3.3滑动轴承及轴承合金及其应用
机械设计第十二章滑动轴承
流体是连续的
一维雷诺方程
讨论 1）油膜压力沿 x 方向变化规律 由
• 对平行板 平行板间油膜压力沿 x 方向无 变化，等于入口处压力( )
（ ）成正比，因此限制 值也就是限制轴承的温升，
从而避免温度过高使润滑失效。对于连续运转轴承，通常
都应进行这项计算。
轴颈的转速，r/min
轴颈的圆周速度，m/s 轴承材料的 许用
3. 限制速度 ：
值，见P280表12-2
当 过大，即使 和 值都在允许的范围内，轴
承也可能很快磨损，故还必须限制滑动速度。
。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
润滑目的：减小摩擦，降低磨损，冷却，防锈，防尘和吸振。 润滑剂分类：流体（液体为主），脂，固体。润滑油为常用。
一.润滑脂的选择
润滑脂是润滑油与金属皂的混合物，呈半固体形态
。其稠度大，不易流失，无冷却效果，物化稳定性差，
摩阻大，有缓冲、吸振作用、承载能力大，故只适合低
3）润滑油油性良好，与固 6）润滑油不可压缩。
体表面吸附牢固。 取截面x处的一个单元体分
移动板A 0
h
析，存在如下静力平衡条件：
静止板B y
化简后得： 考虑到假设 4）有： 于是： 积分得： 1.油层的速度分布
带入边界条件： 解得：
即：
移动板A 0
静止板B b y
h
2.润滑油的流量 假设：无侧漏，z方向尺寸无限大，则通过间隙高度为 的
层与层间靠内摩擦阻 力(粘性)带动前进 沿 方向按线性变化
油层间压力无变化，平行板间润滑油不产生压力
轴颈和轴瓦偏心时 两倾斜板的摩擦状况
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。
轴承装配
轴承的装配一滑动轴承的装配1、滑动轴承的材料滑动轴承的轴承衬与轴颈直接接触，为了保证滑动轴承的良好工作性能，除必须具有适当的润滑措施外，轴承的材料性能还应满足以下一些要求：（1）要有足够的强度和塑性，使轴承衬既能承受一定的工作压力，又使它与轴颈之间的压力分布均匀；（2）有良好的跑合性、减磨性和耐磨性，从而来延长轴承衬的使用寿命；（3）润滑及散热性能好；有良好的工艺技能。
2、滑动轴承的特点及种类2.1结构简单、拆洗方便、价格低廉；2.2承受载荷的面积大、轴颈与轴瓦之间能存在一层油膜，故可承受较大的冲击载荷和振动载荷；2.3在转速极高的时候容易形成完全液体摩擦，所以可用于高转速场合；2.4滑动轴承可做成对开式，因而装配时不象滚动轴承那样必须由轴的一端装入，可用于滚动轴承因结构限制无法应用的场合。
工厂中常用的滑动轴承有整体式、对开式、油环润滑式和推力瓦式四种。
3、轴承衬材料的种类及用途3.1灰铸铁它适用于低速、轻载和无冲击载荷的情况下，常用的材料是HT15-33、HT20-403.2铜基轴承合金它的主要成分是铜，常用的有磷锡青铜（ZQSn10-1）和铝青铜（ZQAC9-4）。
磷锡青铜是一种很好的减磨材料，机械强度也较高，适用于中速、重载、高温及有冲击载荷的条件下工作。
铝青铜有良好的抗胶合性、减磨性和耐蚀性，更适合在蒸汽和海水条件下工作。
3.3含油轴承它是采用青铜、铸铁粉末，加以适量的石墨粉压制成型后，经高温烧结而成的多孔性材料，然后再把它在120℃的润滑油内浸透，取出后冷至常温，油就会储存在轴承孔隙中。
当轴颈在轴承中旋转时，产生轴吸作用和摩擦热，油膨胀而挤入摩擦表面进行润滑；轴停止运转后，油也因冷却而渗入轴承孔隙中。
含油轴承价格低廉，还能节约有色金属，但是性能脆，不宜承受冲击载荷，常用于低速或中速、轻载、不便润滑的场合。
如另加润滑措施，也可代替铜轴衬在重载和高速下工作。
3.4尼龙轴承常用的有尼龙6、尼龙66和尼龙100。
滑动轴承概述
滑动轴承概述轴承轴承支承轴及轴上零件，保证轴的旋转精度。
根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。
滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点。
而滚动轴承是标准零件，成批量生产成本低，安装方便，广泛应用。
对于初学者来讲，滚动轴承的类型选择；寿命计算；组合设计是比较难掌握。
因此，滚动轴承的寿命计算和组合设计是本章讨论的重点。
§11—1 滑动轴承概述一、滑动轴承的类型滑动轴承按其承受载荷的方向分为：（1）径向滑动轴承，它主要承受径向载荷。
（2）止推滑动轴承，它只承受轴向载荷。
滑动轴承按摩擦（润滑）状态可分为液体摩擦（润滑）轴承和非液体摩擦（润滑）轴承。
（1）液体摩擦轴承（完全液体润滑轴承）液体摩擦轴承的原理是在轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油，润滑油的厚度较大，将轴颈和轴瓦表面完全隔开。
因而摩擦系数很小，一般摩擦系数=0.001～0.008。
由于始终能保持稳定的液体润滑状态。
这种轴承适用于高速、高精度和重载等场合。
（2）非液体摩擦轴承（不完全液体润滑轴承）非液体摩擦轴承依靠吸附于轴和轴承孔表面的极薄油膜，单不能完全将两摩擦表面隔开，有一部分表面直接接触。
因而摩擦系数大，=0.05～0.5。
如果润滑油完全流失，将会出现干摩擦。
剧烈摩擦、磨损，甚至发生胶合破坏。
二、滑动轴承的特点优点：（1）承载能力高；（2）工作平稳可靠、噪声低；（3）径向尺寸小；（4）精度高；（5）流体润滑时，摩擦、磨损较小；（6）油膜有一定的吸振能力缺点：（1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。
（2）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦；（3）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。
§11—2 滑动轴承的结构和材料一、径向滑动轴承1．整体式滑动轴承整体式滑动轴承结构如图所示，由轴承座1和轴承衬套2组成，轴承座上部有油孔，整体衬套内有油沟，分别用以加油和引油，进行润滑。
滑动轴承的组成及其类型
滑动轴承的组成及其类型滑动轴承是一种常见的机械传动装置，由轴承壳、轴承衬垫、轴承座和润滑系统等部分组成。
滑动轴承通过在轴和轴承之间形成一层油膜，实现轴与轴承之间的间隙减小和摩擦降低，从而减小能量损耗和磨损。
下面将详细介绍滑动轴承的组成和类型。
一、组成部分1. 轴承壳：轴承壳是滑动轴承的外壳，一般由铸铁或铸钢制成。
其主要功能是起到固定轴承的作用，同时具有一定的刚性和抗振性。
2. 轴承衬垫：轴承衬垫是滑动轴承的内层，通常由铜合金或白色金属制成。
轴承衬垫具有良好的韧性和高硬度，能够承受较高的载荷和摩擦，同时具有一定的自润滑性。
3. 轴承座：轴承座是轴承壳的一部分，通常由铸铁或铸钢制成。
轴承座是安装轴承的支架，起到固定轴承和连接轴承壳的作用。
4. 润滑系统：润滑系统是滑动轴承的重要组成部分，主要包括润滑油箱、润滑油泵、油滤器和油冷器等。
润滑系统主要起到提供充分而稳定的润滑油，保持轴承的润滑性能，减小磨损和摩擦。
二、类型1. 平面滑动轴承：平面滑动轴承的工作表面为平面，主要适用于平面相对运动的场合。
其结构简单、制造成本低、安装方便，但承载能力较低。
2. 滚动滑动轴承：滚动滑动轴承是在内外圈之间加入滚动体（如滚球、滚柱、滚针等）以减小摩擦和轴承中经济磨损的滑动轴承。
它适用于较高速的运动，具有较大的承载能力。
3. 蜗杆轴承：蜗杆轴承是一种特殊的滑动轴承，主要用于蜗杆传动系统中。
它的特点是具有高承载能力、防止反转和减小传动间隙的功能，通常采用铜合金制造。
4. 陶瓷滑动轴承：陶瓷滑动轴承是利用陶瓷材料制造的滑动轴承。
它具有优良的耐磨性、抗腐蚀性和高温性能，适用于一些特殊工况下的轴承需求。
5. 磁悬浮滑动轴承：磁悬浮滑动轴承是利用磁力悬浮技术实现轴承的无接触支承。
它具有零接触和无摩擦的优点，能够承受高速、高温、高压等恶劣工况，并能够减小噪音和振动。
6. 液体动压滑动轴承：液体动压滑动轴承是利用液体压力实现轴与轴承之间的支承。
机械设计基础 第十三章 轴承
油性：指润滑油吸附在接触表面的能力 非全液体润滑时，润滑油的油性对防止金属磨 损起着主要作用。
润滑脂选择原则：
(1) 轻载高速时选针入度大的润滑脂，反之 选针入度小的润滑脂。
(2) 所用润滑脂的滴点应比轴承的工作温度高 约20~30℃。
3、固体润滑剂 轴承在高温，低速、重载情况下工作，
不宜采用润滑油或脂时可采用固体润滑剂。 常用：石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨等。
使用方法： (1) 调配到油或脂中使用； (2) 涂敷或烧结到摩擦表面； (3) 渗入轴瓦材料或成型镶嵌在轴承中使用。
选择粘度时，应考虑如下基本原则：
(1) 压力大、温度高、载荷冲击变动大 →粘度大的润滑油。
例：机床、发电机、轧钢机、大型电机、 内燃机、铁路机车、仪表等。
§13—2 滑动轴承的结构
一、向心滑动轴承
1、整体式向心滑动轴承
2、剖分式向心滑动轴承
适于低速、轻载或间隙工作的机器。 3、自动调心式向心滑动轴承
剖分式径向滑动轴承装拆方便，轴瓦磨损后 可调整剖分面处的垫片来调整轴承间隙。
4、调隙式向心滑动轴承
→硬晶粒起耐磨作用，软基体则增加材料的塑性。
特点：嵌入性、顺应性最好，抗胶合性好，但机械强度较低。
∴ 作为轴承衬浇注在软钢或青铜轴瓦的表面。——价格较贵
(5) 多孔质金属材料（粉末冶金）——含油轴承 原理：利用铁或铜和石墨粉末、树脂混合 经压型、烧结、整形、浸油而制成。
特点：组织疏松多孔，孔隙中能大量吸收润滑油， ∴ 称含油轴承，具有自润滑的性能。
间歇供油: 油壶或油枪
连续供油: (1) 滴油润滑 可调节油量!
第15章-滑动轴承
1. 轴承功用 ;轴承的分类(摩擦性质, 载荷方向) 2.摩擦状态分类 ； 滑动轴承(按润滑方式)的分类
3.对轴瓦结构的要求:
剖分式轴瓦的剖分面 (⊥载荷) 润滑油供应(输送, 分布) →应开油孔、油沟
4.滑动轴承的材料
润滑油应由非承载区引入
轴承合金 (白合金、巴氏合金)
四.液体动压润滑的基本方程
1.基本方程建立的假设: (图15-18) p.247
1)Z向无限长 ,润滑油在Z向没有流动 2)压力p不随y值的大小而变化 , 即同一油膜截面上压力为常数 2.公式的建立: 3)润滑油的粘度η不随压
力而变化,并且忽略油 层的重力和惯性 4)润滑油处于层流状态。
2.公式的建立: －AB板间形成动压润滑
4.混合摩擦－ 干、边界、液体摩擦并存→实际 →非液体摩擦
5.滑动轴承的分类:（按润滑方式） → 液体润滑滑动轴承(静压、动压)
非液体润滑滑动轴承
图15-17
图15-20
§15-2 滑动轴承的结构 p.238
(一)向心滑动轴承→主要承受径向载荷FR 1.整体式→ 轴承座、轴瓦(轴套) 2.剖分式→ 轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦(两边)、
③油沟形式→
图15-4 p.239
3.轴瓦定位配合
定┌轴向:两端凸台, 销钉(铜) 位└周向:紧定螺钉, 销钉(铜) 配合:小过盈量配合
4.必要时开油室
5.轴瓦┌单金属 └双、多金属→
(与轴颈接触)轴承衬 →(贴合牢固)燕尾槽
、螺旋槽 图15-9 p.241
－贮油和稳定供油 轴承衬
§15-3 滑动轴承的材料 p.240
§15-5非液体摩擦滑动轴承的计算
┌液体润滑滑动轴承 └非液体润滑滑动轴承 (一)失效形式及设计准则: 1.主要失效形式: →磨损→间隙↑→运动精度↓ →耗功→温度↑→粘度↓润滑恶化→烧瓦、胶合 2.设计准则: →维持边界油膜不遭破裂 p.245第10 在润滑剂中加少量石墨或MOS2→边界油膜较坚韧
滑动轴承
机械基础导学案课题：滑动轴承课型：新授课执笔：朱根东审核：翁志国课时：1课时使用时间： 2013年5月31日【学习目标和重点难点】学习目标：1.了解滑动轴承的类型、结构，熟悉三种向心滑动轴承的工作原理及应用特点；2.了解滑动轴承的润滑及轴瓦材料，熟悉常用的润滑方法和装置；学习重点：掌握滑动轴承的结构和应用特点、轴瓦的用途和材料学习难点：滑动轴承的结构【学具准备和学法指导】多媒体课件、讨论与行动导向【学习内容】一、常见滑动轴承的类型、结构和应用特点1.作用：支承轴或轴上零件，保持轴线的旋转精度，减少轴与支承间的摩擦和磨损。
2.分类：按承载性质分类A.径向滑动轴承：(a)整体式 (b)剖分式 (c)调心式类型结构应用特点应用场合整体式轴承座、整体式轴瓦（轴套）、紧定螺钉结构简单，成本低，磨损后无法调整间隙拆装须轴向移动轴或轴承用于低速，载荷不大及间歇工作的场合剖分式轴承座、轴承盖、剖分式（对开式）轴瓦、联接螺栓①克服了整体式轴承的缺点，装拆方便；②磨损后通过减少凹凸对中面间的调整垫片，易于调整磨损间隙应用较整体式广泛调心式轴承座、球面轴瓦、轴承盖利用轴瓦球面自动调位，消除轴瓦边侧压力用于长径比大或同轴度差，轴挠度大的场合B.止推滑动轴承C.径向止推滑动轴承二、滑动轴承的润滑1.目的：减摩、减磨、冷却、散热、吸振、防锈。
2.常用润滑方法及装置润滑方法装置示意图说明间歇式润滑针阀式油杯用于油润滑。
旋动螺母可调节注油量大小。
旋套式油杯用于油润滑。
不注油时，旋套壁遮挡杯体注油孔，起密封作用。
压配式油杯用于油润滑或脂润滑。
不注油时，钢球在弹簧的作用下，使杯体注油孔封闭。
旋盖式油杯用于脂润滑。
连续式润滑芯捻式油杯用于油润滑。
适用于轻载及轴颈转速不高的场合。
油环润滑用于油润滑。
结构简单，但由于靠摩擦力带动油环甩油，故轴的转速需适当方能充足供油。
压力润滑用于油润滑。
工作可靠，但结构复杂，对轴承的密封要求高，且费用较高。