第1章滑动轴承

1、第十二章第十二章 滑动滑动轴承轴承(sliding bearings)n1 1、了解摩擦和磨损的机理、物理特征及影响因素；、了解摩擦和磨损的机理、物理特征及影响因素；n2 2、了解滑动轴承的工作原理、特点和应用场合；、了解滑动轴承的工作原理、特点和应用场合；n3 3 、掌握整体式和剖分式滑动轴承的结构特点，了解自动调心轴承的结构特点；、掌握整体式和剖分式滑动轴承的结构特点，了解自动调心轴承的结构特点；n4 4 、了解滑动轴承对轴瓦材料的基本要求；、了解滑动轴承对轴瓦材料的基本要求；n5 5 、掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计计算；、掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计计算；n6 6 、掌握液体动力

2、润滑轴承的基本概念及其基本方程，和油楔承载机理；、掌握液体动力润滑轴承的基本概念及其基本方程，和油楔承载机理；n7 7、掌握液体动力润滑径向滑动轴承的设计。、掌握液体动力润滑径向滑动轴承的设计。一一. 教学目标教学目标二二. 重点和难点重点和难点重点：重点：n1 1、掌握整体式和剖分式滑动轴承的结构特点；、掌握整体式和剖分式滑动轴承的结构特点；n2 2、掌握非流体润滑滑动轴承的设计计算；、掌握非流体润滑滑动轴承的设计计算；n3 3、掌握流体动力润滑轴承的基本方程式及径向滑动轴承的设计。、掌握流体动力润滑轴承的基本方程式及径向滑动轴承的设计。难点：难点：n流体动力润滑径向滑动轴承的设计。流体动力

3、润滑径向滑动轴承的设计。一、摩擦一、摩擦2 2、滑动轴承的摩擦状态、滑动轴承的摩擦状态 第一节第一节 摩擦、磨损和润滑基础知识摩擦、磨损和润滑基础知识两个物体表面在外力作用下发生相互接触两个物体表面在外力作用下发生相互接触, ,并作相对运动并作相对运动( (或运动趋势或运动趋势) )时，在接触面之间产生的切向运动阻力（摩时，在接触面之间产生的切向运动阻力（摩擦力），这种现象就是摩擦。擦力），这种现象就是摩擦。1 1、定义、定义 干摩擦：干摩擦：两摩擦表面之间即无润滑剂又无湿气或保护膜两摩擦表面之间即无润滑剂又无湿气或保护膜的纯金属接触摩擦。的纯金属接触摩擦。边界摩擦（即边界润滑）：边界摩擦（即

4、边界润滑）：以具有边界膜（吸附膜或反以具有边界膜（吸附膜或反应膜）隔开相对运动表面时的摩擦。应膜）隔开相对运动表面时的摩擦。 流体摩擦（即流体润滑）：流体摩擦（即流体润滑）：以流体层隔开相对运动表面时以流体层隔开相对运动表面时的摩擦，即由流体内部分子间的粘性阻力引起的摩擦。的摩擦，即由流体内部分子间的粘性阻力引起的摩擦。 混合摩擦（即混合润滑）：混合摩擦（即混合润滑）：半干摩擦和半流体摩擦的统称。半干摩擦和半流体摩擦的统称。半干摩擦半干摩擦：边界摩擦和干摩擦同时发生的摩擦。边界摩擦和干摩擦同时发生的摩擦。半流体摩擦：半流体摩擦：流体摩擦和边界摩擦或流体摩擦和干摩擦同流体摩擦和边界摩擦或流体摩擦

5、和干摩擦同时发生的摩擦。时发生的摩擦。3、影响摩擦的因素、影响摩擦的因素 1）材料性质）材料性质2）表面性质）表面性质金属摩擦副的摩擦因数随配对材料的性质不同而异。金属摩擦副的摩擦因数随配对材料的性质不同而异。 一般说来，相同金属或互溶性较大的金属摩擦副，容易发生粘着，一般说来，相同金属或互溶性较大的金属摩擦副，容易发生粘着，其摩擦因数较大；反之，摩擦因数较小。其摩擦因数较大；反之，摩擦因数较小。 由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂的作用等，在金属表面形成一层由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂的作用等，在金属表面形成一层极薄的表面膜（如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、锢膜、镉膜、铝极薄的表面膜

6、（如氧化膜、硫化膜、磷化膜、氯化膜、锢膜、镉膜、铝膜等），使表层具有与基体不同的性质。膜等），使表层具有与基体不同的性质。 3）温度）温度温度变化会引起表层材料性质发生变化温度变化会引起表层材料性质发生变化 试验表明，许多金属（如钼、钨、钦等）及其化合物的摩擦因数，试验表明，许多金属（如钼、钨、钦等）及其化合物的摩擦因数，在周围介质温度为在周围介质温度为700800时出现最小值。时出现最小值。 4）相对速度）相对速度一般情况下，滑动速度会引起表层发热和温升，从而改变表层的性质，一般情况下，滑动速度会引起表层发热和温升，从而改变表层的性质，因此摩擦因数必将随之变化。因此摩擦因数必将随之变化。 一

7、般情况下，金属摩擦副的摩擦因数随载荷增大而降低，然后趋于稳一般情况下，金属摩擦副的摩擦因数随载荷增大而降低，然后趋于稳定。定。 5）载荷）载荷6）表面粗糙度）表面粗糙度在塑性接触情况下，摩擦因数几乎不受表面粗糙度的影响。在塑性接触情况下，摩擦因数几乎不受表面粗糙度的影响。 对于弹性或弹塑性接触的干摩擦副，当表面粗糙度值很小时，机械作对于弹性或弹塑性接触的干摩擦副，当表面粗糙度值很小时，机械作用也就较小，而分子力作用较大；反之亦然。可见，摩擦因数随表面用也就较小，而分子力作用较大；反之亦然。可见，摩擦因数随表面粗糙度的变化会有一个极小值。粗糙度的变化会有一个极小值。 以上各种因素对摩擦因数的影响

8、都不是孤立的，而是相互联系相互影以上各种因素对摩擦因数的影响都不是孤立的，而是相互联系相互影响的。响的。 二、磨损二、磨损1 1、磨损的定义、磨损的定义由于表面的相对运动而使物体工作表面的物质不断损失的现象。由于表面的相对运动而使物体工作表面的物质不断损失的现象。2 2、磨损的分类、磨损的分类粘着磨损：粘着磨损：摩擦表面的微凸体在相互作用的各点发生粘着作用，使材摩擦表面的微凸体在相互作用的各点发生粘着作用，使材料由一表面转移到另一表面的磨损。料由一表面转移到另一表面的磨损。磨粒磨损：磨粒磨损：摩擦表面间的游离硬颗粒或硬的微凸体峰尖在较软的材料摩擦表面间的游离硬颗粒或硬的微凸体峰尖在较软的材料表

9、面上犁刨出很多沟纹的微切削过程。表面上犁刨出很多沟纹的微切削过程。疲劳磨损：疲劳磨损：也称为疲劳点蚀。也称为疲劳点蚀。腐蚀磨损：腐蚀磨损：在摩擦过程中金属与周围介质发生化学反应而引起的磨损。在摩擦过程中金属与周围介质发生化学反应而引起的磨损。流体磨粒磨损：流体磨粒磨损：由流动的液体或气体中所夹带的硬质颗粒作用引起的磨损。由流动的液体或气体中所夹带的硬质颗粒作用引起的磨损。流体侵蚀磨损：流体侵蚀磨损：由液流或气流的冲蚀作用引起的磨损。由液流或气流的冲蚀作用引起的磨损。3 3、磨损过程、磨损过程一个零件的磨损过程大体可分为三个阶段：一个零件的磨损过程大体可分为三个阶段：磨合磨损阶段磨合磨损阶段、

10、稳定磨损阶段稳定磨损阶段及及剧烈磨损阶段。剧烈磨损阶段。（1 1） 跑合磨损阶段。跑合磨损阶段。在磨损初期，在磨损初期， 由于新的摩擦副表面由于新的摩擦副表面较粗糙，较粗糙， 真实接触面积小，比压较大，真实接触面积小，比压较大， 在开始的较短时间在开始的较短时间内磨损量较大。经跑合后，表面凸峰高度降低，接触面积增内磨损量较大。经跑合后，表面凸峰高度降低，接触面积增大，两摩擦表面贴合得更好。因而，有利于延长机器的使用大，两摩擦表面贴合得更好。因而，有利于延长机器的使用寿命，是一种有益的磨损。寿命，是一种有益的磨损。 （2 2） 稳定磨损阶段。稳定磨损阶段。零件经过跑合后磨损速度趋缓，零件经过跑合

11、后磨损速度趋缓， 处处于稳定状态，于稳定状态， 这一阶段的时间即为零件的使用寿命。这一阶段的时间即为零件的使用寿命。（3 3） 剧烈磨损阶段。剧烈磨损阶段。当磨损达到一定量时，进入剧烈磨当磨损达到一定量时，进入剧烈磨损阶段。此时，摩擦条件将发生很大的变化，温度急剧升损阶段。此时，摩擦条件将发生很大的变化，温度急剧升高，磨损速度大大加快，机械效率明显降低，精度丧失，高，磨损速度大大加快，机械效率明显降低，精度丧失，并出现异常的噪声和振动，最后导致完全失效。并出现异常的噪声和振动，最后导致完全失效。 三、润滑三、润滑1. 液体润滑剂（润滑油）液体润滑剂（润滑油）常用的润滑油有：机油，常用的润滑油有

12、：机油， 如动植物油；矿物油，主要是石如动植物油；矿物油，主要是石油产品；油产品； 化学合成油。润滑油的性能指标主要有粘度、凝化学合成油。润滑油的性能指标主要有粘度、凝点、闪点和油性等。最重要的指标是粘度。点、闪点和油性等。最重要的指标是粘度。 粘度表示了液体流动的内摩擦性能，或者说是流体抵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。抗剪切变形的能力。（1 1）动力粘度）动力粘度a、b两板间充满了不可压缩两板间充满了不可压缩的润滑油。当一块平板固定，的润滑油。当一块平板固定，另一块平板以速度另一块平板以速度u沿沿x轴方向轴方向运动时，在层流条件下，沿运动时，在层流条件下，沿

13、y坐标的油层将以不同速度坐标的油层将以不同速度u沿沿x方向移动。方向移动。u根据牛顿提出的粘性流体的摩擦定律，即：各油层根据牛顿提出的粘性流体的摩擦定律，即：各油层间的切应间的切应力与其速度梯度成正比。以公式表示为：力与其速度梯度成正比。以公式表示为： yu流体层单位面积上的剪切阻力，即切应力；流体层单位面积上的剪切阻力，即切应力；u任一流体层上的液体速度；任一流体层上的液体速度；比例常数，即流体的动力粘度，单位为比例常数，即流体的动力粘度，单位为ns/m2或或pas(帕帕秒秒)。 绝对单位制中，动力粘度的单位为或绝对单位制中，动力粘度的单位为或p(泊泊)或或cp（厘泊）（厘泊） 。 1pas

14、= 1ns/m2 = 10p=1000cp流体的动力粘度流体的动力粘度与同温度下该液体的密度与同温度下该液体的密度的比值。的比值。v运动粘度的单位为：运动粘度的单位为：m2/s，也常用，也常用st（斯）或（斯）或cst（厘斯）表示，（厘斯）表示，换算关系为：换算关系为：1 m2/s=104 st=106 cst。 （2 2） 运动粘度运动粘度 根据粘度的不同，每种油又分为不同的牌号，油号越大粘度根据粘度的不同，每种油又分为不同的牌号，油号越大粘度越高。越高。我国工业用润滑油的粘度等级是以我国工业用润滑油的粘度等级是以40c时的运动粘度分级的，时的运动粘度分级的，参见参见p53表表4-1 。（3

15、）润滑油粘度的影响因素）润滑油粘度的影响因素a、温度、温度液体分子的粘性主要来源于分子间的内聚力。温度升高时，液体分子液体分子的粘性主要来源于分子间的内聚力。温度升高时，液体分子间距离增大，内聚力随之下降而使粘度下降。间距离增大，内聚力随之下降而使粘度下降。参见参见p54图图4-7.b、压力、压力在常压下，压强对润滑油粘度的影响很小，在常压下，压强对润滑油粘度的影响很小， 可以忽略不计。但在高压可以忽略不计。但在高压强及真空条件下，压强对润滑油粘度则有较大影响。一般而言，强及真空条件下，压强对润滑油粘度则有较大影响。一般而言， 流体流体的粘度都随压强的增大而增大。的粘度都随压强的增大而增大。由

16、于润滑油使用部位通常处于大负荷之下，由于润滑油使用部位通常处于大负荷之下， 因此高压下润滑油的粘度因此高压下润滑油的粘度被认为是摩擦的表面失效预测和摩擦控制的重要参数。被认为是摩擦的表面失效预测和摩擦控制的重要参数。 2 2、 润滑脂润滑脂 润滑脂是由润滑油和各种稠化剂（如钙、钠、铝、锂等润滑脂是由润滑油和各种稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成的。作为基础油的大多数是矿物油，金属皂）混合稠化而成的。作为基础油的大多数是矿物油，也有合成油。也有合成油。1） 锥入度：锥入度：用质量为用质量为150g的标准圆锥体在的标准圆锥体在250c的恒温下，的恒温下，由脂表面经由脂表面经5秒钟后沉入

17、脂内的深度。是表征润滑脂稀稠度秒钟后沉入脂内的深度。是表征润滑脂稀稠度的指标。锥入度越大，流动越大。的指标。锥入度越大，流动越大。润滑脂的主要性能有：润滑脂的主要性能有：2）滴点：滴点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准量杯的孔口滴在规定的加热条件下，润滑脂从标准量杯的孔口滴下第一滴时的温度。润滑脂能工作的温度应低于滴点下第一滴时的温度。润滑脂能工作的温度应低于滴点200c300c，低于，低于400c600c更好。更好。第二节第二节 滑动轴承概述滑动轴承概述一、滑动轴承的特点及应用一、滑动轴承的特点及应用滑动轴承还具有滑动轴承还具有噪声低、工作平稳、结构简单、易于制造、噪声低、工作平稳、结构简单

18、、易于制造、便于安装便于安装等独特的优点。等独特的优点。( (1) )工作转速很高，如汽轮发电机。工作转速很高，如汽轮发电机。 ( (5) )要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。(3)承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。(2)特重型的载荷，如水轮发电机。特重型的载荷，如水轮发电机。(4)径向尺寸受到限制（如多辊轧钢机），或根据装配要求径向尺寸受到限制（如多辊轧钢机），或根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。(6)在特殊条件下在特殊条件下(水、腐蚀性介质）工作的轴承，如军舰推

19、水、腐蚀性介质）工作的轴承，如军舰推进器的轴承。进器的轴承。三、滑动轴承的类型三、滑动轴承的类型按所承按所承受载荷受载荷的方向的方向分为分为径向轴承径向轴承(radial/journal bearing)按按润润滑滑分分液体润滑轴承液体润滑轴承(flow lubrication bearing)液体动压润滑轴承液体动压润滑轴承不完全液体润滑不完全液体润滑轴承轴承(non-flow lubrication bearing)液体静压润滑液体静压润滑轴承轴承推力推力轴承轴承(axial/thrust bearing)按按结结构构分分整体式整体式（solid）剖分式剖分式（split）自动调心式自动调

20、心式第三节第三节 径向滑动轴承的结构径向滑动轴承的结构一、整体式径向滑动轴承一、整体式径向滑动轴承(solid radial sliding bearing) 轴承座轴承座螺纹孔螺纹孔轴套轴套特点：特点：1）结构简单、成本低）结构简单、成本低(simple construction and low cost)；2）轴套）轴套(sleeve)磨损后，间隙无法调整；磨损后，间隙无法调整；3）装拆不便（只能从轴端装拆）；）装拆不便（只能从轴端装拆）；4）适于低速、轻载或间隙工作的机器。）适于低速、轻载或间隙工作的机器。1、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。 2、油

21、槽（沟）开在非承载区。、油槽（沟）开在非承载区。3、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失 油孔、油沟开设原则：油孔、油沟开设原则：单轴向油槽开在单轴向油槽开在最大油膜厚度处最大油膜厚度处f双轴向油槽开在非承载区双轴向油槽开在非承载区（在轴承剖分面上）（在轴承剖分面上）二、剖分式径向滑动轴承二、剖分式径向滑动轴承(split bearing) 1、轴承座、轴承座(house)5、油孔、油孔(oil hole)2、轴承盖、轴承盖(cover)3、双头螺柱、双头螺柱(double-head bolt)4、剖分轴瓦、剖分轴瓦(split bushing

22、) 轴承剖分面常为阶梯形，以便定位轴承剖分面常为阶梯形，以便定位与防止错动。载荷最好与剖分面垂与防止错动。载荷最好与剖分面垂直，直，一般不超过剖分面垂线左右一般不超过剖分面垂线左右35的范围，否则应该使用斜剖分面轴的范围，否则应该使用斜剖分面轴承。承。轴瓦的形式与结构轴瓦的形式与结构 整整体体式式轴轴瓦瓦 剖剖分分式式轴轴瓦瓦为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减磨性，常在轴瓦内表面浇铸为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减磨性，常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料（如轴承合金），称为轴承衬（一层减磨性好的材料（如轴承合金），称为轴承衬（bearing liner）。）。轴承衬应可靠的贴合在轴瓦表

23、面上。轴承衬应可靠的贴合在轴瓦表面上。三、自动调心式轴承三、自动调心式轴承(automatic center regulating bearing) 当轴颈较长（宽径比当轴颈较长（宽径比b/d大于大于1.51.75），轴的刚度较小，或由于两轴），轴的刚度较小，或由于两轴承不是安装在同一刚性机架上，同心度较难保证时，都会造成轴瓦端部的承不是安装在同一刚性机架上，同心度较难保证时，都会造成轴瓦端部的局部接触，使轴瓦局部严重磨损。为此可采用能相对轴承自行调节轴线位局部接触，使轴瓦局部严重磨损。为此可采用能相对轴承自行调节轴线位置的滑动轴承，称为自动调心式滑动轴承。置的滑动轴承，称为自动调心式滑动轴承

24、。b第四节第四节 滑动轴承的材料滑动轴承的材料一、滑动轴承的材料一、滑动轴承的材料 主要失效形式：主要失效形式：磨料磨损、刮伤、胶合（烧瓦）疲劳剥落和腐蚀磨料磨损、刮伤、胶合（烧瓦）疲劳剥落和腐蚀1 1、对轴承材料的要求、对轴承材料的要求 轴瓦轴瓦(bushing)和轴承衬和轴承衬(liner)的材料统称为轴承材料。的材料统称为轴承材料。针对以上所述的失效形式，轴承材料性能应着重满足以下主要要求：针对以上所述的失效形式，轴承材料性能应着重满足以下主要要求：1）良好的减摩性、耐磨性）良好的减摩性、耐磨性(resistance to wear)和抗胶合性和抗胶合性2）良好的摩擦顺应性、嵌入性）良好

25、的摩擦顺应性、嵌入性(embeddability)和磨合性和磨合性3）足够的强度和抗腐蚀能力）足够的强度和抗腐蚀能力(anti-corrosion) 4）良好的导热性）良好的导热性(thermal conductivity)、工艺性、经济性等、工艺性、经济性等n 减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。n 耐磨性是指材料的抗磨性能（通常以磨损率表示）。耐磨性是指材料的抗磨性能（通常以磨损率表示）。n 抗胶合性是指材料的耐热性和抗粘附性。抗胶合性是指材料的耐热性和抗粘附性。n 摩擦顺应性是指材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑摩擦顺应性是指材料通过表层弹塑性变形来补偿轴

26、承滑动表面初始配合不良的能力。动表面初始配合不良的能力。n 嵌入性是指材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动嵌入性是指材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。n 磨合性是指轴瓦与轴颈表面经过短期轻载运转后，易于磨合性是指轴瓦与轴颈表面经过短期轻载运转后，易于形成相互吻合的表面粗糙度。形成相互吻合的表面粗糙度。 2 2、常用材料、常用材料 常用的材料可以分为三大类常用的材料可以分为三大类：1）金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基）金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等；合金和铸铁等；2）多孔质金属材料）多孔质金属材料(粉末冶金材料粉

27、末冶金材料)；3）非金属材料，如）非金属材料，如工程塑料、橡胶、石墨等。工程塑料、橡胶、石墨等。（参见（参见p280表表12-2）（1 1） 轴承合金轴承合金( (巴氏合金、白合金巴氏合金、白合金) )：它是锡、铅、锑、铜：它是锡、铅、锑、铜的合金，又分为锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。它们各的合金，又分为锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。它们各以较软的锡或铅作基体，悬浮以锑锡和铜锡的硬晶粒，常用以较软的锡或铅作基体，悬浮以锑锡和铜锡的硬晶粒，常用作轴承衬。作轴承衬。(2) (2) 铜合金铜合金：铜合金是传统的轴瓦材料，品种很多，可分为：铜合金是传统的轴瓦材料，品种很多，可分为青铜和黄铜两类。青

28、铜的性能仅次于轴承合金的轴瓦材料，青铜和黄铜两类。青铜的性能仅次于轴承合金的轴瓦材料，应用较多。黄铜为铜锌合金，减摩性不及青铜，但易于铸造应用较多。黄铜为铜锌合金，减摩性不及青铜，但易于铸造及机加工。及机加工。 可作为低速、可作为低速、 中载下青铜的代用品。中载下青铜的代用品。 （3) 3) 铸铁铸铁：有普通灰铸铁、耐磨铸铁或球墨铸铁，所含石：有普通灰铸铁、耐磨铸铁或球墨铸铁，所含石墨具有润滑作用。耐磨铸铁表面经磷化处理可形成一多孔性墨具有润滑作用。耐磨铸铁表面经磷化处理可形成一多孔性薄层，薄层， 有利于提高耐磨性。有利于提高耐磨性。（4) 4) 粉末冶金粉末冶金：粉末冶金材料是由铜、铁、石墨

29、等粉末经压：粉末冶金材料是由铜、铁、石墨等粉末经压制，制， 烧结而成的多孔隙烧结而成的多孔隙( (约占总体积的约占总体积的10103535) )轴瓦材料。轴瓦材料。常用的粉末冶金材料有多孔铁、常用的粉末冶金材料有多孔铁、 多孔青铜、多孔青铜、 多孔铝等。多孔铝等。 第五节第五节 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑一、润滑剂的选择一、润滑剂的选择 与工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境相关。与工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境相关。 1 1、润滑油、润滑油 （1）压力大、温度高、载荷冲击变动大）压力大、温度高、载荷冲击变动大 粘度较高的润滑油粘度较高的润滑油 （2）滑动速度大）滑

30、动速度大 粘度较低的润滑油粘度较低的润滑油 （3）粗糙或未经跑合的表面）粗糙或未经跑合的表面 粘度较高的润滑油粘度较高的润滑油 选择轴承润滑油的粘度时，应考虑轴承的压力、滑动速度、摩擦选择轴承润滑油的粘度时，应考虑轴承的压力、滑动速度、摩擦表面的状况、润滑方式等。（表面的状况、润滑方式等。（参见参见p285表表12-4）（4）滴油润滑、绳芯润滑和循环润滑）滴油润滑、绳芯润滑和循环润滑 粘度较低的润滑油粘度较低的润滑油 (1) 钙基润滑脂钙基润滑脂: 有较好的耐水性有较好的耐水性, 但不耐热但不耐热(使用温度不超使用温度不超过过60)； 2) 钠基润滑脂钠基润滑脂: 耐热性较好耐热性较好(使用温

31、度可达使用温度可达115145), 但抗但抗水性差；水性差； (3) 铝基润滑脂铝基润滑脂: 具有良好的抗水性；具有良好的抗水性； (4) 锂基润滑脂锂基润滑脂: 性能良好性能良好, 既耐水又耐热既耐水又耐热, 在在-20150范围范围内广泛应用。内广泛应用。 2、润滑脂、润滑脂 （参见（参见p284表表12-3）润滑脂是在润滑油中添加稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属）润滑脂是在润滑油中添加稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属）后形成的胶状润滑剂。因为它稠度大，不宜流失，所以承载后形成的胶状润滑剂。因为它稠度大，不宜流失，所以承载能力较大，但它的物理、化学性质不如润滑油稳定，摩擦功能力较大，但它的物理

32、、化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗也大，故耗也大，故不宜在温度变化大或高速条件下使用（一般在轴不宜在温度变化大或高速条件下使用（一般在轴承相对滑动速度低于承相对滑动速度低于1 12m/s2m/s时或不变注油的场合使用）。时或不变注油的场合使用）。 二、润滑方法二、润滑方法 1、油润滑、油润滑 连续供油连续供油: 间歇供油：间歇供油： 油壶或油枪油壶或油枪1) 滴油润滑滴油润滑 2) 绳芯润滑绳芯润滑3) 油环润滑油环润滑 4) 浸油润滑 5) 飞溅润滑 6) 压力循环润滑 2、脂润滑、脂润滑 旋盖式油脂杯、黄油枪旋盖式油脂杯、黄油枪 第六节第六节 不完全液体润滑滑动轴承的计算不完全液体润滑滑动

33、轴承的计算 一、失效形式和计算准则一、失效形式和计算准则 由于影响不完全液体润滑滑动轴承承载能力的因素十分复杂，由于影响不完全液体润滑滑动轴承承载能力的因素十分复杂，所以目前仍采用简化的条件性计算方法来确定轴承的主要尺所以目前仍采用简化的条件性计算方法来确定轴承的主要尺寸。寸。 且只适于对工作可靠性要求不高的低速、重载或间歇工且只适于对工作可靠性要求不高的低速、重载或间歇工作的轴承。作的轴承。 不完全液体润滑滑动轴承，是指处在混合摩擦和边界摩不完全液体润滑滑动轴承，是指处在混合摩擦和边界摩擦状态的轴承。例如速度较低，载荷不大的轴承。擦状态的轴承。例如速度较低，载荷不大的轴承。 其要失效形式为工

34、作表面的磨损和胶合。其要失效形式为工作表面的磨损和胶合。如果在两摩擦面间有一层油膜，就可以防止失效。如果在两摩擦面间有一层油膜，就可以防止失效。计算准则就应是保证两摩擦面间的吸附膜不破坏。计算准则就应是保证两摩擦面间的吸附膜不破坏。n设计时，一般已经知道轴颈直径设计时，一般已经知道轴颈直径d，转速，转速n，轴承承受的径，轴承承受的径向载荷向载荷fr，然后按照下述步骤进行计算。，然后按照下述步骤进行计算。n1）根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式，并）根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式，并选定轴瓦材料。选定轴瓦材料。n2）确定轴承的宽度）确定轴承的宽度b。n一般按宽径比一般按宽径比

35、b/d及及d来确定来确定b。nb/d越大，轴承的承载能力越大，但油不易从两端流出，越大，轴承的承载能力越大，但油不易从两端流出，散热性差，油温升高；散热性差，油温升高；b/d越小，则两段泄漏量大，摩擦越小，则两段泄漏量大，摩擦功耗小，轴承温升小，但承载能力小。通常取功耗小，轴承温升小，但承载能力小。通常取b/d0.51.5。若必须要求。若必须要求b/d 1.51.75时，应改善润滑条件，并时，应改善润滑条件，并采用自动调位轴承。采用自动调位轴承。1、径向滑动轴承设计计算、径向滑动轴承设计计算3）验算轴承的工作压力）验算轴承的工作压力（1）校核压强）校核压强p 对于低速或间歇工作的轴承，为了防止

36、润滑油从工作表对于低速或间歇工作的轴承，为了防止润滑油从工作表面挤出，保证良好的润滑而不致面挤出，保证良好的润滑而不致过渡磨损过渡磨损，压强，压强p应满足下应满足下列条件：列条件： pdbfpr式中：式中：fr为轴承轴向载荷，单位为轴承轴向载荷，单位n；p为许用压强，单位为许用压强，单位mpa，可以查，可以查p286表表12-2得到；得到；d、b 为轴颈的直径和工作长度，单位为轴颈的直径和工作长度，单位mm。（2）防止温升过高，校核压强速度值）防止温升过高，校核压强速度值pv 压强速度压强速度pv值间接反应轴承的温升，对于载荷较大和速度值间接反应轴承的温升，对于载荷较大和速度较高的轴承，为了保

37、证轴承工作时不致较高的轴承，为了保证轴承工作时不致过渡发热过渡发热产生胶合失效，产生胶合失效，pv值应满足下列条件：值应满足下列条件： 19100100060pvbnfdndbfpvrr式中：式中：n为轴的转速，单位为轴的转速，单位r/min；pv为为pv的许用值，也可以查的许用值，也可以查p286表表12-2得到。得到。 （3）防止偏载时局部温升过高，校核速度）防止偏载时局部温升过高，校核速度v 对于压强对于压强p小的轴承，即使小的轴承，即使p和和pv值验算合格，由于滑动值验算合格，由于滑动速度过高，也会产生加速磨损而使轴承报废。因此，还要作速度过高，也会产生加速磨损而使轴承报废。因此，还要

38、作速度的验算，其条件式为：速度的验算，其条件式为： 60000vdnv（4）选择轴承配合）选择轴承配合 在不完全液体滑动摩擦轴承中，根据不同的使用要求，在不完全液体滑动摩擦轴承中，根据不同的使用要求，为了保证一定的旋转精度，必须合理选择轴承的配合，以保为了保证一定的旋转精度，必须合理选择轴承的配合，以保证一定的间隙，具体的选择如下表所示。证一定的间隙，具体的选择如下表所示。 精度精度等级等级配合配合符号符号使用情况使用情况2h7/g6磨床和车床分度头轴承磨床和车床分度头轴承2h7/f7铣床、钻床和车床的轴承，汽车发动机曲轴的主轴承及连杆轴承，铣床、钻床和车床的轴承，汽车发动机曲轴的主轴承及连杆

39、轴承，齿轮减速器及蜗杆减速器轴承齿轮减速器及蜗杆减速器轴承2h7/e8汽轮发电机轴、内燃机凸轮轴、高速转轴、刀架丝杠、机车多支汽轮发电机轴、内燃机凸轮轴、高速转轴、刀架丝杠、机车多支点轴承等的轴承点轴承等的轴承4h9/f9电机、离心泵、风扇及惰齿轮轴的轴承，蒸汽机与内燃机曲轴的电机、离心泵、风扇及惰齿轮轴的轴承，蒸汽机与内燃机曲轴的主轴承及连杆轴承主轴承及连杆轴承6h11/d11农业机械使用的轴承农业机械使用的轴承6h11/b11农业机械使用的轴承农业机械使用的轴承推力滑动轴承的设计步骤与径向滑动轴承相同。推力滑动轴承的设计步骤与径向滑动轴承相同。)(42122pzddfp2、推力滑动轴承设计

40、计算、推力滑动轴承设计计算（1）校核压强）校核压强p 式中：式中：f为轴向载荷，单位为轴向载荷，单位n；d1、d2为轴环的内外径，单位为轴环的内外径，单位mm，一般取，一般取d1（0.40.6）d2；p为为p的许用值，单位的许用值，单位mpa，可查，可查p287表表12-5；z为轴环数。为轴环数。pvpv （2）校核）校核pv值值60000dnv式中：式中：v为推力轴颈平均直径处的圆周速度，单位为为推力轴颈平均直径处的圆周速度，单位为m/s。d为轴环平均直径，单位为轴环平均直径，单位mm；pv为许用值，单位为许用值，单位mpa*m/s，可查，可查p287表表12-5。)(2121ddd第六节第

41、六节 液体动力润滑轴承的计算液体动力润滑轴承的计算 液体动力润滑轴承（或液体动压润滑轴承）的承载能液体动力润滑轴承（或液体动压润滑轴承）的承载能力主要取决于流体膜的厚度。力主要取决于流体膜的厚度。 流体膜厚度与轴承的载荷、轴承的结构形状和尺寸、流体膜厚度与轴承的载荷、轴承的结构形状和尺寸、滑动速度、流体的粘度及密度等有关。而润滑剂的粘度又滑动速度、流体的粘度及密度等有关。而润滑剂的粘度又与轴承的温度和压力有关，并且温度又取决于轴承的发热与轴承的温度和压力有关，并且温度又取决于轴承的发热和散热情况。因此计算的目的在于使轴承参数的关系协调，和散热情况。因此计算的目的在于使轴承参数的关系协调，最后确

42、定轴承的主要尺寸、制造精度、轴承材料及润滑剂最后确定轴承的主要尺寸、制造精度、轴承材料及润滑剂的品种和润滑方法。的品种和润滑方法。 流体膜的厚度应大于摩擦副表面粗糙度之和，不能有流体膜的厚度应大于摩擦副表面粗糙度之和，不能有微凸体的相互作用。微凸体的相互作用。 因此保证摩擦表面间有足够的流体膜厚度是液体动力因此保证摩擦表面间有足够的流体膜厚度是液体动力润滑轴承的的计算准则。润滑轴承的的计算准则。一、液体动压润滑的形成和原理和条件一、液体动压润滑的形成和原理和条件fff设计：潘存云f两平形板之间不能形成压力油膜！两平形板之间不能形成压力油膜！ v vvh1aah2cc动压油膜动压油膜-因运动而产

43、生的压力油膜。 v fvvh0bb1 1、相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙。、相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙。2 2、被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度，运、被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度，运动方向为使油从大口流进动方向为使油从大口流进, ,小口流出。小口流出。3 3、润滑油必须有一定的粘度，供油要连续、充分。、润滑油必须有一定的粘度，供油要连续、充分。由上可知由上可知, ,形成流体动力润滑形成流体动力润滑( (即形成动力油膜即形成动力油膜) )的必要的必要条件是：条件是：二、液体动压润滑的基本方程式二、液体动压润滑的基本方程式假设条件：假设条件：1.z向

44、无限长，润滑油在向无限长，润滑油在z向没有流动；向没有流动；2.压力压力 p 不随不随 y 值的大小而变化；值的大小而变化；3.润滑油粘度润滑油粘度 不随压力而变化；不随压力而变化；4.润滑油处于层流状态。润滑油处于层流状态。)(dxxpp)(dyy0)()(dxdzdyydydzdxxppdxdzpdydzyxp22yuy22yuxp由图可见，作用在此微单元体右面和左面的压力分别为由图可见，作用在此微单元体右面和左面的压力分别为p及及, ,作用在单元体上作用在单元体上, ,下两面的切应力分别为下两面的切应力分别为及及。根据。根据x方向的平衡条件方向的平衡条件,得到得到整理后得到整理后得到根据

45、牛顿流体摩擦定律根据牛顿流体摩擦定律代入上式得代入上式得该式表明只有该式表明只有 时才能产生流体膜压力。即：时才能产生流体膜压力。即：两板呈收敛的楔形才能产生压力。两板呈收敛的楔形才能产生压力。022yuyu得得xpyu1221)(1cyxpyu212)(21cycyxpuhvxphc21根据边界条件决定积分常数根据边界条件决定积分常数c1及及c2:当当y=0时时,u= v; y=h(h为相应于所取单元体处的油膜厚度为相应于所取单元体处的油膜厚度)时时,u=0,则得则得vc 2xpyhyhyhvu2)()(将上式改写成将上式改写成对对y 积分后得积分后得代入上式后代入上式后, ,即得即得 由上

46、可见由上可见,u由两部分组成：式中前一项表示速度呈线性分由两部分组成：式中前一项表示速度呈线性分布，这是直接由布，这是直接由剪切流剪切流引起的；后一项表示速度呈抛物线分布，引起的；后一项表示速度呈抛物线分布，这是由油流沿这是由油流沿x方向的变化所产生的方向的变化所产生的压力流压力流所引起的。所引起的。20vhq 当润滑油连续流动时当润滑油连续流动时, ,各截面的流量相等各截面的流量相等, ,由此得：由此得：假设流体是不可压缩的，即当无侧漏时假设流体是不可压缩的，即当无侧漏时, ,可得到润滑油沿可得到润滑油沿x方向任意截面方向任意截面在单位时间内流经单位宽度面积的流量为：在单位时间内流经单位宽度

47、面积的流量为：hhxphvhdyxpyhyhyhvudyq0301222xphvhvhq122230vvfaaccxzyh0bbb-bb-b截面内的流量：截面内的流量：306hhhvxp整理后得：整理后得： 可以看出可以看出, ,油膜压力的变化与油膜压力的变化与润滑油的粘度润滑油的粘度、表面滑动速度表面滑动速度和和油油膜厚度膜厚度及及其变化其变化有关。有关。一维雷诺方程式，是计算液体动压轴承一维雷诺方程式，是计算液体动压轴承的基本方程。的基本方程。 由一维雷诺方程可画出动压流体膜中各点的压力分布由一维雷诺方程可画出动压流体膜中各点的压力分布曲线曲线p=f(x)。 全部动压流体膜压力之和，即对上

48、式经积分后可得到全部动压流体膜压力之和，即对上式经积分后可得到流体膜的承载能力。在正常工作情况下，流体膜承载能力流体膜的承载能力。在正常工作情况下，流体膜承载能力应与外载荷应与外载荷f平衡。平衡。pmaxxp在在b-b处：处：h=h0， p=pmax速度梯度速度梯度du/dy呈线性分布，其余位置呈线性分布，其余位置呈非线性分布。呈非线性分布。流量相等，阴影面积相等。由雷诺方程及压力分布图也可以看出：由雷诺方程及压力分布图也可以看出：表示压力沿表示压力沿x方向逐渐增大，速度分布曲线呈凹形；方向逐渐增大，速度分布曲线呈凹形； 这表示油膜必须呈收敛的楔形，才能使油楔内各处这表示油膜必须呈收敛的楔形，才能使油楔内各处的油压都大于入口和出口处的油压，产生正压力以的油压都大于入