重庆大学机械设计课件—第13章滑动轴承课件

1、重庆大学机械工程学院作者：陈德淑第第1313章章 滑滑 动动 轴轴 承承重庆大学机械工程学院作者：陈德淑13.1 13.1 概概 述述1. 滑动轴承的特点：滑动轴承的特点： 承载能力高，寿命长；运转平衡，对冲击和振承载能力高，寿命长；运转平衡，对冲击和振动敏感性小。动敏感性小。用于高速、高精度、重载、结构上要用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。求剖分等场合。应用实例应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用滑动轴承。滑动轴承。重庆大学机械工程学院作者：

2、陈德淑2. 滑动轴承的类型滑动轴承的类型1)1)按润滑状态分：按润滑状态分：无润滑轴承无润滑轴承非完全液体润滑轴承非完全液体润滑轴承液体润滑轴承液体润滑轴承2)2)按承受载荷方向不同分：按承受载荷方向不同分：径向轴承（承受径向载荷）径向轴承（承受径向载荷）止推轴承（承受轴向载荷）止推轴承（承受轴向载荷）径向止推轴承径向止推轴承( (同时承受径向载荷和轴向载荷）同时承受径向载荷和轴向载荷）重庆大学机械工程学院作者：陈德淑设计：陈德淑无润滑无润滑 固体表面直接接触，因而固体表面直接接触，因而 不允许出现无润滑！不允许出现无润滑！非完全液体润滑非完全液体润滑轴承润滑状态轴承润滑状态 功耗功耗 磨损磨

3、损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m1 m的薄油膜，不的薄油膜，不足以将两金属表面分开，其表面微观高峰部足以将两金属表面分开，其表面微观高峰部分仍将相互搓削。分仍将相互搓削。比无润滑的磨损轻比无润滑的磨损轻，f 0.1 0.3v有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不直接接触。直接接触。液体润滑液体润滑摩擦和磨损极轻摩擦和磨损极轻，f 0.001 0.01 vv v特殊轴承除外（固体润滑、自润滑轴承）重庆大学机械工程学院作者：陈德淑1.1.整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。组成

4、：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。13.2 13.2 径向滑动轴承的结构型式径向滑动轴承的结构型式轴承座轴承座轴瓦轴瓦 结构简单，制造方便，成本低廉，但滑动表面磨损后轴承结构简单，制造方便，成本低廉，但滑动表面磨损后轴承间歇过大时，无法调整。轴颈只能从端部装拆，很不方便。间歇过大时，无法调整。轴颈只能从端部装拆，很不方便。 这种轴承多用于低速、轻载或间歇工作的机器中。这种轴承多用于低速、轻载或间歇工作的机器中。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑2. 2. 对开式径向滑动轴承对开式径向滑动轴承组成：轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、双头螺柱等。组成：轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、双头螺柱等。榫口榫口油杯螺纹孔

5、油杯螺纹孔轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦对开式径向滑对开式径向滑动轴承装拆方动轴承装拆方便，并且轴瓦便，并且轴瓦磨损后可以用磨损后可以用减少剖分面处减少剖分面处的垫片厚度来的垫片厚度来调整轴承间歇，调整轴承间歇，所以应用广泛。所以应用广泛。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑13.3 13.3 轴瓦的材料和结构轴瓦的材料和结构1 1、良好的减摩性、耐磨性和磨合性；、良好的减摩性、耐磨性和磨合性；2 2、足够的强度；、足够的强度；3 3、良好的适应性和嵌藏性；、良好的适应性和嵌藏性；4 4、良好的导热性；、良好的导热性；能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要

6、的使用要求。工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。组合在一起，性能上取长补短。轴承衬轴承衬轴瓦的主要失效形式：磨损、胶合轴瓦的主要失效形式：磨损、胶合对轴瓦材料的要求：对轴瓦材料的要求：减摩性材料具有较低摩擦阻力；耐磨性材料抗磨粒磨损和粘着磨损；磨合性材料消除表面不平度而使轴瓦与轴径表面相互吻合的性质。5 5、耐腐蚀、抗胶合能力强；、耐腐蚀、抗胶合能力强；6 6、良好的工艺性、良好的工艺性重庆大学机械工程学院作者：陈德淑1 1、轴承合金（白合金、巴氏合金）、轴承合金（白合金、巴氏合金）优点优点： f 小，抗胶合性能好、对

7、油的吸附性强、耐腐蚀性小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。轴承。13.3.1 轴瓦材料轴瓦材料缺点：价格贵、机械强度较差；缺点：价格贵、机械强度较差；只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。工作温度：工作温度：t t150 150 由于巴氏合金熔点低重庆大学机械工程学院作者：陈德淑2 2、青铜、青铜优点：优点： 青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性都优于轴青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性都优于轴承合金。工作温度高达承合金

8、。工作温度高达250 250 。缺点：缺点： 可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。铸铁轴瓦上。铝青铜铝青铜铅青铜铅青铜锡青铜锡青铜 中速重载中速重载中速中载中速中载低速重载低速重载重庆大学机械工程学院作者：陈德淑3 3、具有特殊性能的轴承材料、具有特殊性能的轴承材料含油轴承：含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。存储润滑油。可用于加油不方便的场合

9、。橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。场合。塑料轴承：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、塑料轴承：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大， 油自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油，可使用较长时间。铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。缺点：导热性差、膨胀

10、系数大、容易变形。为改善此缺陷，缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑薄壁轴瓦薄壁轴瓦 轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。匀分布在整个轴径上。进油孔油沟F厚壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套13.3.2 轴瓦结构轴瓦结构重庆大学机械工程学院作者：陈德淑设计：陈德淑轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图4545 油沟形式油沟形式

11、 宽径比宽径比B/d-B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数非液体润滑摩擦的滑动轴承非液体润滑摩擦的滑动轴承: : B/d=0.81.5 Bd重庆大学机械工程学院作者：陈德淑13.4 13.4 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑13.4.1 13.4.1 润滑剂润滑剂作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。分类分类液体液体润滑剂润滑剂润滑油润滑油半固体半固体润滑剂润滑剂润滑脂润滑脂固体固体润滑剂润滑剂1. 1. 润滑油润滑油在用的大部分润滑油为矿物油（石油）粘度粘度重要参数重要参数 在轴承中，润滑油最重要的物理参数

12、是粘度，它是选择润滑油的主要依据。粘度表征液体流动的内摩擦特性。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑设计：陈德淑0.080.080.070.070.060.060.050.050.040.040.030.030.020.020.010.013030 4040 50506060 7070 8080 9090润滑油的特性润滑油的特性 1 1）温度）温度 t t 2 2）压力）压力p p 但但p p10 MPa10 MPa时可忽略。时可忽略。变化很小 粘粘温图温图 L-TSA32L-TSA32L-TSA32L-TSA32选用原则选用原则 1) 1) 载荷大、温度高的轴承，载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度

13、大的油；宜选用粘度大的油；2) 2) 载荷小、转速高的轴承，载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度低的油；宜选用粘度低的油；重庆大学机械工程学院作者：陈德淑2. 2. 润滑脂润滑脂 润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成。合稠化而成。优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度和温优点：密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度和温度不敏感，适用范围广。度不敏感，适用范围广。缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，流动性差，无冷缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，流动性差，无冷却效果，不适宜高速场合。却效果，不适宜高速场合。 目前使用最多的是钙

14、基脂，有耐水性，常用于目前使用最多的是钙基脂，有耐水性，常用于6060以以下的各种机械设备的轴承。下的各种机械设备的轴承。选用原则：选用原则：滴点应高于轴承的工作温度约滴点应高于轴承的工作温度约15201520重庆大学机械工程学院作者：陈德淑3. 3. 固体润滑剂固体润滑剂聚氟乙烯树脂聚氟乙烯树脂用于润滑油不能胜任工作的场合：高温、低速重载。用于润滑油不能胜任工作的场合：高温、低速重载。石墨石墨二硫化钼（二硫化钼（MoSMoS2 2）性能稳定、性能稳定、t t350350才开始氧化，可在水中工作。才开始氧化，可在水中工作。 摩擦系数低，使用温度范围摩擦系数低，使用温度范围广广(-60300 )

15、(-60300 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。 摩擦系数低，只有石墨的一半。摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：使用方式：1.1.调和在润滑油中；调和在润滑油中；2.2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3.3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。混入金属或塑料粉末中烧结成型。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑1. 1. 油的润滑方法油的润滑方法 针阀式油杯弹簧弹簧盖油盖油杯杯1 1）滴油润滑）滴油润滑 手柄直立时提起针阀，下端油手柄直立时提起针阀，下端油孔敞开，润滑油流进轴承。孔敞开，润滑油流进轴承。 调节螺母可以控制油孔开口大调节螺母可以控制油孔开口大小调节

16、油量。小调节油量。 滴油润滑多用于要求供油可靠滴油润滑多用于要求供油可靠的轴承。的轴承。图示针阀式油杯图示针阀式油杯13.4.2 13.4.2 润滑方式与供油装置润滑方式与供油装置重庆大学机械工程学院作者：陈德淑油油芯芯油油杯杯2 2）芯捻润滑）芯捻润滑图示芯捻润滑油杯图示芯捻润滑油杯 利用芯捻吸取润滑油滴利用芯捻吸取润滑油滴到轴颈上。到轴颈上。 芯捻润滑不易调节供油芯捻润滑不易调节供油量，供油不均匀，适用于不量，供油不均匀，适用于不需要丰富润滑的轴承。需要丰富润滑的轴承。1. 1. 油的润滑方法油的润滑方法 1 1）滴油润滑）滴油润滑13.4.2 13.4.2 润滑方式与供油装置润滑方式与供

17、油装置重庆大学机械工程学院作者：陈德淑3 3）油环润滑）油环润滑 在轴颈上套一油环，油环下部浸在油池中，当轴颈旋转时，在轴颈上套一油环，油环下部浸在油池中，当轴颈旋转时，靠摩擦力带动油环把润滑油带到轴颈上。靠摩擦力带动油环把润滑油带到轴颈上。 油环润滑只能用于水平布置而且连续运转的轴颈。适用油环润滑只能用于水平布置而且连续运转的轴颈。适用的转速范围为的转速范围为602000r/min。 除此之外，油润滑的润滑方法还有飞溅润滑、浸油润滑、除此之外，油润滑的润滑方法还有飞溅润滑、浸油润滑、压力循环润滑等。压力循环润滑等。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑2. 2. 润滑脂的润滑方法润滑脂的润滑方法

18、旋盖式油杯旋盖式油杯压注式油杯压注式油杯润滑脂只能间歇供应。润滑脂只能间歇供应。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑滑动轴承的润滑方法可根据系数滑动轴承的润滑方法可根据系数k k选定选定即即3kpv式中：式中： PP平均压强（平均压强（MPaMPa）VV轴颈的圆周速度（轴颈的圆周速度（m/sm/s）当当 时，用润滑脂润滑；时，用润滑脂润滑；2k 当当 时，用滴油润滑；时，用滴油润滑；216k当当 时，用油环或飞溅润滑；时，用油环或飞溅润滑；1632k当当 时，用压力循环润滑。时，用压力循环润滑。32k 重庆大学机械工程学院作者：陈德淑13.5 13.5 非完全液体润滑向滑动轴承的设计计算非完全液体

19、润滑向滑动轴承的设计计算 在液体摩擦状态下工作的轴承是最理想的。但对于一般在液体摩擦状态下工作的轴承是最理想的。但对于一般要求不高的轴承，要建立液体摩擦状态往往比较困难，并且要求不高的轴承，要建立液体摩擦状态往往比较困难，并且从经济上来讲也是不必要的。而非完全液体润滑轴承如果设从经济上来讲也是不必要的。而非完全液体润滑轴承如果设计合理，维护良好，也可以较好地满足机器运转的要求。所计合理，维护良好，也可以较好地满足机器运转的要求。所以，机器上非完全液体润滑轴承经常遇到。以，机器上非完全液体润滑轴承经常遇到。 维持边界油膜不遭破裂，这是非完全液体润滑轴承的设维持边界油膜不遭破裂，这是非完全液体润滑

20、轴承的设计依据。但促使边界油膜破裂的因素十分复杂，目前还缺乏计依据。但促使边界油膜破裂的因素十分复杂，目前还缺乏系统理论依据的计算方法，所以现在所采用的计算方法仍然系统理论依据的计算方法，所以现在所采用的计算方法仍然是简化的条件性计算。是简化的条件性计算。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑Fr 径向载荷（径向载荷（N）；）；B 轴瓦宽度（轴瓦宽度（mm）；）；d 轴径（轴径（mm）；）；p 许用值（许用值（MPa），由表），由表132查取。查取。 p= pFrBd1. 1. 限制轴承的平均压力限制轴承的平均压力p p为了不产生过度磨损，应限制轴承的平均压力（为了不产生过度磨损，应限制轴承的平均压力（MPaMPa）式中：式中：低速轴或间歇转动的轴承只需进行平均压力校核。低速轴或间歇转动的轴承只需进行平均压力校核。重庆大学机械工程学院作者：陈德淑2. 2. 限制轴承的限制轴承的pvpv值值n转速（转速（r/min）；）；pv 许用值（许用值（MPam/sm/s），由表），由表132132查取查取。 pv = FrBddn60 1