滑动轴承

◆ ◆ ◆
特
点： 有良好的流动性，可形成动压、静压或边膜界润滑膜。
适用场合：不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。 选择原则：主要考虑润滑油的粘度。 转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应高一些。 高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。
三、固体润滑剂及其选择
◆
特
点：可在滑动表面形成固体膜。
③ 验算轴承的工作能力 1、平均压力p的验算
F p p Bd
F— 径向载荷, N； B— 轴瓦有效宽度,mm； d— 轴颈直径, mm； [p]— 许用压强,Mpa。 目的：防止p过高，油被挤出，产生 “过度磨损”。 2、 pv的验算 ≧ 轴承发热量∝单位面积摩擦功耗fpv ≨ pv↑→摩擦功耗↑→发热量↑→易胶合 F dn Fn pv [ pv ] MPa· m/s
衬的剥离有些相似，但疲劳剥落周边不规则，结合不良造成的 剥离则周边比较光滑。
4
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
有腐蚀性，特别是对铸造铜铅合金中的铅，易受腐蚀而形成点
状的脱落。氧对锡基巴氏合金的腐蚀，会使轴承表面形成一层 由SnO2和SnO混合组成的黑色硬质覆盖层，它能擦伤轴颈表面， 并使轴承间隙变小。此外，硫对含银或含铜的轴承材料的腐蚀， 润滑油中水分对铜铅合金的腐蚀，都应予以注意。
3．根据液体润滑承载机理
液体动力润滑轴承（液体动压轴承）：无外部压力源，油 膜靠摩擦面的相对运动而自动形成。
液体静压润滑轴承：外部一定压力的流体进入摩擦面，建 立压力油膜。 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
§12-6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算
一、失效形式和设计准则
◆ 工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，故无法形成完
全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。 ◆ 失效形式：边界油膜破裂,磨损、胶合. ◆ 设计准则：边界油膜不破裂 因边界膜强度与温度、轴承材料、轴颈和轴承表面粗糙度、润 滑油供给等有关，目前尚无精确的计算方法，但通常采用条 件性计算（验算）：适用于可靠性要求不高的低速、重载或
◆
§12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料
一、滑动轴承常见失效形式有：
轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀。 滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失效形式。 汽车用滑动轴承故障原因的平均比率 故障原因 比率／％ 不干净
38.3
润滑油不足
11.1
安装误差 15.9
对中不良 8.1
间歇工作的轴承。
二、径向滑动轴承的计算
已知：轴承所受径向载荷F、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≈0.3～1.5。 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。
超 载
6.0
故障原因
比率／％
腐 蚀
5.6
制造精度低
5.5
气 蚀
2.8
其 它
6.7
1
磨粒磨损 进入轴承间隙间的硬颗粒（如灰尘、砂粒等）有的嵌入轴承 表面，有的游离于间隙中并随轴一起转动，它们都将对轴颈和 轴承表面起研磨作用。在起动、停车或轴颈发生边缘接触时， 它们都加剧轴承磨损，导致几何形状改变、精度丧失，轴间隙 加大，使轴承性能在预期寿命前急剧恶化。
（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）铝基轴承合金 满足③④要求，要求轴颈淬火；可在部分领域取代轴承合金、铜 合金
（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（多孔质金属材料）：如多孔铁、多孔质青铜 多孔铁：可用于磨粉机轴套、内燃机凸轮轴衬套等 多孔质青铜：可用于电风扇、纺织机械及汽车发动机的轴承
双轴向油槽开在非承载区 （在轴承剖分面上）
双斜向油槽 （用于不完全液体润滑轴承）
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臵，
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。
下轴瓦
对开式轴承(剖分轴套)
对开式轴承(整体轴套)
(虚拟演示)
特
点：结构复杂、可以调整磨损而造成的 间隙、安装方便。
应用场合：高速、重载或连续性工作的机器中。
（3）自动调心式径向滑动轴承 组成 特点 用途
（4）间隙可调式径向滑动轴承 组成 特点 用途
（5）止推滑动轴承
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：
解：1）由：p
2）由：v ≨
F [ p] Bd
d
F [ p]
60 1000[v] d n
dn
60 1000
[v ]
1) ≤d≤ 2)
④选择轴承的配合：H9/d9、H8/f7、H7/f6。
⑤选择润滑剂和润滑装臵
三、止推滑动轴承的计算
§12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
◆
◆ ◆
适用场合：有特殊要求的场合，如环境清洁要求处、真空中或高温中。
常用类型：二硫化钼，碳―石墨，聚四氟乙烯等。 使用方法：涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面；制成复合材料，依靠材料自 身的润滑性能形成润滑膜。
供油装臵
黄油杯
采用润滑脂进行润滑时，一般使用 黄油杯，杯内贮满润滑脂，定时或 随时旋转杯盖，即可将润滑脂挤入 轴承。
单材料 强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。 轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。
按材料 分 类
多材料
铸造 轧制
按加工 分 类
铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。
单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦
多材料、对开式厚 壁铸造轴瓦
多材料、整体式、薄壁 轧制轴瓦
此外，由于工作条件不同，滑动轴承还可能出现气蚀、流 体侵蚀、电侵蚀和微动磨损等损伤。
二、滑动轴承的材料
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
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不完全液体润滑轴承，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
Fa Fa Fa Fa
空心式
◆ ◆
单环式
多环式
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。 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%。
一、流体动力润滑的基本方程——雷诺方程 1、建模 研究对象：被润滑油隔开作相对运动的两刚体，一
个以v运动，一个静止。
为方便研究，作如下假设：
1）忽略p-η效应（压粘效应）
周向油槽：适用载荷方向变动范围超过1800的场合，开在轴 承宽度中部。
②不完全液体润滑径向轴承：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。
§12-5 滑动轴承润滑剂的选择
一、润滑脂及其选择
◆ ◆
特
点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。 轴承中。
适用场合 ：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的 选择原则：
滑动轴承
概述 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
Hale Waihona Puke §12-1 概述一、轴承的功用及分类 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）
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（Fr）； 止推轴承：承受轴向载荷，例如斜齿轮轴承（Fa）。 2．根据滑动表面的润滑状态 ①液体润滑轴承 ②不完全液体润滑轴承（边界润滑或混合润滑状态） ③自润滑轴承
干摩擦
边界摩擦
液体摩擦
对于要求低摩擦的摩擦副，液体摩擦是比较理想的 的状态，维持边界摩擦或混合摩擦是最低要求； 对于要求高摩擦的摩擦副，则希望处于干摩擦状态 或边界摩擦状态。
三、轴瓦的油孔及油槽
◆ 目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。 ◆ 原则：尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载 能力；轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。