滑动轴承课件

(1)概述；(2)径向滑动轴承的主要结构型式；(3)滑动轴承的失效形式及常用材料；(4)轴瓦结构；(5)滑动轴承润滑剂的选用；(6)不完全液体润滑的轴承设计计算；(7)液体动力润滑径向滑动轴承设计计算；主要内容基本要求重点和难点（1）了解滑动轴承的类型和用途；（2）了解滑动轴承的结构、轴承材料的选择及轴瓦的结构特点；（3）不完全液体润滑的轴承设计计算；（4）了解液体动压轴承的承载机理和液体动压滑动轴承基本方程。重点：液体动压润滑滑动轴承的工作原理，向心轴承的设计计算；难点：液体动压润滑的形成原理。

由于结构与制造的原因，一般说来：滚动轴承摩阻小、起动灵敏；标准化程度高，质优价廉；便于使用与维护；故广泛应用于一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。①载荷特重；②承受巨大冲击载荷和振动载荷；③回转精度要求特高；④转速特大；⑤尺寸很大或很小；⑥结构上要求轴承剖分时；⑦特殊工作条件下（如水、腐蚀介质中）。滑动轴承更有优势。滑动轴承已标准化第一节概述但是，在下列情况：一、滑动轴承的特点及其应用场合按承载分按摩擦状态分径向滑动轴承，承受径向载荷止推滑动轴承，承受轴向载荷液体润滑轴承不完全液体润滑轴承动压轴承静压轴承二、类型

相对运动的表面就有磨损，要改善磨损，用润滑油。按表面的润滑情况将摩擦分为：摩擦面间不加润滑剂，一般金属f

0.15。轴承中不允许存在这种状态。摩擦表面间有一层油膜，f=0.05～0.3。是轴承的最低要求。干摩擦：边界摩擦：三、几种摩擦状态摩擦特性曲线：

一般向心滑动轴承适用。ηn/p称为轴承特性系数。它影响摩擦状态的原因…。摩擦面被油层分开。

混合摩擦：液体摩擦：静压f=0.005～0.001动压f=0.001～0.01第二节径向滑动轴承的的主要结构整体式结构简单安装困难间隙不可调一、整体式径向滑动轴承整体式轴瓦轴承衬轴承衬剖分式：结构较繁，间隙可调，广泛采用

结构上可作成水平剖分、倾斜剖分（受力方向与抛分面基本垂直，偏差15内）、可调心的以适合不同的用途。二、剖分式径向滑动轴承

剖分式轴瓦第三节滑动轴承的失效形式及常用材料一、滑动轴承的失效形式1.磨粒磨损:硬颗粒进入轴承间隙或嵌入轴承表面…2.刮伤：轴承间隙中的硬颗粒和表面粗糙度的轮廓顶峰…4.疲劳剥落（疲劳磨损）：3.胶合（粘着磨损）：5.腐蚀（化学磨损）：

润滑剂在使用中不断氧化，生成酸性物质…；氧对巴氏合金的腐蚀，SnO2、SnO；硫对含银或铜轴承材料的腐蚀、润滑油中的水分…。失

效

形

式

图

例磨损及胶合点蚀及金属剥落基本要求耐磨性

磨损少减摩性摩擦系数小其他要求：抗胶合性耐腐蚀性强度顺应性、嵌入性、跑合性导热性工艺性经济性轴承合金(巴氏合金)锡基铅基锑、铜金属硬粒锡基体或铅基体综合性能好机械强度较低价昂轴承合金浇铸在钢或铸铁的轴瓦基体上轴瓦和轴承衬材料统称为轴承材料。二、轴瓦及轴承衬承材料1.对轴承材料的要求2.常用材料轻载、低速的轴瓦材料锡青铜中速、中载或重载铝青铜低速重载铅青铜高速重载铁或铜粉末混入石墨压制烧结而成多孔性存油，用于载荷平稳、低速和加油不便场合。石墨、塑料、橡胶、尼龙等摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变形大铸铁铜合金粉末冶金非金属材料

强度高，承载能力大，耐磨性和导热性优于轴承合金。但其可塑性差，不易跑合，与之相配的轴径须淬硬。常用轴瓦及轴承材料的性能见P280表12-2双金属轴瓦，三金属轴瓦，厚瓦，薄瓦。第四节轴瓦结构一、轴瓦的形式和构造：整体式、剖分式二、轴瓦的结构要素

定位唇：防止轴瓦在轴承中移动

壁厚油孔油槽壁厚定位唇油室

油孔和油槽：将油引入轴承

油室：存油第五节滑动轴承润滑剂的选用减小摩擦，降低磨损，冷却，防锈，防尘和吸振。

润滑脂是润滑油与金属皂的混合物，呈半固体形态。其稠度大，不易流失，无冷却效果，物化稳定性差，摩阻大，有缓冲、吸振作用、承载能力大，故只适合低速（）重载、难以经常供油的场合。一、润滑脂的选择润滑剂分类：流体（液体为主）、脂、固体。润滑油为常用。润滑目的：润滑脂的主要指标是针入度和滴点。润滑脂有钙基、钠基和锂基之分，一般说来：钙基抗水性好、耐热性差、价廉钠基抗水性差、耐热性好、防腐性较好锂基抗水性和耐热性好铝基抗水性好、有防锈作用、耐热性差1.压力高、速度低时，选针入度小一些的；反之…。2.轴承的工作温度应低于滴点温度地20

30℃。3.钙基耐水不耐温，工作温度低于60℃，钠基耐温不耐水，工作温度低于115

145℃，锂基最好，但价格稍贵。工作温度低在-20

150℃。选择原则

润滑油的物理和化学指标主要有：粘度、粘度指数、油性、凝点、闪点、酸值和残碳量等。对于大多数滑动轴承来讲，粘度是最主要的指标，也是选择轴承用油的主要依据；对混合摩擦状态的滑动轴承来讲，则油性也是很重要的指标。二、润滑油的选择1）外载大—

难形成油膜—

选粘度高的油2）速度高—

摩擦大—

选粘度低的油3）温度高—

油变稀—

选粘度高的油4）比压大—

油易挤出—

选粘度高的油润滑油选择原则石墨、MoS2

、聚四氟乙烯树脂等。

f小，用于特殊场合，如高温介质中、或低速重载条件下。1.水：主要用于橡胶轴承、酚醛胶布轴承的润滑。2.液态金属：汞、液态钠、锂、钾等。主要用于宇宙飞行器中的某些轴承。3.气体：只能用于特别高速轻载之处。三、固体润滑剂四、其它润滑剂第六节不完全液体摩擦滑动轴承设计计算1.限制平均压强：

是避免压强过大使边界膜破裂从而导致金属直接接触产生的剧烈磨损。对于转速很低或间歇转动的轴，只需进行这项计算。轴颈直径，mm轴承所承受的径向载荷，N轴瓦材料的许用压力，见P280表12-2目的一、径向滑动轴承轴承宽度，mm,由B/d定

考虑到功热当量，值与轴承单位面积的摩擦功耗（）成正比，因此限制值也就是限制轴承的温升，从而避免温度过高使润滑失效。对于连续运转轴承，通常都应进行这项计算。2.限制值：轴颈的圆周速度，m/s轴承材料的许用值，见P280表12-2轴颈的转速，r/min3.限制速度：

当过大，即使和值都在允许的范围内，轴承也可能很快磨损，故还必须限制滑动速度。见P280表12-2滑动轴承常用配合

止推滑动轴承止推面多采用环形止推面（很少用实心的），采用多环轴颈可承受较大的载荷，同时能承受双向载荷。但这种轴承必须作成沿轴线剖分的。21d1d2dd2d1d二、止推滑动轴承计算内容为：1.限制平均压强：环的数目轴环直径，mm轴孔直径，mm限制平均压强P是为了防止轴承发生过度的磨料磨损2.限制值：轴承材料的许用值，见P287表12-5d2d1d限制pv是为了防止轴承温度过高而发生胶合第七节液体动压润滑径向滑动轴承设计计算

润滑油把两个相对运动表面完全分隔开时的摩擦称为液体摩擦，由于两固体表面并不接触，因此理论上不存在磨损，摩擦阻力的大小也仅仅取决于润滑油的性质（主要是粘度）。实现液体摩擦有两种方法：1）输入压力油以平衡载荷，由于可在轴承未工作时就将两表面分开，故称为静压轴承。2）在一定条件下，利用轴颈转动起来后的泵油作用把油带入摩擦表面，形成压力油膜将两摩擦表面分开。这种滑动轴承称为液体动压轴承。

静压轴承本身价廉，但附属液压系统昂贵，故应用受限；液体动压应用要广泛的多，但应注意，由于存在起动和停车，所以液体动压轴承还是存在固体间的摩擦和磨损。轴颈和轴瓦同心时两平行板的摩擦状况轴颈和轴瓦偏心时两倾斜板的摩擦状况层与层间靠内摩擦阻力(粘性)带动前进油层间压力无变化，平行板间润滑油不产生压力沿方向按线性变化润滑油不可压缩“拥挤”形成压力一、压力油膜形成的原理abcdy静止板B0移动板Ah二、液体动压润滑的基本方程：假设：1）粘度与压力和Y值无关。2）润滑油沿Z向无流动。4）润滑油是牛顿流体。5）润滑油无质量。6）润滑油不可压缩。

取截面x处的一个单元体分析，存在如下静力平衡条件：3）润滑油油性良好，与固体表面吸附牢固。y0静止板B移动板Ahb化简后得：考虑到假设有：于是：表示压力沿X方向的变化与速度沿Y轴方向的变化关系带入边界条件：解得：即：1.油层的速度分布积分：2.润滑油的流量假设：无侧漏，z方向尺寸无限大，则通过间隙高度为的任意截面上单位宽度(z方向)的流量为：流体是连续的一维雷诺方程当

时，p有极大值，此时，该截面的流量为：静止板移动板对平行板平行板间油膜压力沿x方向无变化，等于入口处压力()对倾斜板入口处速度图形为凹形出口处速度图形为凸形1）油膜压力沿x方向变化规律在处油膜厚度为u沿y方向线性分布油膜压力达y0静止板B移动板A1）两工作表面必须形成收敛的楔形间隙；若则2）两工作表面必须有一定的相对运动，且v方向是从大口到小口；无粘度各油层无速度两板间油无流动不能形成油膜压力3）间隙中必须连续充满具有一定粘度的润滑油。2）形成流体动力润滑的必要条件(1)停车(2)启动金属直接接触摩擦力使轴颈左移油膜压力将轴颈托起，其合力将轴颈右推(3)随着油膜压力将轴颈完全托起其合力与外载平衡(4)为工作转速油膜压力偏心距e三、径向滑动轴承动压油膜形成过程1.转换为极坐标系取连线为极坐标轴偏心距直径间隙相对间隙偏心率半径间隙四、径向滑动轴承的几何关系和承载量系数任意处(A点)的油膜厚度：最小油膜厚度最大油膜压力处的厚度2.承载能力的推导过程代入雷诺方程承载区任意点A的油膜压力沿y