滑动轴承简介

PresentedbyWusMaintainBobzhang滑动轴承简介1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损分类：滚动轴承轴承的功用：滑动轴承应用实例：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滑动轴承。优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。由于滑动轴承的摩擦损耗一般较大，维护也比较复杂，故很多场合常为滚动轴承取代。只是由于滑动轴承本身一些独特的特点，使得在某些特殊场合仍占重要地位。目前，滑动轴承主要应用于以下几种情况：1.1滑动轴承的应用1.转速特别高的场合;2.载荷特别大的场合;3.对轴的支承精度要求特别高的场合;4.承受较大冲击、振动的场合;5.径向空间比较小的场合;6.特殊的支承场合，如曲轴;7.特殊的使用场合，如水下、有腐蚀的介质。1.干摩擦固体表面直接接触，因而不允许出现干摩擦！2.边界摩擦1.2

摩擦状态→功耗↑磨损↑温度↑→烧毁轴瓦运动副表面有一层厚度<1μm的薄油膜，不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。比干摩擦的磨损轻，f≈0.1~0.3v有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不直接接触。3.液体摩擦摩擦和磨损极轻，f≈0.001~0.01vvvfηn/po在一般机器中，摩擦表面多边界摩擦和液体摩擦的混合状态，称为混合摩擦（或称为非液体摩擦）。边界摩擦混合摩擦液体摩擦摩擦特性曲线称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。η-动力粘度，p-压强，n-每秒转数1.3滑动轴承的分类ïîïíì1.3.1按承受载荷的方向分：（1）径向轴承（支反力垂直于轴中心线）又叫向心滑动轴承（2）推力轴承（承受轴向载荷）又叫止推轴承（3）径向－推力轴承（同时受径向和轴向载荷）又叫向心止推轴承而径向轴承有两种基本的型式：（1）整体式滑动轴承（又叫轴套）（2）剖分式滑动轴承（又叫轴瓦）î径向滑动轴承的典型结构1

一、径向滑动轴承

(又称向心滑动轴承)按结构可分为１．整体式

优点：

轴承座因磨损而造成的间隙无法调整；只能从沿轴向装入或拆出。

结构简单，成本低廉。缺点：整体轴套螺纹孔(油杯孔)整体轴套组成：轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、轴承盖螺栓；

剖分式向心滑动轴承螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦2.剖分式向心滑动轴承

特点：1）剖分面做成阶梯面（定位）；2）剖分面必须垂直于将来的载荷；

3）轴承盖压紧轴瓦，保证轴瓦不在轴承座中转动；4）油孔的位置应开在非承载面。5)结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。榫口作用：用来承受轴向载荷

二、推力（止推）滑动轴承组成：推力滑动轴承由3部分组成，即推力轴颈、推力轴瓦和轴承座。在混合摩擦滑动轴承中有时轴瓦和轴承座制成一体。止推滑动轴承结构如图所示，可分为三种形式：

（a）实心止推滑动轴承，轴颈端面的中部压强比边缘的大，润滑油不易进人，润滑条件差。

（b）空心止推滑动轴承，轴颈端面的中空部分能存油，压强也比较均匀，承载能力不大。

（c）多环止推滑动轴承，压强较均匀，能承受较大载荷。但各环承载不等，环数不能太多。液体静压轴承液体摩擦滑动轴承液体动压轴承在滑动表面间输入一定压力的润滑油，靠润滑油的压力使两表面分开，并形成油膜。1.3.2

按工作时的摩擦状态分液体摩擦轴承—两摩擦表面处于液体摩擦状态，轴承的阻力为润滑油的内摩擦力。利用轴颈旋转时的泵油作用把油带入摩擦面间，建立油膜把摩擦面分开。非液体摩擦轴承—两摩擦表面处于边界摩擦状态和混合摩擦状态下的滑动轴承。

1.3.3

按所使用的润滑剂的种类分液体润滑轴承气体润滑轴承半固体润滑轴承—以润滑油、水、液态金属等液体作润滑剂的轴承。—以气体如空气、氢、氩、氦等作润滑剂的轴承。—润滑脂等作润滑剂的轴承。固体润滑轴承—以固体，如二硫化钼、石墨、酞青染料、聚四氟乙烯等作润滑利的轴承。1.3.4按是否调心分为：调心滑动轴承非调心滑动轴承节流器节流器D~1.4

静压轴承与空气轴承简介一、静压轴承工作原理：依靠供油装置，将高压油压入轴承间隙中，强制形成油膜。特点：静压轴承载任何工况下都能胜任工作。d0d0常用节流器关键器件：节流器节流器作用：根据外载荷的变化自动调节各油腔内的压力。油台起密封作用二、空气轴承空气也是一种流体润滑剂，其粘度只有L-AN7润滑油的1/4000，摩擦力小到可忽略不计，因此可用于数十万转的超高速轴承。空气轴承的工作原理与液体润滑轴承本质上是一样。分静压和动压两种。气膜厚度----20μm制造精度↑

严格过滤优点：1)不随温度变化，可用于高温或低温；2)没有油污染的危险；3)回转精度高，运行噪音低。缺点：承载能力不大，密封困难。厂内应用的地方有静电喷涂喷枪处，其转速达到5万转以上。1.5轴承的结构及材料1.5.1轴瓦的定位

为防止轴瓦做轴向和周向移动，常将轴瓦两端做出凸缘作轴向定位，也可用紧定螺钉或销钉将其固定在轴承座上。

1.5.2

油孔和油沟：径向滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形。若载荷方向向下，则下轴瓦为承载区，上轴瓦为非承载区。润滑油应由非承载区引入，所以在顶部开进油孔。在轴瓦内表面，以进油口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟，以利于润滑油均布在整个轴颈上。

通常油沟的轴向长度约为轴瓦宽度的80%,

如图所示,以便在轴瓦两端留出封油部分,防止润滑油的流失。轴瓦的油沟一般应开设在非压力区或剖分面上。滑动轴承壳体和轴瓦的结构尺寸,可参看有关手册、图册中的经验数据和公式，并结合设计要求确定。油沟的形式1.5.3.轴承衬

为节约贵重的减摩材料和便于修理,常制成双金属轴瓦,即以钢、铸铁或青铜轴承衬金属轴瓦一般是铸造的，在瓦背上浇铸轴承衬时,为了使轴承衬贴附牢固,应在瓦背上预制燕尾形或螺纹形沟槽。做瓦背,再在瓦背上浇铸一薄层减摩材料(轴承衬)以提高轴瓦的工作性能。厚度从零点几个毫米到6毫米。薄壁轴瓦轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。进油孔油沟F厚壁轴瓦整体轴套卷制轴套轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。当载荷垂直向下或略有偏斜时，轴承剖分面常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，则轴承的剖分面也斜着布置（通常倾斜45），使剖分平面垂直于或接近垂直于载荷方向。大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。45˚材料要求：轴瓦及轴承衬材料1）摩擦系数小；2）导热性好，热膨胀系数小；3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；4）有足够的机械强度和塑性。轴承衬一、轴承合金（白合金、巴氏合金）1）锡锑轴承合金优点：

f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、重载的轴承。2）青铜缺点：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。工作温度：t<120℃

由于巴式合金熔点低优点：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250℃。缺点：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铸铁轴瓦上。铝青铜铅青铜锡青铜→中速重载→中速中载→低速重载3）具有特殊性能的轴承材料含油轴承：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。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、钻机等有泥沙的场合。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。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。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。一、动压润滑的形成和原理和条件

1.6

动压润滑的基本原理FFFF先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时，液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量相等，板A不会下沉。但若板A有载荷时，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。两平形板之间不能形成压力油膜！

v

vvh1aah2cc如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷，当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，中间必有一个位置呈三角形分布。动压油膜----因运动而产生的压力油膜。vvvh0bbFF形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙；2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。∑Fy=F∑Fx≠0∑Fy=F∑Fx=0向心轴承动压油膜的形成过程：静止→爬升→将轴起抬转速继续升高→质心左移→稳定运转达到工作转速e----偏心距e

1.7滑动轴承常见失效形式磨粒磨损——进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动，对轴承表面起研磨作用。刮伤——进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。胶合——当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。疲劳剥落——在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。腐蚀——润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。潘存云教授研制微动磨损——发生在名义上相对静止，实际上存在循环的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。其它失效形式:气蚀——气流冲蚀零件表面引起的机械磨损；流体侵蚀——流体冲蚀零件表面引起的机械磨损；电侵蚀——电化学或电离作用引起的机械磨损；

轴瓦失效实例:潘存云教授研制疲劳点蚀

潘存云教授研制表面划伤

潘存云教授研制轴瓦磨损三、1.8轴承的磨损磨损

：运动副之间的摩擦导致零件表面的逐渐丧失或迁移。零件磨损的三个阶段：摩擦表面轮廓尖峰的形状变化和材料表面被加工硬化的过程。形成便于零件运动的最佳的粗糙度。零件平稳缓慢磨损的阶段，该阶段的长短决定着零件的寿命。１.磨合阶段２.稳定磨损阶段３.剧烈磨损阶段零件在短时间内磨损破坏。零件的设计要求：缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损期。四、润滑剂及其选择常用润滑剂：润滑油—液体，用途最广泛；润滑脂—半固