???11—6滚动轴承的构造、类型及特点一、滚动轴承的构造滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。内圈装在轴径上,与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内,一般不转动。内外圈上设置有滚道,当内外圈之间相对旋转时,滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上,减少滚动体之间的碰撞和磨损。滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、旋转精度高和润滑简便。广泛应用于各种机器中。滚动轴承为标准零件,由轴承厂批量生产,使用者可以根据需要直接选用。常见的滚动体有短圆柱形、长圆柱形、螺旋滚子、圆锥滚子、鼓形滚子、滚针六种形状。二、: 〔1〕向心轴承 径向接触轴承:公称接触角α=0,主要承受径向载荷,可承受较小的轴向载荷。 向心角接触轴承:公称接触角α=0~45,同时承受径向载荷和轴向载荷。 〔2〕推力轴承 推力角接触轴承:公称接触角α=45~90,主要承受轴向载荷,可承受较小的轴向载荷。轴向接触轴承:公称接触角α=90,只能承受轴向载荷。 2、按滚动体及其他分球轴承和滚子轴承;调心轴承和非调心轴承;单列轴承和双列轴承 几个常用滚动轴承的局部类型、代号及特性如下:其他可查教材表11—5。三、滚动轴承的材料内、外圈、滚动体;GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢,热处理后硬度:HRC60~65保持架:低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯四、滚动轴承的特点优点:起动力矩小;运转精度高;轴向尺寸小;某些轴能同时承受Fr和Fa,使机器结构紧凑;润滑方便、简单、易于密封和维护;互换性好。缺点:承受冲击载荷能力差;高速时噪音、振动较大;高速重载寿命较低;径向尺寸较大。应用:广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。11—7滚动轴承的代号及类型选择一、滚动轴承的代号滚动轴承的类型和尺才繁多,为了生产、设计和使用,对滚动轴承的类型、类别、结构特点、精度和技术要求等国家标准规定了用代号来表示的方法。滚动轴承的端面上通常印有该轴承的代号。滚动轴承的代号由数字和汉字拼音字母组成分为三局部组成,代号表示其类型、结构和内径等。按照GB/T272-93规定,滚动轴承代号由前置代号、根本代号和后置代号组成。其含义如下:〔见表11—6〕表11—6滚动轴承代号的构成表前置代号根本代号后置代号轴承分部件代号一二三四五内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号其他代号类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号1、根本代号根本代号由根本类型、结构和尺寸、内径代号组成,是轴承代号的根底。由以下三局部内容构成:类型代号——代号用数字或字母表示〔尺寸系列代号如有省略,那么为第4位,〕:用字母表示时,那么类型代号与右边的数字之间空半个汉字宽度。轴承的类型表代号轴承类型代号轴承类型0双列角接触球轴承6深沟球轴承1调心球轴承7角接触球轴承2调心滚子轴承8推力圆柱滚子轴承3圆锥滚子轴承NNN?圆柱滚子轴承4双列深沟球轴承?表示双列或多列5推力球轴承?NA?滚针轴承????????〔2〕尺寸系列代号表示轴承在结构、内径相同的条件下具有不同的外径和宽度。包括宽度系列代号和直径系列代号;宽度系列表示轴承的内径、外径相同,宽度不同的系列,常用代号有0(窄)、1〔正常〕、2〔宽〕3,4,5,6〔特宽〕等。直径系列表示同一内径不同的外径系列。常用代号有0(特轻)、2〔轻〕3〔中〕,4〔重〕等。〔3〕??????公称内径代号①d==10,12,15,17mm时代号00010203表示②内径d=20~480mm,且为5的倍数时代号=d/5或d=代号5(mm)③d10mm,或d500mm,及d=22,28,32mm时代号:/内径尺寸〔mm〕表示2、前置代号〔表示轴承的分部件,用字母表示〕L——可别离轴承的可别离内圈或外圈如LN207K——轴承的滚动体与保持架组件K81107R——不带可别离内圈或外圈的轴承,如RNU207NU——表示内圈无档边的圆柱滚子轴承WS、GS——分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈,如WS81107、GS81107。3、后置代号〔反映轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等,共8组代号〕〔1〕内部结构代号——反映同一类轴承的不同内部结构如:C、AC、B〔2〕密封、防尘与外部形状变化代号RS、RZ、Z、FS、R、N、NR等。〔3〕轴承的公差等级精度高—→低公差等级24566X0〔4〕轴承的径向游隙代号为:/C1、/C2、/C3、/C4、/C5〔5〕保持架代号,代号为:J——钢板冲压、Q——青铜实体、M——黄铜实体、N——工程塑料。举例说明7208AC二、滚动轴承的类型选择1、按载荷的大小、方向和性质〔1〕载荷大小载荷较大使用滚子轴承,载荷中等以下使用球轴承。例如:深沟球轴承即可承受径向载荷又可承受一定轴向载荷,极限转速较高。圆柱滚子轴承可承受较大的冲击载荷,极限转速不高,不能承受轴向载荷。〔2〕载荷方向主要承受径向载荷使用深沟球轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承,受纯轴向载荷使用推力轴承,同时承受径向和轴向载荷使用角接触轴承或圆锥滚子轴承。当轴向载荷比径向载荷大很多使用推力轴承和深沟球轴承的组合结构。〔3〕载荷性质承受冲击载荷使用滚子轴承。因为滚子轴承是线接触,承载能力大,抗冲击和振动。2、转速转速较高,旋转精度较高,使用球轴承。否那么使用滚子轴承。3、调心性能跨距较大或难以保证两轴承孔的同轴度的轴及多支点轴,使用调心轴承。但调心轴承需成对使用,否那么将失去调心作用。轴承外圈滚道做成球面。所以内、外圈可以绕几何转动。偏转后内、外圈轴心线间的夹角θ,称为倾斜角。倾斜角的大小标志轴承自动调整轴承倾斜的能力,是轴承的性能参数,故称为调心轴承。4、装调性能圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的内外圈可别离,便于装拆。5、经济性在满足使用要求的情况下优先使用球轴承、精度低和结构简易的轴承,其价格低廉。11—8滚动轴承的寿命计算一、滚动轴承的失效形式及设计准那么滚动轴承的失效形式:,承受径向载荷Fr,外圈固定。当内圈随轴转动时,滚动体滚动,内、外圈与滚动体的接触点不断发生变化,其外表接触应力随着位置的不同作脉动循环变化。滚动体在上面位置时不受载荷,滚到下面位置受载荷最大,两侧所受载荷逐渐减小。所以轴承元件受到脉动循环的接触应力。这种周期性变化的应力,促使疲劳裂纹的产生,并逐渐扩展到外表,从而形成疲劳点蚀,使轴承旋转精度下降,产生噪声、冲击和振动。,一般不会产生疲劳点蚀。但假设承受很大的静载荷或冲击载荷时,轴承各元件接触处的局部应力可能超过材料的屈服极限,从而产生永久变形。过大的永久变形会使轴承在运转中产生剧烈的振动和噪音,致使滚动轴承不能正常工作。此外,由于使用维护和保养不当或密封、润滑不良等因素,也能导致轴承早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等不正常失效。二、根本额定寿命和根本额定动载荷〔1〕轴承的寿命单个轴承,其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前,一个套圈相对于另一套圈的转动的圈数称为轴承的寿命。〔2〕轴承寿命分布曲线由于制造精度、材料的均质程度等的差异,即使是同样的材料、同样的尺寸以及同一批生产出来的轴承,在完全相同的条件下工作,它们的寿命也会极不相同。〔3〕轴承的根本额定寿命按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数〔以106为单位〕或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做根本额定寿命,以L10表示。对单个轴承而言,根本额定寿命意味着有90%的可能性到达或超过该寿命。滚动轴承的根本额定寿命通常简称为寿命,以下如无特别声明,滚动轴承的寿命均指额定寿命。〔4〕滚动轴承的根本额定动载荷轴承的寿命与所受载荷的大小有关,工作载荷越大,引起的接触应力也就越大,因而,在发生点蚀破坏前所能经受的应力变化次数也就越少,也就是说,轴承的寿命越短。所谓轴承的根本额定动载荷,就是使轴承的根本额定寿命恰好为106转时,轴承所能承受的载荷值,用字母C表示。对于向心轴承,指的是纯径向载荷,并称为径向根本额定动载荷,常用Cr表示;对于推力轴承,指的是纯轴向载荷,并称为轴向根本额定动载荷,常用Ca表示;对于角接触球轴承或圆锥滚子轴承,指的是套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。不同型号的轴承有不同的根本额定动载荷值,它表征了不同型号轴承的承载特性。在轴承样本中对每个型号的轴承都给出了它的根本额定动载荷值,需要时可从轴承样本中查取。三、当量动载荷在实际应用的情况下,一般滚动轴承受径向载荷Fr和轴向载荷FA同时作用。因此,在进行轴承寿命计算时,必须把实际载荷转换为与确定根本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷,用字母P表示。当量动载荷P的计算公式为:P=fP(XFR+YFA)式中:Fr为径向载荷;FA为轴向载荷;fP为考虑振动、冲击等工作引入的载荷系数;查表11—9。X—径向系数;Y—轴向系数;其值见表11—8所示。表中e为轴向载荷影响系数。FA/FR≤e,X=1,Y=0;说明FA的影响可不计,FA/FRe,轴向力较大,P中必须考虑FA的影响。四、寿命计算公式载荷与寿命的关系曲线方程为:=常数?——寿命指数=3~球轴承10/3——滚子轴承根据定义:,P=C〔轴承所能承受的载荷为根本额定功载荷〕∴∴〔106r〕用给定转速n(r/min)下的工作小时数Lh来表示轴承的根本额定寿命,当轴承温度高于1200时C将降低,因此引入ft〔表11—10〕温度系数加以修正;那么有:轴承预期寿命的推荐值见表11—、角接触轴承的轴向载荷计算角接触球轴承和圆锥轴承由于结构上存在接触角,承受径向载荷时,要产生轴向反力,如图11-24所示。图中F?Ri是作用于第i个滚动体的反力,F?Ri可以分解为径向分力FRi和轴向分力FSi,所有滚动体轴向分力的总和FS称为轴承的内部轴向力。1.??????内部轴向力FS按表11—12公式确定。2.??????轴向载荷FA的计算分析角接触轴承的轴向载荷FA,即要考虑轴承内部轴向力FS,也要考虑轴上传动零件作用于轴上的轴向力〔如斜齿轮等Fa〕。FR1和FR2为轴承支座约束力。FR1和FR2的位置由轴承手册查得。是由FR1和FR2产生的相应轴向力为:FS1和FS2。将轴承内圈和轴视为一体,有以下两种情况:〔1〕。当Fs1+FaFs2时:轴有向右移动的趋势,使轴承2被“压紧〞,轴承1被“放松〞,压紧的轴承2外圈通过滚动体将对内圈和轴产生一个阻止其左移的平衡力FS/2。由此可知轴承2的轴向载荷FA2为:FA2=FS1+Fa轴承1的轴向载荷FA1为:FA1=FS1压紧端=除本身的内部轴向力外其余轴向力之和放松端=本身的内部轴向力(2)假设Fs1+FaFs2时轴有向左移动的趋势,使轴承1被“压紧〞,轴承2被“放松〞,压紧的轴承1外圈通过滚动体将对内圈和轴产生一个阻止其左移的平衡力FS/1。