第七部分滑动轴承设计

第七部分滑动轴承设计

1．考研重点和难点

【重点】非液体摩擦滑动轴承的设计计算；

【难点】形成液体摩擦的条件；

§滑动轴承的特点、类型及应用

滑动轴承的运动形式是以轴颈与轴瓦相对滑动为主要特征，也即摩擦性质为滑动摩擦。实践表明，由于滑动轴承的润滑条件不同，会出现不同的摩擦状态。轴承工作面的摩擦状态分为干摩擦状态、边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体摩擦状态四类，如图所示。

两摩擦表面直接接触，相对滑动，又不加入任何润滑剂，称为干摩擦；两摩擦表面被流体（液体或气体）层完全隔开，摩擦性质仅取决于流体内部分子之间粘性阻力称为流体摩擦；两摩

图13－1

擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面吸附性质的称为边界摩擦状态；实际上，干摩擦状态和边界摩擦状态很难精确区分，所以这两种摩擦状态也常常归并为边界摩擦状态。在实际应用中，轴承工作表面有时是边界摩擦和流体摩擦并存的混合状态，称为混合摩擦。边界摩擦和混合摩擦又长称为非液体摩擦。

所以，滑动轴承按其摩擦性质可以分为液体滑动摩擦轴承和非液体滑动摩擦轴承两类。

1）液体滑动摩擦轴承：由于在液体滑动轴承中，轴颈和轴承的工作表面被一层润滑油膜隔开，两零件之间没有直接接触，轴承的阻力只是润滑油分子之间的摩擦，所以摩擦系数很小，一般仅为～。这种轴承的寿命长、效率高，但是制造精度要求也高，并需要在一定的条件下才能实现液体摩擦。

2）非液体滑动摩擦轴承：非液体滑动摩擦轴承的轴颈与轴承工作表面之间虽有润滑油的存在，但在表面局部凸起部分仍发生金属的直接接触。因此摩擦系数较大，一般为～，容易磨损，但结构简单，对制造精度和工作条件的要求不高，故此在机械中得到广泛使用。

干摩擦的摩擦系数大，磨损严重，轴承工作寿命短。所以在滑动轴承中应力求避免。

所以，高速长期运行的轴承要求工作在液体摩擦状态下，一般工作条件下轴承则维持在边界摩擦或混合摩擦状态下工作。因此本章主要讨论非液体滑动摩擦轴承。

按照轴承承受的载荷分类可以分为：1）径向滑动轴承，主要承受径向载荷F R ；2)止推滑动轴承，主要承受轴向载荷F A （如图所

示）。

在机械中，虽然广泛采用滚动轴承，但在许多情况下又必须采用滑动轴承。这是因为滑动轴承有其独特的优点是滚动轴承不能代替的。滑动轴承的主要优点是：1）结构简单，制造、加工、拆装方便；2）具有良好的耐冲击性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高；3）寿命长。但是也有其缺点，主要有：1）维护复杂，对润滑条件较高；2）边界润滑轴承，摩擦损耗较大。因而在大型汽轮机、发电机、压缩机、轧钢机及高速磨床上多采用滑动轴承。此外，在低速而带有冲击载荷的机器中，如水泥搅拌器、滚筒清砂机、破碎机等冲压机械、农业机械中也多采用滑动轴承。 § 滑动轴承的结构 1、径向滑动轴承

常用的径向滑动轴承，我国已经制定了标准，通常情况下可以根据工作条件进行选用。径向滑动轴承可以分为整体式和剖分式（对开式）两大类。

（1）整体式径向滑动轴承 整体式滑动轴承（JB/T2560-91），如图所示为整体式滑动

轴承。

它由轴承座和轴承套组成。轴承套压装在轴承座孔中，一般配合为H8/s7。轴承座用螺栓与机座联接，顶部设

有安装注油油杯的螺纹孔。轴套上开有油孔，并在其内表面开油沟以输送润滑油。这种轴承结构简单、制造成本低，但当滑动表面磨损后无法修整，而且装拆轴的时候只能作轴向移动，有时很不方便，有些粗重的轴和中间具有轴颈的轴（如内燃机的曲轴）就不便或无法安装。所以，整体式滑动轴承多用于低速、轻载和间歇工作的场合，例如手动机械、农业机械中，等。

这类轴承座的标记为：HZ ×××轴承座JB/T2560，其中H 表示滑动轴承座，Z 表示整体式，×××表示轴承内径（单位mm ）。标准规格为：HZ020~140 。

（2）剖分式滑动轴承

剖分式滑动轴承是由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦

和螺栓组成。

对开式二（四）螺栓正滑动轴承（JB/T2561-91或JB/T2562-91），如图所示。

轴承座水平剖分为轴承座和轴承盖两部分，并用二（或四）个螺栓联接。为了防止轴承盖和轴承座横向错动和便于装配时对中，轴承盖和轴承座的剖分面做成阶梯状。对开式滑动轴承在装拆轴时，轴颈不需要轴向移动，装拆方便。另外，适当增减轴瓦剖分面间的调整垫片，可以调节轴颈与轴承之间的间隙。这种轴承所受的径向载荷方向一般不超过剖分面垂线左右35º的范围，否则应该使用斜剖分面轴承。为使润滑油能均匀地分布在整个工作表面上，一般在不承受载荷的轴瓦表面开出油沟和油孔。

这类轴承轴瓦与座孔之间的配合为H8/m7。轴承座标记为：H2×××轴承座JB2561-91(或H4×××)，其中H 表示滑动轴承座，2（4）表示螺栓数， ×××表示轴承内径（单位mm ）。标准规格为H2030～H2160（H4050～H4220）。

对开式四螺栓斜滑动轴承（JB/T2563-91），如图所示为对开式斜滑动轴承。轴承剖分面与水平面成45º角，轴承载荷的方向应位于垂直剖分面的轴承中心线左右35º的范围内，其特点与对开式正滑

动轴承相同。 轴承座的标记为：HX ×××轴承座JB/T2563-91，其中H 表示滑动轴

承座，X 表示斜座，×××表示轴承内径（单位mm ）。标准规格为HX050～

HX220。

当轴颈较长（宽径比大于～），轴的刚度较小，或由于两轴承不是安装在同一刚性机架上，同心度较难保证时，都会造成轴瓦端部的局部接触（如图所示），使轴瓦局部严重磨损，为此可采用能相对轴承自行调节轴线位

置的滑动轴承，称为回滑动轴承，如图所示。

这种滑动轴承的结构特点是轴瓦的外

表面做成凸

形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面箱配合，当轴变形时，轴瓦可随轴线自动调节位置，从而保证轴颈和轴瓦为球面接触。

（3）轴承与轴瓦结构

整体式轴承中与轴颈配合的零件称为轴套，结构如图

所示，分为不带挡边和带挡边的两种结构，其基本尺寸、公差参见GB2509-81或GB2510-81。

对开式轴承的轴瓦由上下两半组成，如图所示。为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减磨性，常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料（如轴承

合金）

，称为

图13－5

图13－6

图13－7