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　　滑动轴承 概述 径向滑动轴承的主要结构型式 轴瓦的材料和结构 滑动轴承润滑剂的选择 不完全液体润滑滑动轴承设计计算 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算 其它型式滑动轴承简介 §1 概述 一、轴承的功用和分类 1．功用：用于支承轴，并且实现轴的旋转运动（承受载荷和相对运动） 2 ．根据摩擦性质分为：滑动摩擦轴承（滑动轴承）和滚动摩擦轴承 （滚动轴承）。 二、滑动轴承的分类 1．根据承受载荷分 径向轴承：承受径向载荷，例如直齿轮轴承（F ）； r 止推轴承：承受轴向载荷，例如斜齿轮轴承（F ）。 a 2 ．根据滑动表面的润滑状态 ①液体润滑轴承： ②非液体润滑轴承（边界润滑或混合润滑状态）： ③无润滑轴承： 3．根据液体润滑承载机理 液体动润滑轴承（液体动压轴承）： 液体静压润滑轴承： 本章主要讨论液体动压润滑轴承，工程中一般设计成①或②。 三、滑动轴承的特点和应用 1．优点： ①轴颈与轴瓦靠面接触，可用于承受载荷特殊的情况（重载、 振动载荷、冲击载荷等）：内燃机、汽轮机等； ②用于支承刚度要求高的情况：机床； ③用于旋转运动精度高的场合：仪表； ④用于转速特别高的场合：电机； ⑤用于径向尺寸受到限制的场合：（曲轴的轴承） 2 ．缺点： ①液体动压轴承，设计复杂，结构较繁，在起动和止动时 存在非液体摩擦； ②非液体润滑轴承，磨损严重，易出现胶合； ③轴向尺寸较大。 四、设计内容 1）轴承的型式和结构； 2）轴瓦的结构和材料选择； 3）轴承的结构参数； 4）润滑剂的选择和供应； 5）轴承的工作能力及热平衡计算。 §2 径向滑动轴承的主要结构型式 （1）整体式径向滑动轴承 组成 优点 缺点 用途 1. 径向滑动轴承 1) 整体式滑动轴承 图13 - 1所示为典型的整体式滑动轴承, 由轴承座和轴瓦组成。整体式滑动轴承结构 简单、成本低、但无法调节轴颈和轴承孔间 的间隙, 当轴承磨损到一定程度时必须更换。 装拆这种轴承时轴或轴承必须作轴向移动, 很 不方便, 故多用于轻载、低速、间歇工作的简 单机械中, 其结构已标准化。 轴承模型 （2）剖分式径向滑动轴承 组成、特点与用途 2) 剖分式滑动轴承 13 - 2所示为典型的剖分式滑动轴 承, 由轴承座、轴承盖、对开轴瓦、螺栓 等组成。轴瓦和轴承座均为剖分式结构, 在 轴承盖与轴承座的剖分面上制有阶梯形定 位口, 便于安装时定心。轴瓦直接支承轴 颈, 因而轴承 适度压紧轴瓦, 以使轴瓦 不能在轴承孔中转动。轴承盖顶端制有螺 纹孔, 以便安装油杯或油管。 模型 （3）自动 式径向滑动轴承 组成 特点 用途 （4）间隙可调式径向滑动轴承 组成 特点 用途 §3 轴瓦材料和结构 3.1 轴瓦的材料 滑动轴承的失效形式 磨料磨损 胶合：重载、油膜破裂或润滑不良，产生粘附和迁移； 点蚀（疲劳剥落） 腐蚀 咬粘（胶合） 磨 粒 磨 损 疲劳剥落 腐蚀 气蚀、流体侵蚀、电侵蚀和微动磨损 对轴承材料的要求 ①良好的减摩性（摩擦系数低）、耐磨性（抗磨损）和抗咬粘性（耐热性 和抗粘附）； ②良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性； ③足够的强度和抗腐蚀能力； ④良好的导热性、工艺性、经济性等。 常用轴承材料 （1）轴承合金 （巴氏合金，以锡或铅为基体） 满足①②④要求，价格贵，多用于重载、中高速； （2）铜合金 广泛应用，满足①③④要求，对用于高、中速，中等、重载； （3）铝合金 满足③④要求，要求轴颈淬火； （4）灰铸铁及耐磨铸铁 用于轻载、低速，不受冲击载荷的场合； （5）粉末冶金 （6）非金属材料 ：塑料、石墨等。 ⚫顺应性：材料通过表层的弹、塑性变形来 补偿轴承滑动表面接触不良的能力。 ⚫嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减 轻轴承滑动的刮伤和磨粒磨损的性能。 ⚫磨合性：轴瓦与轴颈表面应易于磨合，从 而改善摩擦面的接触状况。 3.2 轴瓦的结构 一、轴瓦的型式和构造 整体式： 滑动轴承的轴瓦结构 一、轴瓦的形式和结构 滑动轴承的轴瓦结构1 整体式 需从轴端安装和拆卸，可修复性差。 按构造 分 类 对开式 可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。 薄壁 节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高 。 按尺寸 分 类 厚壁 具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。 单材料 强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。 按材料 分 类 轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。（为了改 多材料 善轴瓦表面的摩擦性质，常在其表面上浇注一层或两 层减摩擦材料，通常称为轴承衬） 铸造 铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。 按加工 分 类 轧制 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。 滑动轴承的轴瓦结构 滑动轴承的轴瓦结构2 单材料、整体式 多材料、对开式厚壁铸造轴瓦 多材料、整体式、薄壁轧制轴瓦 厚壁铸造轴瓦 多材料、对开式薄壁轧制轴瓦 虚拟现实中的轴瓦 ① ② ③ ④ 为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其表面上浇注一层或两层减摩擦材料，通常称为轴承衬 剖分式轴瓦 ：厚壁轴瓦和薄壁轴瓦 滑动轴承的轴瓦结构 二、轴瓦的定位 滑动轴承的轴瓦结构3 ◆ 目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和 的相对移动。 ◆ 方法：对于轴向定位有：轴瓦一端或两端做凸缘 定位唇（凸耳） 凸缘 定位唇 对于 定位有： 紧定螺钉 销 钉 （也可做轴向定位） （也可做轴向定位） 轴 瓦 圆柱销 紧定螺钉 轴承座 三、油孔及油槽 目的及原则 ①对液体动压径向轴承 轴向油槽 （适用于轴颈单向旋转、载荷变化不大的场合，通常油槽宽度比 轴承稍短，防止润滑油从端部大量流失）： 整体式径向轴承 ：单轴向油槽，开在最大油膜厚度位置，以保证润滑 油从压力最小的地方输入轴承； 剖分式径向轴承 ：双轴向油槽，开在轴承剖分面上。 0 油槽 ：适用载荷方向变动范围超过180 的场合，开在轴 承宽度中部。 ②非液体润滑径向轴承：油孔可开在承载区； ③油槽的宽度 ≤轴承宽度的80%，油槽尺寸可查手册。 §4 滑动轴承润滑剂的选择 4.1 滑动轴承润滑剂的选择 4.2 润滑方式与供油装置 润滑方式的选择 润滑装置 常用的润滑剂一般为润滑油、润滑脂, 在特殊工况 下, 还可采用固体润滑剂及水和空气等。 1. 润滑油 润滑油是最常用的润滑剂, 有动、植物油, 矿 物油和合成油, 其中以矿物油应用最广。粘度是润 滑油最主要的性能指标。粘度是润滑油抵抗变形的 能力, 表征液体流动的内摩擦性能, 粘度大的液体内 摩擦阻力大, 承载后油不易被挤出, 有利于油膜形成。 通常粘度随温度升高而减低。 除粘度之外, 润滑油的性能指标还有凝点、闪点等。选 用润滑油时, 通常以粘度为主要指标, 具体选用见表15 – 2 （略）。 2. 润滑脂 润滑脂是由润滑油添加各种稠化剂(如钙、 钠、铝、锂等金属皂)和稳定剂而成的膏状润滑剂。 其特点是稠度大不易流失, 密封简单, 不需经常添 加, 但摩擦损耗大, 故高速不宜用。按所用金属皂 的不同, 润滑脂主要有: (1) 钙基润滑脂: 有较好的耐水性, 但不耐 热(使用温度不超过60℃)； (2) 钠基润滑脂: 耐热性较好(使用温度可 达115~145℃), 但抗水性差； (3) 铝基润滑脂: 具有良好的抗水性； (4) 锂基润滑脂: 性能良好, 既耐水又耐热, 在-20~150℃范围内广泛应用。 表13 - 3列出了常用润滑脂的主要性能和 用途, 供选择时参考。 表13 - 3 常用润滑脂的主要性能和用途 13.3.2 润滑方式 在选定润滑剂之后, 还要选用恰当的润 滑方式。滑动轴承的润滑方式可按下式求得 的k值选取： k = p3 式中, p 为轴颈的平均压强, 单位为MPa ；v为轴 颈的平均 圆周速度, 单位为m/s 。 当k≤2时, 若采用润滑脂润滑, 则用旋盖式油杯手工加 油, ；若采用润滑油润滑, 则用压注油杯或旋套式注油 油杯进行定期加油。当k ＞2~16时, 用针阀式注油油杯 或如图13 - 13 所示的油芯式油杯进行滴油润滑。当k ＞ 16~32时, 用油环带油方式, 或采用飞溅、压力循环等连 续供油方式进行润滑。当k ＞32时, 则必须采用压力循 环的供油方式进行润滑。 黄油杯 压注油杯 采用润滑脂进行润