微课件－轴承的设计特点及选材课件讲解

微课件－轴承设计特点及选材轮机工程学院陈培红主讲●滑动轴承的结构特点●滑动轴承常用材料●滚动轴承的结构特点与润滑方式216轴承设计特点及选材16轴承设计特点及材料选用材料力学的基本概念N01分类滑动轴承流体静压润滑流体动压润滑油向心滑动轴承整体式剖分式推力滑动轴承滚动轴承高速、高精度、重载和结构上要求剖分结构等场合，用滑动轴承。对旋转轴起支撑减摩作用。作用多采用滚动轴承，俗称弹子盘。优点：①摩擦损失小；②起动与加速性能好；③滑油消耗量很少；④润滑系统简单。缺点：①振动噪音大，不适用于高转速；②使用寿命短；③构造复杂；造价高。滑动轴承的优点①振动噪音小，适用于高转速；②使用寿命长；③构造简单；④造价便宜。缺点①损失较大；②加速性能差；③滑油消耗量大；④润滑系统较复杂。讨论－滚动轴承和滑动轴承的比较5实现流体动压润滑的条件：（1）摩擦表面应具有较高的加工精度和表面粗糙度等级；（2）摩擦表面间具有一定的合适配合间隙；（3）保证连续而又充分地供给一定温度下黏度合适的润滑油；（4）相对运动的零件必须具有足够高的相对滑动速度；（5）外负荷必须小于楔形油膜所能承受的负荷极限值16轴承设计特点及材料选用整体式（衬套、轴套）——安装不便，不好调整间隙

—连杆衬套、摇臂衬套

厚壁轴瓦—中低速船机主轴承、连杆轴承、十字头轴承两半式薄壁轴瓦——中高速单层轴瓦双层轴瓦＝钢瓦壳+耐磨合金瓦衬三层轴瓦＝钢瓦壳+耐磨合金瓦衬+表面镀层（软金属）四层轴瓦＝钢瓦壳+高疲劳强度轴瓦合金+

耐磨合金瓦衬+表面镀层（软金属）滑动轴承的分类薄壁轴瓦特点：疲劳强度高、重量轻；刚度小，加工要求高，但大批生产，成本低。互换性好、不用修刮。

应用：中高速柴油机和低速机十字头轴承。厚壁轴瓦特点：刚性大；轴承间隙可调节；可修理。疲劳强度低，互换性差。应用：中低速柴油机或辅机中。改用薄壁轴瓦。滑动轴承的分类一、滑动轴承的结构特点对开式径向滑动轴承1—轴承座；2—轴承盖；3—双头螺柱；4—螺纹孔；5—油孔；6—油槽；7—剖分式轴瓦机械性能：足够的强度、塑韧性和抗疲劳强度。一定硬度。表面性能：减摩性，较高的耐磨性，良好的嵌藏性、顺应性、抗咬合性和亲油性。理化性能：良好的耐蚀性、耐热性、导热性和较小的线膨胀系数——防止轴与轴瓦之间咬合。工艺性能：铸造性和切削加工性好。1.性能要求为满足上述性能要求，轴承合金的组织：软的基体+硬的质点

表面性能较好，承载能力较差硬的基体+软的质点表面性能较差，承载能力较好润滑油空间硬质点软基体轴瓦轴润滑油空间轴软质点硬基体轴瓦２.组织结构分为锡基和铅基轴承合金,又称巴氏合金。二、滑动轴承常用材料1.巴氏合金牌号：

Z+基本元素符号+主加元素符号及其平均百分含量+辅加元素符号及其平均百分含量。典型牌号：ZSnSb11Cu6

ZChPbSb16Sn16Cu2牌号：ZChSnSb11-6Z—铸造，Ch—轴承合金，Sn—基本元素Sb11—主加元素及含量，6—辅加元素Cu的含量组成：软基体+硬质点黑色的软基体为锑溶于锡中形成的α固溶体(重),硬质点是呈白色方块的SnSb(轻)化合物和在高温下先结晶出高熔点的η相Cu6Sn5或Cu3Sn的化合物,它形成了一个格架,有效减少了α和β的比重偏析.分为锡基和铅基轴承合金,又称巴氏合金。（1）锡基轴承合金二、滑动轴承常用材料1.巴氏合金性能：表面性能好（减摩性f小、亲油性、抗咬合性、嵌藏性和跑合性），疲劳强度低，耐热性差（<110℃）。有偏析倾向。

由于Sn的熔点比较低，工作温度升高时，锡基巴低合金的强硬度显著降低，承载能力下降。应用：大型低速柴油机的主轴承、曲柄销轴承、中间轴承和闭式润滑的尾轴承。（1）锡基轴承合金二、滑动轴承常用材料定义：以铅为基本元素加入少量锑、锡、铜而形成的合金，也是软基体硬质点型轴承合金。牌号：ZChPbSb16-16-2Z—铸造，Ch—轴承合金，Pb—基本元素Sb16—主加元素及含量，16-Sn，2—辅加元素Cu的含量16-Sn的作用是生成方块状SnSb硬质点和溶入Pb中使其强化，2—辅加元素Cu的含量能生成Cu6Sb硬质点增加耐摩性和减轻合金的比重偏析典型牌号：ZChPbSb16Sn16Cu2（2）铅基轴承合金二、滑动轴承常用材料ZPbSb16Sn16Cu2合金的显微组织组织：软基体硬质点黑色[(+)共晶软基体+方块状SnSb硬质点+硬骨架针状Cu6Sn5（2）铅基轴承合金二、滑动轴承常用材料α固溶体(软)锑溶于铅中形成，软；β是铅溶于SnSb(硬)的固溶体，硬脆，比重小，易上浮。硬结晶骨架阻碍比重偏析。性能：铅基轴承合金的强度、硬度、耐蚀性和导热性，铸造性都不如锡基轴承合金，有偏析倾向。但其成本低，工作温度＜120℃。应用：常用于中速、中等载荷条件下工作的设备，如船用起货机、起锚机、船舶轴系的轴承等。艉轴承（2）铅基轴承合金二、滑动轴承常用材料2.铜基轴承合金成分组织与牌号：ZQPb30铅和铜组成的二元合金，属硬的铜基体上嵌藏着软的铅质点.性能——与巴氏合金相比：有较高的疲劳强度和承载能力，导热性好，工作温度＜250℃，摩擦系数较低耐磨性较高；耐蚀性、顺应性、嵌藏性和抗咬合性较差。工艺性较差。应用于：用于制造承受高速、高载荷和冲击负荷的重要轴承。如高速大功率主轴承。（1）铅青铜铅锡青铜ZQSn10-1－软基本+硬质点性能：优良的耐磨性、耐蚀性、切削加工性，较高强度和疲劳强度和耐热性应用：高速、高载柴油机轴承及衬套。锌铅锡青铜ZCuSn6Pb6Zn3、ZCuSn5Pb5Zn5：性能：良好的耐磨性、耐蚀性、铸造性、切削加工性，较高的强度和疲劳强度。

＞280℃应用：中高载荷、中速柴油机的轴承。2.铜基轴承合金（2）锡青铜炮铜现代海军炮铜－－制炮含铜88％、锡10％和锌2％，用于制造重负荷、低速的齿轮和轴承。锌：能够缩小结晶温度范围，改善铸造性；(1)主要用于制作弹性元件和耐磨零件。(2)特性：具有良好的弹性、耐磨性和抗磁性，可在冷态和热态下压力加工，易于焊接和钎焊，切削性较好，在大气和淡水、海水中抗蚀性良好用于各种弹性元件以及管配件、化工器械、耐磨零件和抗磁零件等。３.铝基轴承合金低锡铝合金(Sn<10%)承载力强，疲劳强度高，耐磨性、耐蚀性好；表面性能不好。中高速重载轴承。＜170℃铝锑镁轴承合金：软基本+硬质点，疲劳强度高，良好的耐磨性、耐蚀性；承载力不强。高锡铝基轴承合金＝铜铝固溶硬基体+软锡质点20高锡铝合金：承载力强，疲劳强度高，耐磨性、耐蚀性、耐热性良好，切削加工性好、成本低。高负荷中高速柴油机的主轴承。40高锡铝合金：综合性能比20高锡铝合金好；（表面性能）由于含锡量的增加疲劳强度下降。代替巴氏合金用于船用大型低速柴油机的主轴承。４.铝石墨轴承合金铝石墨轴承合金是一种新型的轴承合金，能在干摩擦和较高的温度下保持良好的耐磨性，常作为柴油机等机械的滑动轴承材料航空发动机常用的银基轴承合金，机床、压力机、起重机和轧机等常用的锌基轴承合金以及一般轻载低速的车床、刨床和铣床等设备上常用的铁基轴承合金。22三、滚动轴承的结构特点与润滑方式向心轴承主要承受径向载荷，承受较小的轴向载荷推力轴承主要承受轴向载荷向心推力不仅能承受径向载荷，还可以承受较大的轴向载荷23三、滚动轴承的结构特点与润滑方式１.滚动轴承结构特点外圈、内圈、滚动体－－低碳钢、铜合金或工程塑料保持架－Q２３５外圈采用基轴制配合，内圈采用基孔制配合。外圈配合处较紧，内圈与轴为较松配合。拆装的时候不能用锤子直接敲击外圈或内圈，一般直径在100mm以内的滚动轴承，使用安装工具（如拉马、套管）冷装；直径大于100mm的，采用加热法或注油