径向滑动轴承
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第十三章 滑动轴承
2、磨料磨损
定义及机理：
从外部进入摩擦面间的游离硬颗粒或金属表 面较硬的微峰在较软材料的表面上犁刨出很 多沟纹，使金属表面材料脱落，脱落下来的 部分金属粉末又成为新的游离颗粒，这样的 微切削过程就叫磨料磨损。
影响磨损的因素：
材料的硬度和磨粒的尺寸与硬度。
（一般情况下，材料的硬度越高，耐磨性越好；金属 的磨损量随磨粒平均尺寸的增加而增大，随磨粒硬 度的增高而加大。）
4、腐蚀磨损
摩擦副受到空气中的酸或润滑油、燃油 中残存的少量无机酸（如硫酸）及水份 的化学作用或电化学作用，在相对运动 中造成表面材料的损失叫做腐蚀磨损。
三、润滑剂
润滑剂的作用：
在相对运动的表面间加入润滑剂，可以 降低摩擦，减少磨损，提高效率，延长 机体寿命，同时还有冷却、防腐、密封 等作用。
粘温特性与粘压特性
影响润滑油粘度的主要因素是温度 和压力，其中温度的影响最显著；
一般温度越高，粘度越小；压力增 大，粘度增大(5000kPa)。
2 油性：
润滑油在金属表面上的吸附能力。油 性好的润滑油，其油膜吸附力大且不 易破。 3 极压性能： 润滑油中的活性分子与摩擦表面形成 抗磨损和耐高压的化学反应膜称为极 压性能。
根据摩擦表面间存在润滑剂的情况，摩擦 又分为： 干摩擦； 边界摩擦； 液体摩擦； 混
干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属 接触时的摩擦。此时，摩擦系数最大，f>0.3，伴 随有大量的摩擦功损耗和严重的磨损，在滑动轴承 中表现为强烈的升温，甚至把轴瓦烧毁。所以在滑 动轴承中不允许出现干摩擦。
3、固体润滑剂
常用固体润滑剂：
无机化合物、有机化合物、金属以及金属 化合物等。如石磨、二硫化钼、聚四氟乙 烯、酚醛树脂等。
滑动轴承
2.限制轴承pv值
pv Fn [ pv] 20000B
3.限制滑动速度v
v dn [v]
601000
MPam / s m/s
(17.3) (17.4)
17.7 滑动轴承的条件性计算
17.7.2 推力轴承
常见的推力轴承止推面的形状见图17.12。实心端面推力轴颈 由于跑合时中心与边缘的磨损不均匀，愈近边缘部分磨损愈 快，以致中心部分压强极高。空心轴颈和环状轴颈可以克服 这一缺点。载荷很大时可以采用多环轴颈，它能承受双向的 轴向载荷。
轴承衬的厚度应随轴承直径的增大而增大，一般由十 分之几毫米到6毫米。
17.4 轴瓦结构
17.4.2 油孔、油沟和油室
油孔用来供应润滑油，油沟则用来输送和分布润滑油。 油沟的形状和位置影响轴承中油膜压力分布情况。润滑油 应该自油膜压力最小的地方输入轴承。油沟不应该开在油 膜承载区内，否则会降低油膜的承载能力（图17.7）。轴 向油沟应较轴承宽度稍短，以免油从油沟端部大量流失。 图17.8是油室的结构，它可使润滑油沿轴向均匀分布，并 起着贮油和稳定供油的作用。
17.6 润滑方法
3.油环润滑 轴颈上套有轴环（图17.10b），油环下垂浸到油池里，轴颈 回转时把油带到轴颈上去。这种装置只能用于水平而连续运 转的轴颈，供油量与轴的转速、油环的截面形状和尺寸、润 滑油粘度等有关。适用的转速范围为 60r/min~100r/min<n<1500r/min~2000r/min。速度过低，油环 不能把油带起；速度过高，环上的油会被甩掉。
工业上应用最广的润滑脂是钙基润滑脂，它在100摄氏度 附近开始稠度急剧降低，因此只能在60摄氏度以下使用。 钠基润滑脂滴点高，一般用在120摄氏度以下，比钙基脂 耐热，但怕水。锂基润滑脂有一定的抗水性和较好的稳 定性，适用于－20摄氏度～120摄氏度。
第15章滑动轴承.知识讲解
缺点： 导热性差，膨胀系数大，容易变形。
应用范围： 一般用于温度不高、载荷不大的 场合。
三、轴瓦结构 整体式
整体轴套
卷制轴套结构
剖分式 剖分式 轴瓦
剖分式
油孔 油沟
油孔 油沟
油沟形状 油沟
轴向油沟
油沟布置不当降低油膜承载能力
普通油室
轴瓦的固定
第四节 润滑剂三、限制滑动速度v
v≤[v] (m/s) (15–4) 式中 [v]––––滑动速度的许用值，
由表15–1查取。
润滑油 润滑脂
固体润滑剂
1、润滑油的选择
选择时应考虑轴承压力、滑动速 度、摩擦表面状况、润滑方法等条件。
润滑油选择的一般原则为：
1）在压力大或冲击、变载等工作条件下， 应选用粘度高一些的油；
2）滑动速度高时，容易形成油膜，为了 减少摩擦功耗，减小温升，应选用粘度低 一些的油； 3）加工粗糙或未经磨合的表面，应选用 粘度高一些的油；
下轴瓦
对开式径向滑动轴承
特点
优点： 装拆方便，可以用减少剖分面处的垫
片厚度来调整轴承间隙。
缺点： 结构复杂，制造费用较高。
应用： 应用广泛。
三、调心式径向滑动轴承
轴承盖 轴瓦
轴承座 B
调心式径向滑动轴承
四、调隙式径向滑动轴承
应用： 常用于一般用途的机床主轴上。
第三节 轴瓦的材料和结构
一、失效形式及轴瓦材料 1、轴瓦的主要失效形式: 磨损 胶合
润滑脂只能间歇供应。 滑动轴承的润滑方法可根据系数k选定
k pv3
式中 p–––平均压强(MPa)，p=F/Bd； F–––轴承所受的径向载荷 （ v–N）–； –轴颈的圆周速度（m/s）。
应用范围： 一般用于温度不高、载荷不大的 场合。
三、轴瓦结构 整体式
整体轴套
卷制轴套结构
剖分式 剖分式 轴瓦
剖分式
油孔 油沟
油孔 油沟
油沟形状 油沟
轴向油沟
油沟布置不当降低油膜承载能力
普通油室
轴瓦的固定
第四节 润滑剂三、限制滑动速度v
v≤[v] (m/s) (15–4) 式中 [v]––––滑动速度的许用值，
由表15–1查取。
润滑油 润滑脂
固体润滑剂
1、润滑油的选择
选择时应考虑轴承压力、滑动速 度、摩擦表面状况、润滑方法等条件。
润滑油选择的一般原则为：
1）在压力大或冲击、变载等工作条件下， 应选用粘度高一些的油；
2）滑动速度高时，容易形成油膜，为了 减少摩擦功耗，减小温升，应选用粘度低 一些的油； 3）加工粗糙或未经磨合的表面，应选用 粘度高一些的油；
下轴瓦
对开式径向滑动轴承
特点
优点： 装拆方便，可以用减少剖分面处的垫
片厚度来调整轴承间隙。
缺点： 结构复杂，制造费用较高。
应用： 应用广泛。
三、调心式径向滑动轴承
轴承盖 轴瓦
轴承座 B
调心式径向滑动轴承
四、调隙式径向滑动轴承
应用： 常用于一般用途的机床主轴上。
第三节 轴瓦的材料和结构
一、失效形式及轴瓦材料 1、轴瓦的主要失效形式: 磨损 胶合
润滑脂只能间歇供应。 滑动轴承的润滑方法可根据系数k选定
k pv3
式中 p–––平均压强(MPa)，p=F/Bd； F–––轴承所受的径向载荷 （ v–N）–； –轴颈的圆周速度（m/s）。
机械设计8—滑动轴承
3. 许用油膜厚度[h] ] 在其他条件不变的情况下， 在其他条件不变的情况下，外载荷 F↑，动压润滑轴承的 ↑ hmin↓ ，轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触，而不能实现 轴承、轴颈表面的微观凸峰可能直接接触， 液体润滑。 液体润滑。 显然，要想实现液体润滑，应满足如下条件： 显然，要想实现液体润滑，应满足如下条件： hmin ≥ [h]= S ( Rz1 + Rz2 ) ] 式中： 式中： S — 安全因数 ， S ≥2，一般可取 S=2 一般可取 RZ1，RZ2 —轴颈和轴承孔表面粗糙度，µm 轴颈和轴承孔表面粗糙度， 轴颈和轴承孔表面粗糙度
特点
应用
2．极大型的、极微型的、极简单的场合；如自动化办公设备等。 极大型的、极微型的、极简单的场合；如自动化办公设备等。 极大型的 3．结构上要求剖分的场合；如曲轴用轴承。 结构上要求剖分的场合； 结构上要求剖分的场合 如曲轴用轴承。 4．受冲击与振动的场合；如轧钢机。 受冲击与振动的场合；如轧钢机。 受冲击与振动的场合
ψ = δ /r → δ = ψ . r =0.001x60 = 0.06mm x χ = 1-[h]/δ = 1 -9.6x10-3/0.06 = 0.84 - ] x
查表12-7，B/d = 108/120=0.9 得到 ， / 查表 /
χ
Cp
0.80 3.067
0.85 4.459
插值计算：Cp = 4.181
§8-2 径向滑动轴承的主要类型
一、整体式 结构简单，成本低， 间隙无法 结构简单，成本低，但间隙无法 补偿，且只能从轴端装入， 补偿，且只能从轴端装入，适用 低速、轻载或间歇工作的场合。 低速、轻载或间歇工作的场合。 无法用于曲轴。 无法用于曲轴。 二、对开式（剖分式） 对开式（剖分式）
精品课件-滑动轴承
工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，量
纲为(m2/s)；
润滑油的牌号于运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为LAN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。（具体说明）
◆ 选择原则： （1）压力大、温度高、载荷冲击变动大——粘度大的润滑油
（2）滑动速度大 ——粘度较低的润滑油 （3）散热差，工作温度高——粘度较高的润滑油 （4）粗糙或未经跑合的表面——粘度较高的润滑油 2、润滑脂
(7)良好的工艺性和导热性，并应具有抗腐蚀性能。
常 金属材料
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。
用 轴
多孔质金属材料
多孔铁、多孔质青铜。
承 材
非金 属材料
酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
料
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。轴承材料性能应满足以下要求：
◆ 减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。
及轴颈直径
，用下式验算：
B-轴承宽度，mm。根据宽径比B/d确定，推荐B/d=0.5~1.5 [p]-轴瓦材料的许用压强，MPa，其值见表15-1和15-2
2.验算轴承的pv值 pv值越高，轴承温升越高，越容易引起边界油膜的破裂，
按下式验算：
式中 n---轴的转速，r/min [pv]—轴瓦材料的许用值，其值见表15-1和表15-2.
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性 和经济性。
类型 特点 应用
轴承合金
锡基轴承合金 铅基轴承合金
嵌入性和摩擦顺应性 最好 ，易于轴颈磨合， 但强度低，价格较贵。
重载、中高速场合。
类型 特点 应用
铜合金
锡青铜 铅青铜 铝青铜
第12章 滑动轴承
滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是 在以下场合，则主要使用滑动轴承：
１．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。
３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。
４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。 ６．在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。 ７．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。
一、滑动轴承的类型
根据能承受载荷的方向，分为径向滑动轴承、止推滑动 轴承、径向止推滑动轴承
根据润滑状态，滑动轴承可分为： 干磨擦滑动轴承 不完全流体膜滑动轴承。 完全流体膜滑动轴承
根据流体膜中流体形成原理： 流体动压轴承、流体静压轴承。
二、滑动轴承的特点及应用
B/2
F B/2 pydZ
6r
2
B/2 2 B / 2 1
1 f1d f2d f3dZ
Cp
3 B
B/2 B/2
2 1
1 f1d f2d f3dZ
实心式
空心式
单环式
多环式
实心式
空心式
单环式
多环式
◆ 实心式：中心与边缘的磨损不均匀，造成中心压强极高， 应用不多
◆ 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，广泛用于低速、轻载的场合。
实心式
空心式
单环式
多环式
◆ 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50%。
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工 艺性和经济性。
１．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。
３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。
４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。 ６．在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。 ７．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。
一、滑动轴承的类型
根据能承受载荷的方向，分为径向滑动轴承、止推滑动 轴承、径向止推滑动轴承
根据润滑状态，滑动轴承可分为： 干磨擦滑动轴承 不完全流体膜滑动轴承。 完全流体膜滑动轴承
根据流体膜中流体形成原理： 流体动压轴承、流体静压轴承。
二、滑动轴承的特点及应用
B/2
F B/2 pydZ
6r
2
B/2 2 B / 2 1
1 f1d f2d f3dZ
Cp
3 B
B/2 B/2
2 1
1 f1d f2d f3dZ
实心式
空心式
单环式
多环式
实心式
空心式
单环式
多环式
◆ 实心式：中心与边缘的磨损不均匀，造成中心压强极高， 应用不多
◆ 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，广泛用于低速、轻载的场合。
实心式
空心式
单环式
多环式
◆ 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50%。
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工 艺性和经济性。
滑动轴承
2、径向滑动轴承的计算
已知：轴承所受径向载荷Fr、轴颈转速n及轴颈直径。 设计内容：确定轴承结构、材料等，验算工作能力。
设计步骤
① 根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式，选择轴 承材料； ② 确定宽径比（B/d，B为轴承宽度）； B/d太小：油易从两端流失，使轴瓦过快磨损； B/d过大：散热差，温升高，易引起轴瓦边缘的局部磨损。 一般取B/d≈0.5～1.5。 根据宽径比B/d和d，可确定轴承宽度B，在确定轴承宽度时， 还应考虑到机器结构尺寸的限制。
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 图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, 因而轴承盖应适度压紧轴瓦, 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。
6.3
径向滑动轴承形成液体动力润滑的过程
a)静止
b)启动
c)稳定运转
6.4 径向滑动轴承的几何关系和承载量系数
1.几何关系 （1）建立坐标系 o为极点，oo1为极轴 Φa ： Φ1 ：h1 ： Φ2 ：h2 ： Φ0 ：h0 Φ：h
（2）基本概念 ①直径间隙：Δ=D-d ②半径间隙：δ=R-r=Δ/2 ③相对间隙：ψ=Δ/d=δ/r ④偏心距：e ⑤偏心率：χ=e/δ ⑥任意极角φ的油膜厚度h： h=δ+ecosφ=δ(1+χcosφ) ⑦最小油膜厚度： hmin=δ-e=δ(1-χ)=rψ(1-χ) ⑧压力最大处的油膜厚度h0： h0=δ(1+χcosφ0) ⑨包角α：入油口到出油口间所包轴 颈的夹角。
机械设计课件-滑动轴承
橡胶 多孔铁 (Fe 95%, Cu 2%,石墨和其 多孔质 它 3%） 金属材 料 多孔青铜
0．34 55（低速，间歇） 21（0.013m/s 4.8(0.51~0.76m/s) 2.1(0.76~1m/s) 27（低速，间歇） 14（0.013m/s 3.4(0.51~0.76m/s) 1.8(0.76~1m/s)
电侵蚀
气蚀
二、轴承材料 对 材 料 性 能 要 求 常 用 轴 承 材 料 良好的减摩性、耐磨性和咬粘性。 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。 足够的强度和抗腐蚀的能力。 良好的导热性、工艺性、经济性等。 金属材料 多孔质金属材料 非金属材料 特 点 应 用
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
150 5 15 280 15 30 12 280 280
00
300 300
3
5
1
3 5
4 5
4 5
用于中速、中等载 荷的轴承，不易受显著 5 冲击。可作为锡锑轴承 合金的代替品。 用于中速、重载及 受变载荷的轴承 。 1 用于中速、中载的 轴承。 用于高速、重载轴 2 承，能承受变载荷冲击。 2 最宜用于润滑充分 的低速重载轴承。
酚醛树脂
非金属 材料
尼龙
14
3
90
碳-石墨
4
13
400
由棉织物、石棉等填料经酚醛树脂粘结而成。 抗咬合性好，强度、抗振性也极好，能耐酸碱， 导热性差，重载时需用水或油充分润滑，易膨胀， 轴承间隙宜取大些。 摩擦系数低，耐磨性好，无噪声。金属瓦上 覆以尼龙薄层，能受中等载荷。加入石墨、二硫 化钼等填料可提高其力学性能、刚性和耐磨性。 加入耐热成分的尼龙可提高工作温度。 有自润滑性及高的导磁性和导电性，耐蚀能 力强，常用于水泵和风动设备中的轴套。 橡胶能隔振、降低噪声、减小动载、补偿误 差。导热性差，需加强冷却，温度高易老化。常 用于有水、泥浆等的工业设备中。 具有成本低、含油量多、耐磨性好、强度高 等特点，应用很广。
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书
设
计
径向滑动轴承的主要类型
一、整体式径向滑动轴承
二、剖分式径向滑动轴承
三、自动调心式
四、调隙式径向滑动轴承
教后反思
课题
径向滑动轴承的主要类型
课型
讲授
课时
1
时
间
教
师
学
习
目
标
了解并掌握径向滑动轴承的主要类型及各类型的特点
学习重点
径向滑动轴承的主要类型及各类型的特点
学习难点
教学方法
讲授，问答
教学用具
多媒体，黑板
导
语
设
计
我们上节课简单学习了滑动轴承的一些基本知识，那么滑动轴承就是一种具体的轴承吗，它还可以继续分类呢？我们如果想深入的研究它，应该如何进行？我们就通过今天的学习来回答上述问题。
特点：装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。
三、自动调心式
适于宽径比B/d>1.5轴承，可避免轴弯曲变形或轴承孔倾斜时造成轴颈与轴瓦两端边缘接触加剧磨损和发热。
特点：轴瓦外表面做成球面。
四、调隙式径向滑动轴承
外表面为圆锥面的轴套上开一个缝口，另在圆周上开三个槽（以减小刚性），使之易变形，轴瓦两端各装一个调节螺母，通过松紧调节螺母，使锥形轴套轴向移动，从而调整轴套与轴间的间隙——用于一般机床主轴。
乡宁职中高一年级机械基础教学设计
教学流程
径向滑动轴承的主要类型
一、整体式径向滑动轴承
由轴承座、整体轴套、油孔等组成
特点：1）结构简单、成本低；2）轴套磨损后，间隙无法调整；3）装拆不便（只能从轴端装拆）。适于低速、轻载或间隙工作的机器。
二、剖分式Байду номын сангаас向滑动轴承
由轴承座，轴承盖，剖分轴瓦（附轴承衬）、双头螺柱（调整垫片）等，轴瓦表面有油沟，油通过油孔、油沟而流向轴颈表面，轴瓦一般水平部分，也有倾斜部分。
书
设
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径向滑动轴承的主要类型
一、整体式径向滑动轴承
二、剖分式径向滑动轴承
三、自动调心式
四、调隙式径向滑动轴承
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径向滑动轴承的主要类型
课型
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了解并掌握径向滑动轴承的主要类型及各类型的特点
学习重点
径向滑动轴承的主要类型及各类型的特点
学习难点
教学方法
讲授，问答
教学用具
多媒体，黑板
导
语
设
计
我们上节课简单学习了滑动轴承的一些基本知识，那么滑动轴承就是一种具体的轴承吗，它还可以继续分类呢？我们如果想深入的研究它，应该如何进行？我们就通过今天的学习来回答上述问题。
特点：装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。
三、自动调心式
适于宽径比B/d>1.5轴承，可避免轴弯曲变形或轴承孔倾斜时造成轴颈与轴瓦两端边缘接触加剧磨损和发热。
特点：轴瓦外表面做成球面。
四、调隙式径向滑动轴承
外表面为圆锥面的轴套上开一个缝口，另在圆周上开三个槽（以减小刚性），使之易变形，轴瓦两端各装一个调节螺母，通过松紧调节螺母，使锥形轴套轴向移动，从而调整轴套与轴间的间隙——用于一般机床主轴。
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径向滑动轴承的主要类型
一、整体式径向滑动轴承
由轴承座、整体轴套、油孔等组成
特点：1）结构简单、成本低；2）轴套磨损后，间隙无法调整；3）装拆不便（只能从轴端装拆）。适于低速、轻载或间隙工作的机器。
二、剖分式Байду номын сангаас向滑动轴承
由轴承座，轴承盖，剖分轴瓦（附轴承衬）、双头螺柱（调整垫片）等，轴瓦表面有油沟，油通过油孔、油沟而流向轴颈表面，轴瓦一般水平部分，也有倾斜部分。