推力滑動軸承介紹

2022-09-22 02:39:02 字數 3841 閱讀 9098

1總體結構

推力滑動軸承主要是用來承受軸向負荷的,按照軸瓦是否可傾分為固定瓦推力軸承和可傾瓦推力軸承。固定瓦推力滑動軸承又可分為多油溝推力軸承(圖1-3),斜面固定瓦推力軸承(圖1-4)、斜一平面推力軸承(圖1-5)、階梯面推力軸承(圖1-6),螺旋槽推力軸承(圖1-7)[截面常做成矩形截面。工作時依靠固體表面的相對運動(當推力軸承固定時,軸上的推力盤相對軸承作順時針轉動帶動潤滑劑沿各條螺旋槽向中心流動。

由於槽不開通到中心孔,摩擦面在不開槽處的間隙要小的很多,因此潤滑流體在槽的裡端處受阻,從而建立壓力分布以承受載荷]。在斜面固定瓦軸承中,當工況改變時,軸承入口與出口的間隙值將同時同量增減,間隙比隨之改變,不能始終維持最佳的設計狀態。為此,澳大利亞的 michell和美國的kingsbury同時於2023年獨立地提出了解決方案,設計了能夠繞支點自由擺動的瓦塊,即可傾瓦軸承。

圖1-8所示即為可傾瓦推力滑動軸承的總體結構圖,由八塊可傾瓦軸承組成,相當於有八個油楔,每塊瓦都能繞各自的支點旋轉,能夠很好適應工況的變化。

2支承結構

支承結構是推力軸承的重要組成部分,它對瓦塊間負荷的分配有著很大的影

響,除了應滿足強度、剛度要求外,還應該保證載荷在各瓦塊上分布均勻,製造

容易,安裝調整方便。圖1-9為常用的可傾瓦推力滑動軸承支承結構簡圖。不同

的支承結構,其承載能力不盡相同,對推力瓦的變形起著重要的作用,從而影響

推力軸承執行效能。

3軸承材料

軸承材料的合理選擇,對軸承能力的發揮起著決定性作用。軸承的失效首先

表現為軸承材料的損壞,以及由此引起相關零件的損壞。所以,對軸瓦材料具有

較高的要求,具體有:足夠的抗疲勞強度;良好的減摩性;良好的抗膠合性;一

定的塑性和磨合性;良好的嵌入性;較高的耐磨性和耐腐蝕性。根據這些要求,

軸承常用的材料主要有下列各種:巴氏合金、銅基合金、鋁基合金、福基合金、

鋅基合金、鑄鐵、銀、橡膠、石墨、工程塑料、粉末燒結軸承材料、薄箔、木材、

寶石等。大型推力滑動軸承由於其承受大載荷,主要採用巴氏合金和ptfe作為

軸瓦材料.

(1)巴氏合金

巴氏合金是具有減摩特性的錫基和鉛基軸承合金,是一種最為常見的軸承材

料。軟基保證了摩擦支承有好的磨合性,而銻、銅、鹼金屬合金的硬粒提高了耐

磨性。在減摩效能方面巴氏合金比所有其它減摩合金都好,但在機械強度方面它

遠遠不如青銅和鑄鐵,因此,巴氏合金僅用於在滑動軸承工作表面上存在油膜的

情況,這樣可以防止機器在起動和停機時咬住和粘著磨損。

在大型推力滑動軸承中,巴氏合金瓦採用單層瓦或雙層瓦結構,巴氏合金層

厚度約4-6mm。巴氏合金瓦的進油邊形狀一般有較大的坡度,以利於軸承啟動

時潤滑油進入瓦面,同時需要配備高壓油頂起裝置,便於軸承系統的啟動和停機。

水輪發電機組的推力滑動軸承普遍採用巴氏合金瓦。截止2023年,僅哈爾

濱大電機公司就己為大、中、小型水電站提供300餘台套巴氏合金瓦推力滑動軸

承。 (2)ptfe

ptfe全稱為聚四氟乙烯,是當今固體材料中摩擦因數最低。它是乙個柱形「流線型」,分子間沒有分支而平滑,內聚力低,相互作用力小,易滑移,因此具有優異的減摩和自潤滑特性等優點,但也存在某些缺點,如線膨脹係數大、尺寸穩定性不好,機械強度效能較低和在幹摩擦條件下的耐磨性較差等,只能在限定的載荷和速度下工作。為了能夠在工程上得到應用,特別是用於水輪發電機組中最關鍵的推力軸承中,需對其作改性處理,提高機械物理效能和摩擦磨損效能。

ptfe經改性高效能化後,耐磨效能提高7.2倍、壓縮彈性模量提高1.8-2倍、導熱性能提高1.

3倍,綜合性能均得到提高。在這方面國內外都做了大量工作。

4軸承失效

流體潤滑軸承用油膜支承軸頸,不發生金屬的直接接觸,因此在靜載荷下這

類軸承的壽命理論上是無限的,在動載荷下,壽命取決於軸承材料的疲勞壽命。

在預期壽命內,軸承使用效能的劣化或損傷導致不能正常工作,稱為失效。滑動

軸承失效的主要型別[[77,78>s2]有刮傷、磨損、疲勞、剝落、腐蝕、侵蝕、燒瓦。

刮傷:與軸一起運動的顆粒在軸承上劃出線狀傷痕,半嵌入軸承的顆粒也能

在軸承上劃出線狀傷痕。油膜破裂,軸頸表面輪廓峰將會刮傷軸承,出現許多線

狀傷痕。點狀傷痕是顆粒嵌入後又脫落後造成的。這些顆粒多半是鐵末和砂粒。

磨損:嵌入軸承表面的顆粒使軸承表面對軸頸起研磨作用,磨損軸頸。進入

軸承間隙的較大顆粒也將磨損軸頸和軸承表面。當出現邊緣接觸、缺油或油膜破

裂等情況,將會產生劇烈磨損。磨損導致軸頸和軸承孔的幾何形狀改變、精度喪

失、間隙加大,使軸承效能在預期壽命前急劇劣化。

疲勞:在載荷反覆作用下,在與滑動方向垂直的方向上材料開始出現疲勞裂

紋,裂紋垂直於軸承表面向深處發展,到達軸承襯與背層結合面,然後在與軸承

表面平行方向延伸,最後造成疲勞剝落損傷。

剝落:製造時襯層與背層結合不良或結合力不足將造成軸承襯剝離。剝離與

疲勞剝落有些相似,但疲勞剝落處的周邊不規則,結合不良造成的剝離周邊比較

光滑。 腐蝕:潤滑劑氧化常產生弱的有機酸,它對軸承材料中的鉛有腐蝕性,特別

是鑄造銅鉛合金,其特徵是呈鉛的點狀腐蝕脫落。強的無機酸更易腐蝕鋼製軸頸

浙江大學碩士學位**

第一章緒論

表面,使表面變粗糙。錫基巴氏合金中的錫被氧化後,在軸承表面形成一層黑色

的硬覆蓋層,它由sn0:和sn0混合組成,硬度在hbs200-600範圍內。這一覆

蓋層極為有害,它很硬,能擦傷軸頸表面,並使軸承間隙變小。

侵蝕:侵蝕的具體機理有氣蝕、流體侵蝕、電侵蝕和微動磨損等形式。在重

載、高速且載荷和速度變化的情況下常發生氣蝕。激烈的壓力變化,氣泡不斷產

生並極快的破裂,破裂時產生高的壓力,在金屬表面造成機械損傷。氣蝕損傷常

出現在軸承的非承載表面,因為那裡的油膜壓力低。單純氣蝕時,損傷區的組織

粗糙。激烈的流體衝擊導致流體侵蝕,使表面出現點狀損傷,損傷表面較光滑。

由於電機、電器漏電,在軸承表面形成點狀侵蝕、即電侵蝕,其特徵是出現在硬

的軸頸表面上。夾緊力不足時,在軸承襯背面或結合面上,由於金屬間的反覆多

次的微振動,出現微點的表面氧化和剝離,造成微動磨損。

燒瓦:是滑動軸承的惡性損傷,它是由於軸承中產生高溫造成的。產生高溫

的原因有:長時間缺乏潤滑油、裝配或幾何形狀誤差太大。當滑動軸承持續較長

時間缺乏潤滑油時,軸承溫度將急劇上公升,軸和軸承發生較大的熱變形,此時軸

承間隙逐漸減小,金屬之間的直接接觸更加嚴重,摩擦係數增大,產生更多的熱

量。在高溫作用下,軸與軸承的金屬發生區域性熔化,並粘結在一起。另一方面,

流體動壓潤滑對軸承間隙的大小十分敏感,當裝配或幾何形狀存在很大誤差時,

軸承間隙過小,從而限制潤滑油流動,難以形成穩定的油膜,摩擦熱不易被帶走,

金屬直接接觸的可能性增大,導致燒瓦;間隙過大,潤滑油容易流失,難以形成

足以承載負荷的動壓力,導致燒瓦。

對於以上這些失效形式,需要在軸承設計製造以及執行的每個環節加以重

視。1.5本文的主要內容

本文的目的是研究可傾瓦推力滑動軸承的彈流潤滑性能,建立一套分析軟

件,可對推力滑動軸承的潤滑性能進行理論分析和數值計算,以此來代替一系列

昂貴的實驗研究。另一方面,通過分析軸瓦引數對彈流潤滑性能的影響,發現其

中的特點和變化規律,以指導軸承設計。本文的主要內容如下:

(1)建立可傾瓦推力滑動軸承彈流潤滑的數學模型,並確定邊界條件。

(2)對數學方程作無量綱化處理,選擇有限差分法將偏微分方程離散為線性代

數方程組,並採用超鬆弛迭代求解線性代數方程組。

(3)採用fortran語言編制可傾瓦推力滑動軸承流體動壓潤滑性能分析軟體,

分析了載荷、轉速、油品、軸瓦材料以及入口坡形等對可傾瓦推力滑動軸

承潤滑性能的影響。

滑動軸承學習

第一章概述 滑動軸承指的是在滑動摩擦下工作的軸承,軸被軸承支承的部分稱為軸頸,支撐軸頸的部位稱為軸瓦。在液體潤滑條件下,滑動表面被潤滑油分開而不發生直接接觸,油膜還具有一定的吸振能力,故可以大大減小摩擦損失和表面磨損。為了改善軸瓦表面的摩擦性質而在其內表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯瓦,軸瓦和軸承襯...

1 2滑動軸承

課程日期班級教具 汽車機械 課題基礎 2015 3 教師14汽修班教材ppt 知識目標掌握滑動軸承的結特點 構 型別掌握滑動軸承的結構 能力目標掌握滑動軸承的型別 掌握滑動軸承的特點 1 樹立良好的學習態度 情感目標2 培養學生課堂上積極思考問題的意識 3 培養學生的語言組織能力及口才 教學重點教學...

滑動軸承安裝方法

測定滑動 軸承 間隙資料 安裝方法 序號字幕解說詞 2 測定滑動軸承間隙軸承是在支撐軸以及軸上的其他迴轉的零件,引導軸的旋轉運動,承受軸傳遞給機架的載荷。根據軸承的摩擦性質分為滑動軸承 滾動軸承。機幫浦軸承工作時應該有一定間隙,間隙不符合要求在運轉過程中就會出現一些故障,因此崗位操作人員應該掌握測量...