第17章 滑动轴承

1、第17章 滑动轴承1 1 概述概述2 2 径向滑动轴承的主要类型径向滑动轴承的主要类型3 3 滑动轴承材料滑动轴承材料4 4 轴瓦结构轴瓦结构5 5 轴承润滑材料轴承润滑材料6 6 润滑方法润滑方法7 7 滑动轴承的条件性计算滑动轴承的条件性计算17-1 概述 轴承支撑轴颈，或轴上的回转零件（支撑件）一、分类推力轴承按轴承工作的摩擦性质径向轴承按受载方向滚动（摩擦）轴承滑动（摩擦）轴承17-1 概述 二、特点： 1、滑动轴承工作平稳、可靠、噪声较滚动轴承低； 2、如能保证液体摩擦润滑，可大大减少摩擦损失和表面磨损，油膜又具有一定的吸振能力； 3、普通滑动轴承的起动摩擦力较滚动轴承大得多。17-

2、1 概述三、应用场合 机床、汽轮机、内燃机等四、设计内容 1、决定轴承的结构形式； 2、选择轴瓦和轴承衬的材料； 3、决定轴承结构参数； 4、选择润滑剂和润滑方法； 5、计算轴承工作能力。17-2 径向滑动轴承的主要类型一、整体式轴承 轴承座为铸铁，孔内压入减摩材料制成的轴套，轴套上有油空和油沟，用于低速、轻载及间隙工作； 缺点为间隙无法调整，轴颈只能从端部装入。17-2 径向滑动轴承的主要类型二、剖分式轴承二、剖分式轴承 由轴承座、轴承盖、由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱组成。剖分式轴瓦、螺柱组成。 为节省材料，轴瓦表为节省材料，轴瓦表面贴附一层轴承衬，不承面贴附一层轴承衬，不承载表面开油

3、沟，轴瓦式轴载表面开油沟，轴瓦式轴承与轴颈直接接触的零件承与轴颈直接接触的零件（剖分面须与载荷垂直），（剖分面须与载荷垂直），轴承盖与轴承座剖分面为轴承盖与轴承座剖分面为阶梯状，以便定位和防止阶梯状，以便定位和防止工作时错动。工作时错动。 宽径比宽径比B/d1.5时，时，可采用自动调心轴承可采用自动调心轴承17-2 径向滑动轴承的主要类型17-3 滑动轴承材料轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。一、对轴承材料的要求一、对轴承材料的要求 轴瓦的失效形式是磨损，由于强度不足而出现的疲轴瓦的失效形式是磨损，由于强度不足而出现的疲劳损坏和由于工艺原因而出现的轴承衬脱落等

4、现象也时劳损坏和由于工艺原因而出现的轴承衬脱落等现象也时有发生。因此对轴承材料的主要要求如下：有发生。因此对轴承材料的主要要求如下：1、减摩性、减摩性减摩性包括以下特性：减摩性包括以下特性：1）与润滑剂的亲和力强，能形成牢固的边界吸附膜；）与润滑剂的亲和力强，能形成牢固的边界吸附膜；2）摩擦系数低，发生摩擦时，摩擦表面温度低，防止边）摩擦系数低，发生摩擦时，摩擦表面温度低，防止边界膜因高温而破坏；界膜因高温而破坏；3）当边界膜破坏时，能迅速形成新的边界膜，这些性能）当边界膜破坏时，能迅速形成新的边界膜，这些性能最终均通过摩擦系数反映出来。最终均通过摩擦系数反映出来。减摩性不仅与摩擦副材料有关，

5、还与润滑剂有关。减摩性不仅与摩擦副材料有关，还与润滑剂有关。17-3 滑动轴承材料2、耐磨性、耐磨性抵抗磨粒磨损和胶合磨损的性质。抵抗磨粒磨损和胶合磨损的性质。当处于边界磨损状态时，在稳定磨损阶段的磨损率要当处于边界磨损状态时，在稳定磨损阶段的磨损率要低，以便长期保持尺寸精度，磨损率取决于材料的机械低，以便长期保持尺寸精度，磨损率取决于材料的机械性能、表面粗糙度和边界膜强度。性能、表面粗糙度和边界膜强度。3、跑合性（磨合性）、跑合性（磨合性）因磨损和塑性变型而磨合。因磨损和塑性变型而磨合。磨合时，轴颈和轴承的真实接触面积增大，因而降低磨合时，轴颈和轴承的真实接触面积增大，因而降低了单位面积的压

6、力，也减少了摩擦力，使摩擦表面上的了单位面积的压力，也减少了摩擦力，使摩擦表面上的温度降低并改善了润滑条件。温度降低并改善了润滑条件。17-3 滑动轴承材料4、顺应性和嵌藏性、顺应性和嵌藏性轴承材料常靠产生弹性和塑性变型以及磨损来补偿对轴承材料常靠产生弹性和塑性变型以及磨损来补偿对中误差和适应其几何误差而不影响运转特性的能力，称中误差和适应其几何误差而不影响运转特性的能力，称为适应性或顺应性；为适应性或顺应性；污物和外来微粒易于嵌入，使之防止擦伤和磨粒磨损污物和外来微粒易于嵌入，使之防止擦伤和磨粒磨损的能力称为嵌藏性，弹性模量低的金属材料顺应性和嵌的能力称为嵌藏性，弹性模量低的金属材料顺应性和

7、嵌藏性较好。藏性较好。5、抗粘着性、抗粘着性粘着磨损严重时，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力称粘着磨损严重时，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力称抗粘着性。抗粘着性。采用表面处理工艺或用非金属涂层，避免同种金属相采用表面处理工艺或用非金属涂层，避免同种金属相互摩擦，均可提高抗粘着能力。互摩擦，均可提高抗粘着能力。17-3 滑动轴承材料6、耐蚀性、耐蚀性轴承材料中的镉、铅等元素，容易被润滑油中的酸轴承材料中的镉、铅等元素，容易被润滑油中的酸性物质腐蚀，在轴瓦表面形成黑点，逐渐扩展成海绵状性物质腐蚀，在轴瓦表面形成黑点，逐渐扩展成海绵状空间，并在摩擦过程中形成小块剥落。虽然轴承材料中空间，并在摩擦过程中形成

8、小块剥落。虽然轴承材料中的银、铜等元素在温度不高时与油中的硫生成硫化物膜，的银、铜等元素在温度不高时与油中的硫生成硫化物膜，能起减摩的作用，但在高温时，这种膜极易破裂剥落。能起减摩的作用，但在高温时，这种膜极易破裂剥落。选择合适的材料，表面镀铟及其它元素、降低表面温度选择合适的材料，表面镀铟及其它元素、降低表面温度和选取适当的油可提高耐蚀性。和选取适当的油可提高耐蚀性。7、抗压强度和耐疲性、抗压强度和耐疲性轴上载荷要通过轴承传到机座上，受载要有疲劳强轴上载荷要通过轴承传到机座上，受载要有疲劳强度，静载要有抗压强度。度，静载要有抗压强度。8、工艺性、工艺性 9、经济性、经济性17-3 滑动轴承材

9、料二、轴承材料的分类二、轴承材料的分类金属材料：金属材料：轴承合金、青铜、铝（锌）基合金、减摩铸铁等轴承合金、青铜、铝（锌）基合金、减摩铸铁等粉末冶金材料：粉末冶金材料：含油轴承含油轴承(低速重载，具有低速重载，具有自润滑性能自润滑性能)。非金属材料：非金属材料：塑料、橡胶、硬木等塑料、橡胶、硬木等强度低，仅用作强度低，仅用作轴承衬轴承衬17-4 轴瓦结构一、轴瓦和轴承衬一、轴瓦和轴承衬剖分轴瓦：见下图剖分轴瓦：见下图双金属轴瓦、三金属轴瓦：为了改善轴瓦表面的摩双金属轴瓦、三金属轴瓦：为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在内表面浇注一层或两层减摩材料，称为擦性质，常在内表面浇注一层或两层减摩材料，称

10、为轴承衬，所以轴瓦有双金属轴瓦、三金属轴瓦轴承衬，所以轴瓦有双金属轴瓦、三金属轴瓦轴承衬的厚度随轴承直径的增大而增大，一般由十轴承衬的厚度随轴承直径的增大而增大，一般由十分之几毫米到分之几毫米到6mm。6.36.36.33.23.23.23.225其余D(H8)D (K6)017-4 轴瓦结构二、滑动轴承的摩擦状态：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，摩擦表面无润滑剂，功率损失严重，磨损加剧，温升高，轴瓦易破坏。磨损加剧，温升高，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，金属表摩擦表面间有润滑油存在，金属表面

11、上形成了一层极薄的边界油膜。面上形成了一层极薄的边界油膜。部分仍直接接触但尖峰。部分仍直接接触但尖峰。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。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，两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成了一定厚度的压力油膜。形成了一定厚度的压力油膜。这种摩擦状态是润滑油分子之间这种摩擦状态是润滑油分子之间的摩擦，摩擦系数极小。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。非液体摩擦非液体摩擦滑动轴承滑动轴承液体摩擦滑液体摩擦滑动轴承动轴承17-4 轴瓦结构二、油孔、油沟和油二、油孔、油沟和油室室油孔：供应润滑油；

12、油孔：供应润滑油；油沟：输送和分布润油沟：输送和分布润滑油；滑油；油室：使润滑油延轴油室：使润滑油延轴向均匀分布，并起到向均匀分布，并起到贮油和稳定供油的作贮油和稳定供油的作用用油沟、油孔：油沟、油孔：，否则，否则，油沟长度油沟长度0.8B0.8B（轴瓦宽度），即（轴瓦宽度），即。17-4 轴瓦结构 用油孔和油沟将油导用油孔和油沟将油导入摩擦表面并使之布满入摩擦表面并使之布满摩擦面，其位置和形状摩擦面，其位置和形状对轴承的工作能力和寿对轴承的工作能力和寿命影响很大。命影响很大。 混合润滑轴承混合润滑轴承宁可牺牲一部分承载面宁可牺牲一部分承载面积，而将油沟尽量延伸积，而将油沟尽量延伸到承载区，以

13、向承载区到承载区，以向承载区供油；供油； 液体润滑轴承液体润滑轴承油沟开在非承载区的间油沟开在非承载区的间隙最大处，不允许在承隙最大处，不允许在承载区开油沟，否则将降载区开油沟，否则将降低承载能力（图低承载能力（图17.7）。 17-5 轴承润滑材料润滑的目的减少摩擦功耗，降低磨损率，冷却、防尘、防锈、吸振。常用润滑材料润滑油和润滑脂，还有固体（石墨、二氧化钼）和气体。（自学）17-6 润滑方法润滑状态与供油方式有关。一、油润滑1、间歇式供油17-6 润滑方法2、连续供油17-6 润滑方法二、脂润滑（间歇供应）二、脂润滑（间歇供应）三、润滑方式的确定三、润滑方式的确定润滑方式可根据系数润滑方式

14、可根据系数k选定选定P：平均压强平均压强Mpa；v：轴颈线速度轴颈线速度m/sk2：脂润滑，油杯润滑脂润滑，油杯润滑k 216：针阀式压油油杯润滑针阀式压油油杯润滑k 1632；油杯或飞溅润滑；油杯或飞溅润滑k 32；压力循环润滑；压力循环润滑17-7 滑动轴承的条件性计算一、工作能力准则一、工作能力准则1、失效形式、失效形式磨损、胶合磨损、胶合2、设计依据、设计依据保证边界膜不被破坏。保证边界膜不被破坏。3、计算方法：、计算方法：简化计算（条件性计算）简化计算（条件性计算）失失 效效 形形 式式 图图 例例磨损及胶合点蚀及金属剥落1 1、限制轴承平均压强、限制轴承平均压强 pdBFpF F

15、径向载荷径向载荷, N, N；d d 轴颈直径轴颈直径, mm, mm；B B 轴瓦有效宽度轴瓦有效宽度,mm,mm；p p 许用压强许用压强,Mpa,Mpa。：，。2 2、限制、限制pvpv值值20000100060pvBFndndBFpvMpam/sMpam/s pvpv摩擦功耗摩擦功耗发热量发热量易胶合易胶合：限制：限制pvpv是为了是为了。 轴承发热量轴承发热量单位面积摩擦功耗单位面积摩擦功耗pvpv二、径向轴承二、径向轴承17-7 滑动轴承的条件性计算3 3、限制滑动速度、限制滑动速度v vsmvdnv/100060：。已知：径向载荷已知：径向载荷F F，转速，转速n n，宽径比，宽

16、径比0 . 1dBvv，pp，pvpv。求：保证混合润滑条件下的轴颈直径求：保证混合润滑条件下的轴颈直径d=d=？解：解：1 1）由：）由：pdBFppFd 综合应用：综合应用：2 2）由：）由：100060vdnvnvd1000601)1) dd 2)2)p、pv、v见表见表17.1、17.217-7 滑动轴承的条件性计算三、推力轴承（方法同径向轴承）三、推力轴承（方法同径向轴承）结构：空心、实心、单环、多环17-7 滑动轴承的条件性计算实心式：由于跑和时中心与边缘的磨损不均匀，实心式：由于跑和时中心与边缘的磨损不均匀，愈近边缘部分磨损愈快，所以中心部分压强极愈近边缘部分磨损愈快，所以中心部分压强极高，空心式和环状轴颈可以克服这一缺点。载高，空心式和环状轴颈可以克服这一缺点。载荷很大时可以采用多环轴颈，它能承受双向轴荷很大时可以采用多环轴颈，它能承受双向轴向载荷。向载荷。17-7 滑动轴承的条件性计算17-7 滑动轴承的条件性计算MpapkddzFpa)(420211 1、限制轴承的、限制轴承的压强压强 p ：2 2、限制轴承的、限制轴承的 pv 值值 ：smMpapvzddFnpv/)(300000F:轴向载荷，N；v：推力轴颈平均直