滑动轴承的特点、类型及应用

滑动轴承

滑动轴承（sliding bearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。

一、动压润滑的形成原理

如下图a所示，板B静止不动，板A以速度v向左运动，板间充满润滑油。如前所述，当板上无载荷时两平行板之间液体各流层的速度呈三角形分布，板A、B之间带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变，亦即板A不会下沉。但若板A上承受载荷F时，油向两侧挤出（图b），于是板A逐渐下沉，直到与板B接触。这就说明两平行板之间是不可能形成压力油膜的。

如果板A与板B不平行，板间的间隙沿运动方向由大到小呈收敛的楔形，并且板A上承受载荷F，如上图c所示。当板A运动时，两端的速度若按照虚线所

f示的三角形分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在间隙内“拥挤”而形成压力，迫使进口端的速度曲线向内凹，出口端的速度曲线向外凸，不会再是三角形分布。进口端间隙h1大而速度曲线内凹，出口端h1小而速度曲线外凸，于是有可能使带进油量等于带出油量。同时，间隙内形成的液体压力将与外载荷F平衡。这就说明在间隙内形成了压力油膜。这种借助相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜。图c还表明从截面a－a到c －c之间，各截面的速度图是各不相同的，但必有一截面b－b，油的速度呈三角形分布。

根据以上分析可知，形成动压油膜的必要条件是：

1）两工作表面间必须有楔形间隙；

2）两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体；

3）两工作表面间必须有相对滑动速度，其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面流出。此外，对于一定的载荷F，必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。

下图a表示停车状态，轴颈沉在下部。轴颈表面与轴承孔表面构成了楔形间隙，这就满足了形成动压油膜的首要条件。开始起动时轴颈沿轴承孔内壁向上爬，如图b所示。当转速继续增加时，楔形间隙内形成的油膜压力将轴颈抬起而与轴承脱离接触，如图c所示。但此情况不能持久，因油膜内各点压力的合力有向左

推动轴颈的分力存在，因而轴颈继续向左移动。最后，当达到机器的工作转速时，轴颈则处于图d所示的位置。此时油膜内各点的压力，其垂直方向的合力与载荷F平衡，其水平方向的压力，左右自行抵消。于是轴顿就稳定在此平衡位置上旋转。从图中可以明显看出，轴颈中心O1与轴承孔中心O不重合，OO1=e，称为偏心距。其他条件相同时，工作转速越高，e值越小，即轴颈中心越接近轴承孔中心。

二、滑动轴承的特点

滑动轴承的主要优点：1）普通滑动轴承结构简单，制造、装拆方便；2）具有良好的耐冲击性和吸振性；运转平稳，旋转精度高；3）高速时比滚动轴承的寿命长；5）可做成剖分式。滑动轴承的主要缺点：1）维护复杂；2）对润滑条件要求高；3）边界润滑时轴承的摩擦损耗较大。

滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为：l）向心滑动轴承——又称径向滑动轴承，主要承受径向载荷；2）推力滑动轴承——承受轴向载荷。

1、剖分式向心滑动轴承轴承

它是由轴承盖1、轴承座2、剖分轴瓦3和联接螺栓4等所组成。轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。为了安装时容易对心，在轴承盖与轴承座的中分面上做

出阶梯形的梯口。轴承盖应当适度压紧轴瓦，使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。

上右图所示为润滑油从两侧导人的结构，常用于大型的液体润滑的滑动轴承中。一侧油进入后被旋转着的轴颈带人楔形间隙中形成动压油膜，另一侧油进入后覆盖在轴颈上半部，起着冷却作用，最后油从轴承的两端泄出。下图所承的轴瓦两侧面开有油沟，这种结构可以使润滑油顺利地进入轴瓦与轴颈的间隙。

2、推力滑动轴承

轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。止推面可以利用轴的端面，也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。后面将论述两平行平面之间是不能形成动压油膜的，因此须沿轴承止推面按若干块扇形面积开出楔形。下图a所示为固定式推力轴承，其楔形的倾斜角固定不变，在楔形顶部留出平台，用来承受停车后的轴向载荷。图b为可倾式推力轴承，其扇形块的倾斜角能随载荷、转速的改变而自行调整，因此性能更为优越。扇形块数一般为6～12。

三、滑动轴承的材料

根据轴承的工作情况，要求轴瓦材料具备下述性能：1）摩擦系数小；2）导热性好，热膨胀系数小；3）耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；4）要有足够的机械强度和可塑性。

能同时满足上述要求的材料是难找的，但应根据具体情况满足主要使用要求。较常见的是用两层不同金属做成的轴瓦，两种金属在性能上取长补短。在工艺上可以用浇铸或压合的方法，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层材料通常称为轴承村。

常用的轴瓦和轴承村材料有下列几种：

轴承合金（又称白含金、巴氏合金）有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。锡锑轴承合金的摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。但它的价格较贵且机械强度较差，因此只能作为轴承村材料而饶铸在钢、铸铁或青铜轴瓦上。用青铜作为轴瓦基体是取其导热性良好。这种轴承合金的熔点比较低，为了安全，在设计、运行中常将温度控制得比150 °C低30～40 °C。