第十二章 轴承

1、12-1 滑动轴承的特点及结构滑动轴承的特点及结构12-2 轴瓦结构和轴承材料轴瓦结构和轴承材料12-3 滑动轴承的摩擦状态及润滑滑动轴承的摩擦状态及润滑12-4 液体摩擦滑动轴承简介液体摩擦滑动轴承简介12-5 滚动轴承的特点及类型滚动轴承的特点及类型12-6 滚动轴承的主要失效形式和设计准则滚动轴承的主要失效形式和设计准则12-7 滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算12-8 滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算12-9 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计： 工作平稳，无噪声；工作平稳，无噪声； 运转精度高；运转精度高； 形成液体润滑时摩擦损失小，适合于高速；形成液体润滑时摩擦损失小

2、，适合于高速； 径向尺寸小而且可剖分。径向尺寸小而且可剖分。：支撑轴及轴上转动零件，保持回旋精度，减少摩擦及磨损：支撑轴及轴上转动零件，保持回旋精度，减少摩擦及磨损：滑动轴承和滚动轴承：滑动轴承和滚动轴承二、二、 滑动轴承的特点滑动轴承的特点12-1 滑动轴承的类型和结构滑动轴承的类型和结构非液体滑动摩擦轴承非液体滑动摩擦轴承液体滑动摩擦轴承液体滑动摩擦轴承径向滑动轴承，主要承受径向载荷FR止推滑动轴承，主要承受轴向载荷FA2、承受的载荷分类一、一、 滑动轴承的类型滑动轴承的类型1、优点2）具有良好的耐冲击性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高3）寿命长1）结构简单，制造、加工、拆装方便缺点

3、2）边界润滑轴承，摩擦损耗较大1）维护复杂，对润滑条件较高三、滑动轴承的结构滑动轴承的结构1、整体式整体式径向滑动轴承径向滑动轴承 轴承结构简单、制造成本低磨损后无法修整，而且装拆困难使用场合：特点：低速、轻载和间歇工作的场合低速、轻载和间歇工作的场合（2）剖分式滑动轴承）剖分式滑动轴承 组成：轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓。图图136自动调心轴承自动调心轴承结构特点外表面做成凸形球面轴承座上的凹形球面轴瓦可随轴线自动调节位置轴瓦可随轴线自动调节位置2、推力滑动轴承、推力滑动轴承 止推轴瓦底部制成球面形式，并用销钉来防止它随轴颈转动 轴承座、套筒、径向轴瓦、止推轴瓦。1）组成：推力滑动轴承用于

4、承受轴向载荷2）结构特点：采用环面减少磨损3）适用场合：低速轻载的场合轴套：整体式轴承中与轴颈配合的零件12-2 轴瓦结构和轴承材料轴瓦结构和轴承材料一、轴承与轴瓦结构一、轴承与轴瓦结构2）对开式轴瓦：由上下两半组成）对开式轴瓦：由上下两半组成轴承衬：轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料螺栓轴承盖轴承座油杯座孔螺母套管上轴瓦下轴瓦对开式轴承(剖分轴套)二、轴承材料二、轴承材料轴承材料：轴承材料：轴瓦与轴承衬的材料1、轴承材料的性能要求、轴承材料的性能要求1）良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性2）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性4）良好的导热性、工艺性、经济性 3）足够的强度和抗腐蚀能力 2、常用的材料

5、、常用的材料5）良好抗胶合能力1）金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等2）多孔质金属材料3）非金属材料，如工程塑料、碳石磨等12-3 滑动轴承的摩擦状态及润滑滑动轴承的摩擦状态及润滑：1、干摩擦状态、干摩擦状态应避免此种摩擦状态。应避免此种摩擦状态。摩擦表面无润滑剂，功率损失严重，磨损加剧，温度升高，轴瓦易破坏。2、边界摩擦状态、边界摩擦状态摩擦表面间有润滑油存在，金属表面上形成了一层极薄的边界油膜。但尖峰部分仍直接接触。多数滑动轴承都是这种摩擦状态。多数滑动轴承都是这种摩擦状态。非液体摩擦非液体摩擦滑动轴承滑动轴承3、液体摩擦状态、液体摩擦状态两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成了一

6、定厚度的压力油膜。这种摩擦状态是润滑油分子之间的摩擦，摩擦系数极小。重要轴承采用这种摩擦状态。重要轴承采用这种摩擦状态。液体摩擦滑液体摩擦滑动轴承动轴承干摩擦、边界摩擦和流体摩擦并存的混合状态4、混合摩擦状态、混合摩擦状态减少摩擦，降低磨损，提高轴承效率，同时还有散热冷却、缓冲吸振、密封和防锈的作用。 润滑剂：润滑油、润滑脂和固体润滑剂。 润滑的目的润滑的目的：1、润滑剂种类、润滑剂种类1、润滑油、润滑油 润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂，目前使用 的润滑油多为矿物油。润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的主要依据。2、润滑脂、润滑脂 润滑脂是在润滑油中添加稠化剂形成的胶状润滑剂。

7、稠度大，承载能力较大，物理、化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗也大，故不宜在温度变化大或高速条件下使用3、固体润滑剂、固体润滑剂提高其润滑性能，减少摩擦损失，提高轴承使用寿命。适用于高温、重载下工作的轴承二、润滑方法二、润滑方法 1、油润滑 连续供油: 间歇供油:油壶或油枪4) 浸油润滑 5) 飞溅润滑 6) 压力循环润滑 1) 手工润滑 2) 滴油润滑 3) 油环润滑 12-4 液体摩擦滑动轴承简介液体摩擦滑动轴承简介一、动压油膜的形成机理一、动压油膜的形成机理vF两摩擦表面平行，两摩擦表面平行，不会产生压力油膜不会产生压力油膜vp两摩擦表面成楔形间隙，两摩擦表面成楔形间隙，产生了压力油膜产生

8、了压力油膜间隙内的润滑间隙内的润滑油形成了拥挤油形成了拥挤进油口进油口出油口出油口二、形成动压油膜的必要条件二、形成动压油膜的必要条件 两摩擦表面必须形成楔形两摩擦表面必须形成楔形 润滑油必须从大口进小口出润滑油必须从大口进小口出 必须具有足够的滑动速度必须具有足够的滑动速度 必须充满足够粘度的润滑油必须充满足够粘度的润滑油三、向心动压滑动轴承的工作过程三、向心动压滑动轴承的工作过程no1oo1oo1oo1onn静止静止启动启动不稳定运行不稳定运行稳定运行稳定运行RRRR一、滚动轴承的基本结构一、滚动轴承的基本结构2、内圈与轴颈配合装配，外圈与轴承座或机架座孔相配合装配：避免相邻滚动体之间的接

9、触1、基本结构：内圈、外圈、滚动体和保持架内圈、外圈、滚动体和保持架3、内、外圈和滚动体材料：轴承铬钢GCr9、Gcr15、Cr15SiMn4、保持架作用、保持架作用是低碳钢、铜合金、铝合金或工程塑料5、保持架材料：、保持架材料：12-5 滚动轴承的特点及类型滚动轴承的特点及类型缺点：缺点：抗冲击能力较差；抗冲击能力较差；高速时噪声大，寿命较低；高速时噪声大，寿命较低；径向尺寸大。径向尺寸大。2、滚动轴承的主要类型：、滚动轴承的主要类型：1）按承载方向和）按承载方向和分为：分为：滚动体与套圈接触处的法线滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的与轴承的径向平面之间的夹角夹角 ，称为公称接触

10、角。，称为公称接触角。 摩擦阻尼小，启动灵活；摩擦阻尼小，启动灵活； 可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构；可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构； 径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高；径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高； 互换性好，易于维护。互换性好，易于维护。1 1、优点、优点：向心轴承向心轴承：045，主要承受径向载荷；，主要承受径向载荷；径向接触轴承径向接触轴承0 的向心轴承；的向心轴承；向心角接触轴承向心角接触轴承 045的向心轴承；的向心轴承；推力轴承推力轴承： 45 90 ，主要承受轴向载荷；，主要承受轴向载荷；轴向接触轴承轴向接触轴承90的

11、推力轴承的推力轴承推力角接触轴承推力角接触轴承 45 S2S1S2FAS圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：12轴向合力向右，轴有向右移动的趋势轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，但外圈被固定，使得SSFSA21 S1 和 S 都是右轴承所受的力，故：SSA22使轴向力平衡，故：右轴承被压紧，会产生反力S，而左轴承被放松，11SA R1R2即：即：A1=S1 （放松端）（放松端） A2=S1 FA （压紧端）（压紧端）合力合力AFS 1 若若 S1 + FA S1轴向合力向右，轴有向右轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，移动的趋势，左轴承被压紧，会产生反力S， 使轴向力平衡：AFSSS2

12、1AFSA2122SA （压紧端）（压紧端）（放松端）（放松端）FASS1S212轴向合力向左，轴有向左移动的趋势，轴向合力向左，轴有向左移动的趋势，右轴承被压紧，会产生反力S ， 使轴向力平衡：SFSSA21 若若 S2 + FA S1，11SA AFSA12（放松端）（放松端）（压紧端）（压紧端）归纳如下：根据排列方式判明内部轴向力 S 1、S2 的方向；判明轴向合力指向及轴可能移动的方向，分析哪端轴承被“压紧”，哪端轴承被“放松”；“放松”端的轴向载荷等于自身的内部轴向力，“压紧”端的轴向载荷等于除去自身内部轴向力外其它轴向力的代数和。对于能够承受少量轴向力而对于能够承受少量轴向力而0

13、0 的向心轴承：的向心轴承：（如深沟球轴承）FAR1R2因为：0 ,S10 ，S2 0所以：AFA图中：A10A2FA12-8 滚动轴承滚动轴承的静强度计算的静强度计算目的目的 ： 防止轴承元件发生塑性变形针对低速或受较大冲击载荷作用的轴承基本额定静载荷基本额定静载荷 C0 ：限制塑性变形的极限载荷值向心轴承为 C0r ： 径向额定静载荷推力轴承为 C0a ： 轴向额定静载荷静强度条件静强度条件 ：000SCP P0 ： 当量静载荷S0 ： 静强度安全系数AYRXP000径向系数轴向系数12-9 滚动轴承滚动轴承的组合设计的组合设计组合设计的内容包括： 固定实际上是对整个轴系起固定作用，承受轴

14、向力， 调整 配合与装拆 润滑与密封一、滚动轴承的轴向固定一、滚动轴承的轴向固定组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、轴承寿命及机器性能重点：重点：轴承的固定方法和调整。防止轴系发生轴向蹿动常用两种固定方法：两端固定一端固定、一端游动这是最常见的固定方式两个轴承外圈都在单方向用轴承盖进行固定适合于工作温升不高的短适合于工作温升不高的短轴（跨距轴（跨距 L 400 mm）考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙 C mm4 . 02 . 0C对于深沟球轴承：其轴向间隙可在轴承内部调整，其值比深沟球轴承小得多图上可省略不画适合于工作温升高的长轴适合于工作温升高的长轴（跨距（跨距 L 400 mm

15、）固定支点的轴承外圈左右均固定，承担双向轴向力游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力对于向心角接触轴承：当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住固定支点固定支点A 不大不大 深沟球轴承（深沟球轴承（6）A 较大较大 一对角接触轴承（一对角接触轴承（3、7）A 和和 R 均大均大 推力轴承与向心轴承组合推力轴承与向心轴承组合游动支点游动支点深沟球轴承（深沟球轴承（6） 内圈轴向需固定内圈轴向需固定圆柱滚子轴承（圆柱滚子轴承（N）内、外圈轴向均需固定）内、外圈轴向均需固定注意：注意：固定支点的内圈亦需进行轴向固定垫片调整1 1、间隙的调整与控制、间隙的调整与控制二、滚动轴承组合的调整二、滚动轴承组合的调整为保证轴承正常工作，装配轴承时一般要留出适当的游隙或间隙。通过增、减垫片厚度来调整间隙螺钉调整用于轴向力不是太大的轴承组合2 2、轴系部件位置的调整、轴系部件位置的调整使轴上零件处于准确的工作位置。 通常用垫片调整3 3、角接触轴承的预紧、角接触轴承的预紧预紧预紧 ： 安装时对轴承施加一轴向力（预紧力）目的目的 ： 提高回转精度和支承刚度方法 ： 金属垫片、磨窄套圈等 同一支点成对安装同一支点成对安装内圈与轴颈内圈与轴颈1 1、滚动轴承的配合、滚动轴承的配合三、滚动轴承的配合及装拆三、滚动轴承的配合及装拆采用基孔制，孔的配合代号不用标注