第18讲(滑动轴承)

1、第四篇第四篇 轴系零部件轴系零部件轴系：轴、轴承（滑动轴承、滚动轴轴系：轴、轴承（滑动轴承、滚动轴承）、联轴器及离合器承）、联轴器及离合器第十二章第十二章 滑动轴承滑动轴承(sliding bearing)滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承轴承是支承轴的部件轴承是支承轴的部件滑动轴承滑动轴承轴承轴承滚动轴承滚动轴承滑动摩擦副的摩擦状态滑动摩擦副的摩擦状态基体直接接触基体直接接触f=0.3-0.7磨损严重磨损严重物理、化学吸附膜、物理、化学吸附膜、化学反应膜、污染化学反应膜、污染膜膜f=0.1-0.3f=0.01-0.05避免磨损避免磨损边界边界+流体流体12-1 12-1 概概 述述1 1 滑动

2、轴承的特点及应用滑动轴承的特点及应用2 2 滑动轴承的分类滑动轴承的分类1 滑动轴承的特点及应用滑动轴承的特点及应用注意：一般尽量采用滚动轴承；某些特殊场合（高速、重载、冲击、精密及一些不太重要的场合）采用滑动轴承。1.1.工作转速特高的轴承；工作转速特高的轴承；2.2.要求对轴的支承位置特别精确的轴承；要求对轴的支承位置特别精确的轴承；3.3.承受巨大的冲击和振动载荷的轴承；承受巨大的冲击和振动载荷的轴承；4.4.要求制成剖分式的轴承；要求制成剖分式的轴承；5.5.要求径向尺寸较小的轴承；要求径向尺寸较小的轴承；6.6.特殊工作条件下（水、腐蚀性介质）工特殊工作条件下（水、腐蚀性介质）工作的

3、轴承；作的轴承；特点特点:静压滑动轴承静压滑动轴承滚动轴承滚动轴承主轴回转精度的对比主轴回转精度的对比潘存云教授研制大型颚式破碎机大型颚式破碎机按承载方向：按承载方向：径向滑动轴承径向滑动轴承承受径向力承受径向力止推滑动轴承止推滑动轴承承受轴向力承受轴向力2 滑动轴承的分类滑动轴承的分类按滑动表面间润滑状态：按滑动表面间润滑状态：流体润滑轴承流体润滑轴承不完全流体润滑轴承不完全流体润滑轴承自润滑轴承（无润滑剂）自润滑轴承（无润滑剂）仿古木制水车上的滑动轴承仿古木制水车上的滑动轴承流体动压滑动轴承流体动压滑动轴承流体静压滑动轴承流体静压滑动轴承 流体润滑承载机理不同流体润滑承载机理不同 根据工作

4、时相对运动表面间油膜形成原理的不同，流根据工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同，流体摩擦滑动轴承又分为体摩擦滑动轴承又分为流体动压润滑轴承和流体静压润流体动压润滑轴承和流体静压润滑轴承滑轴承，简称动压轴承和静压轴承。，简称动压轴承和静压轴承。滑动轴承的发展史：滑动轴承的发展史：无润滑滑动轴承无润滑滑动轴承不完全流体润滑滑动轴承不完全流体润滑滑动轴承流体动压滑动轴承流体动压滑动轴承 （自己形成油膜）（自己形成油膜）流体静压滑动轴承流体静压滑动轴承（油膜靠外部供油系统形成）（油膜靠外部供油系统形成）加油可以改善磨损加油可以改善磨损科技的发展，科技的发展，轴的转速提高轴的转速提高当机器刚启动当机器

5、刚启动时（或轴的转时（或轴的转速较低时），速较低时），不易形成油膜不易形成油膜完全流体润完全流体润滑滑动轴承滑滑动轴承12-2 滑动轴承的主要结构型式滑动轴承的主要结构型式1 整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承2 对开式径向滑动轴承对开式径向滑动轴承3 3 止推滑动轴承止推滑动轴承1 整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承结构：结构：1整体轴承座整体轴承座2整体轴瓦整体轴瓦3油孔油孔4油杯螺纹孔油杯螺纹孔特点：结构简单，成本低，但特点：结构简单，成本低，但轴承磨损后不可调轴承磨损后不可调，且因从，且因从端面拆装，对重量大的轴或具有中间轴颈的端面拆装，对重量大的轴或具有中间轴颈的轴装拆轴装拆不方

6、便。不方便。用途：低速、轻载或间歇性工作的机器。用途：低速、轻载或间歇性工作的机器。2 对开式径向滑动轴承对开式径向滑动轴承结构：结构：1轴承座轴承座 2轴承盖轴承盖 3双头螺柱双头螺柱 4油杯螺纹孔油杯螺纹孔 5油孔油孔 6油槽油槽 7剖分式轴瓦剖分式轴瓦特点：特点：装拆方便装拆方便，轴瓦磨损后，轴瓦磨损后轴承间隙可调轴承间隙可调（修刮轴瓦内表面）（修刮轴瓦内表面）用途：承受径向力的大部分轴承，应用广泛。用途：承受径向力的大部分轴承，应用广泛。剖分面：剖分面： 剖分面最好与载荷方向近于垂直剖分面最好与载荷方向近于垂直，可水平，可水平，也可倾斜，并且也可倾斜，并且剖分面常为阶梯形剖分面常为阶梯

7、形，以便对以便对中和防止横向错动中和防止横向错动。轴瓦轴瓦轴瓦的轴瓦的两半两半一为一为承载区承载区，一，一为为非承载区非承载区 油槽的开设：油槽的开设： 轴瓦的两半一为承载区，一为非承载区，轴瓦的两半一为承载区，一为非承载区，润滑油槽通常开设在非承载区表面润滑油槽通常开设在非承载区表面，与，与油孔、油杯等配合实现轴承的润滑。油孔、油杯等配合实现轴承的润滑。FaFaFaFa止推滑动轴承由止推滑动轴承由轴承座轴承座和和止推轴颈止推轴颈组成。组成。空心式空心式单环式单环式多环式多环式 3 3 止推滑动轴承止推滑动轴承常用的轴颈结构形式有：空心式、单环式、多环式常用的轴颈结构形式有：空心式、单环式、多

8、环式FaFaFaFa 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。 单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用 于低速、轻载的场合。于低速、轻载的场合。 多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。 由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低50%。 空心式空心式单环式单环式多环式多环式12-312-3 滑

9、动轴承的失效形式滑动轴承的失效形式常常用材料用材料1 1 滑动轴承的失效形式滑动轴承的失效形式2 2 滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料1 滑动轴承的失效形式滑动轴承的失效形式磨粒磨损磨粒磨损相对运动相对运动硬颗粒进入硬颗粒进入磨损磨损几何形状及几何形状及精度丧失，轴承间隙加大精度丧失，轴承间隙加大预期寿命前轴承性预期寿命前轴承性能丧失能丧失刮伤刮伤硬颗粒或轴颈表面的凸峰在轴承表面划出线状伤痕硬颗粒或轴颈表面的凸峰在轴承表面划出线状伤痕咬粘（胶合）咬粘（胶合）滑动摩擦产生大量的热，导致温度升高，润滑油粘滑动摩擦产生大量的热，导致温度升高，润滑油粘度下降，又受到较大载荷的作用，导致润滑油膜度下

10、降，又受到较大载荷的作用，导致润滑油膜被破坏，或因供油不足润滑油膜不易形成，使轴被破坏，或因供油不足润滑油膜不易形成，使轴瓦和轴颈材料发生粘附或迁移，严重时可能导致瓦和轴颈材料发生粘附或迁移，严重时可能导致抱死，相对运动中止。抱死，相对运动中止。疲劳剥落疲劳剥落交变载荷的反复作用下，轴承衬材料发生剥落交变载荷的反复作用下，轴承衬材料发生剥落腐蚀腐蚀因润滑剂长期使用而氧化，产生酸性物质腐蚀轴承材因润滑剂长期使用而氧化，产生酸性物质腐蚀轴承材料，同时氧、硫、水分等也会对轴承衬产生腐蚀。料，同时氧、硫、水分等也会对轴承衬产生腐蚀。（因工作条件不同还有其他的失效形式，如：气蚀、（因工作条件不同还有其他

11、的失效形式，如：气蚀、流体侵蚀、电侵蚀、微动磨损等。）流体侵蚀、电侵蚀、微动磨损等。）失失 效效 形形 式式 图图 例例磨损及胶合磨损及胶合点蚀及金属剥落点蚀及金属剥落2 2 滑动轴承的常用材料滑动轴承的常用材料轴承盖和轴承座轴承盖和轴承座材料材料轴承材料轴承材料轴承盖和轴承座轴承盖和轴承座材料材料铸铁、铸钢铸铁、铸钢轴承材料轴承材料整体轴套整体轴套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。 轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬的材料擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬的材料（衬背）（衬背） 对轴承材料性能的要求对轴承

12、材料性能的要求 良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性能良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性能良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形补偿轴承摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。滑动表面初始配合不良的能力。 嵌入性：可容纳硬质颗粒的性能。嵌入性：可容纳硬质颗粒的性能。 磨合性：轴颈和轴瓦经过短期运转后，可得到相磨合性：轴颈和轴瓦经过短期运转后，可得到相适应的摩擦表面的表面粗糙度的能力。适应的摩擦表面的表面粗糙度的能力。足够的强度和抗腐蚀能力足够的强度和抗腐蚀能力良好的导热性、工艺性和经济性等良好的导热性、工艺性和经

13、济性等摩擦系数小摩擦系数小磨损率小磨损率小耐热抗粘附性好耐热抗粘附性好 常用轴承材料常用轴承材料金属材料金属材料a.轴承合金轴承合金（巴氏合金，白合金）（巴氏合金，白合金）（作轴承衬材料作轴承衬材料） 锡基锡基轴承合金轴承合金：ZChSnSb10-6，8-4 铅基铅基轴承合金轴承合金：ZChPbSb16-16-2，15-5-3 主要合金元素：锡、铅、锑、铜等，用锡或铅作基主要合金元素：锡、铅、锑、铜等，用锡或铅作基体，硬质的锑体，硬质的锑 锡或铜锡或铜 锡晶粒镶嵌其中，基体软塑锡晶粒镶嵌其中，基体软塑性大，硬颗粒抗磨。性大，硬颗粒抗磨。 轴承合金的嵌入性、摩擦顺应性最好，易跑合，不轴承合金的嵌

14、入性、摩擦顺应性最好，易跑合，不易咬粘，但强度低，通常只用作轴承衬，贴附在青铜、易咬粘，但强度低，通常只用作轴承衬，贴附在青铜、钢或铸铁的轴瓦上，价格较高。钢或铸铁的轴瓦上，价格较高。软基体软基体硬颗硬颗粒粒用于重载、中高速场合。用于重载、中高速场合。b.铜合金铜合金（作轴承衬材料或单独作轴瓦材料）（作轴承衬材料或单独作轴瓦材料）锡青铜锡青铜：减摩、耐磨性好，应用广泛，硬度比轴承合金高， 磨合、嵌入性和抗胶合能力稍差，用于中速、重 载场合。 铅青铜：抗粘附能力强，承受变载荷和冲击载荷的能力强， 多用于高速、重载场合。铝青铜：强度高，抗冲击能力强，但抗胶合能力差，适用 于润滑充分的低速、重载轴承

15、。 强度高，减摩性、耐磨性好强度高，减摩性、耐磨性好，且青铜比黄铜减摩性好，青铜是最常用的材料。强基体强基体软相软相铜合金铜合金青铜青铜黄铜黄铜c.铝基轴承合金铝基轴承合金（单独制作轴套或轴承衬） 强度高，导热性好，耐蚀性，摩擦性能较好，抗强度高，导热性好，耐蚀性，摩擦性能较好，抗胶合能力差，耐磨性差，要求轴颈具有较好的表面粗胶合能力差，耐磨性差，要求轴颈具有较好的表面粗糙度。铝合金可单独制作轴套，也可作轴承衬附着于糙度。铝合金可单独制作轴套，也可作轴承衬附着于钢制衬背上。钢制衬背上。硬基体硬基体软质软质点点d.灰铸铁、耐磨铸铁、球墨铸铁灰铸铁、耐磨铸铁、球墨铸铁（作轴瓦）（作轴瓦） 铸铁中的

16、石墨团、片、球都是很好的润滑剂，可铸铁中的石墨团、片、球都是很好的润滑剂，可起到减摩、耐磨作用。一般用做轴承材料时，应加起到减摩、耐磨作用。一般用做轴承材料时，应加润滑油。但其润滑油。但其脆性大脆性大，磨合性差磨合性差，用于，用于轻载、低速轻载、低速和不受冲击的场合和不受冲击的场合。一般单独作轴瓦。一般单独作轴瓦。多孔质金属材料多孔质金属材料 又称做又称做粉末冶金材料粉末冶金材料，是由，是由多种不同金属粉末压多种不同金属粉末压制烧结而成的多孔结构的材料制烧结而成的多孔结构的材料。 使用前通常在油中使用前通常在油中浸泡，使用时，由于轴旋转的抽吸作用和轴承发热浸泡，使用时，由于轴旋转的抽吸作用和轴承发热的膨胀作用，空隙中的润滑油进入摩擦表面间，起的膨胀作用，空隙中的润滑油进入摩擦表面间，起到润滑作用。又称作到润滑作用。又称作含油轴承含油轴承。若能定期加入润滑。若能定期加入润滑油效果更好。油效果更好。非金属材料非金属材料 最多用的是：塑料（聚合物材料）、尼龙、聚四最多用的是：塑料（聚合物材料）、尼龙、聚四氟乙烯。氟乙烯。 特点：特点： 耐腐蚀，有一定的自润滑作用，高温下有耐腐蚀，有一定的自润滑作用，高温下有一定润滑作用