第17章 滑動軸承

1、第17章 滑動軸承 1 1 概述概述 2 2 徑向滑動軸承的主要類型徑向滑動軸承的主要類型 3 3 滑動軸承材料滑動軸承材料 4 4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu) 5 5 軸承潤滑材料軸承潤滑材料 6 6 潤滑方法潤滑方法 7 7 滑動軸承的條件性計算滑動軸承的條件性計算 17-1 概述 軸承支撐軸頸，或軸上的回轉(zhuǎn)零件（支 撐件） 一、分類 推力軸承 按軸承工作的摩擦性質(zhì) 徑向軸承 按受載方向 滾動（摩擦）軸承 滑動（摩擦）軸承 17-1 概述 二、特點： 1、滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、噪聲較滾 動軸承低； 2、如能保證液體摩擦潤滑，可大大減少 摩擦損失和表面磨損，油膜又具有一定的 吸振能力； 3、普通滑動

2、軸承的起動摩擦力較滾動軸 承大得多。 17-1 概述 三、應(yīng)用場合 機床、汽輪機、內(nèi)燃機等 四、設(shè)計內(nèi)容 1、決定軸承的結(jié)構(gòu)形式； 2、選擇軸瓦和軸承襯的材料； 3、決定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)； 4、選擇潤滑劑和潤滑方法； 5、計算軸承工作能力。 17-2 徑向滑動軸承的主要類型 一、整體式軸承 軸承座為鑄鐵， 孔內(nèi)壓入減摩材料制 成的軸套，軸套上有 油空和油溝，用于低 速、輕載及間隙工作； 缺點為間隙無法 調(diào)整，軸頸只能從端 部裝入。 17-2 徑向滑動軸承的主要類型 二、剖分式軸承二、剖分式軸承 由軸承座、軸承蓋、由軸承座、軸承蓋、 剖分式軸瓦、螺柱組成。剖分式軸瓦、螺柱組成。 為節(jié)省材料，軸瓦表為

3、節(jié)省材料，軸瓦表 面貼附一層軸承襯，不承面貼附一層軸承襯，不承 載表面開油溝，軸瓦式軸載表面開油溝，軸瓦式軸 承與軸頸直接接觸的零件承與軸頸直接接觸的零件 （剖分面須與載荷垂直），（剖分面須與載荷垂直）， 軸承蓋與軸承座剖分面為軸承蓋與軸承座剖分面為 階梯狀，以便定位和防止階梯狀，以便定位和防止 工作時錯動。工作時錯動。 寬徑比寬徑比B/d1.5時，時， 可采用自動調(diào)心軸承可采用自動調(diào)心軸承 17-2 徑向滑動軸承的主要類型 17-3 滑動軸承材料 軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。 一、對軸承材料的要求一、對軸承材料的要求 軸瓦的失效形式是磨損，由于強度不足

4、而出現(xiàn)的疲軸瓦的失效形式是磨損，由于強度不足而出現(xiàn)的疲 勞損壞和由于工藝原因而出現(xiàn)的軸承襯脫落等現(xiàn)象也時勞損壞和由于工藝原因而出現(xiàn)的軸承襯脫落等現(xiàn)象也時 有發(fā)生。因此對軸承材料的主要要求如下：有發(fā)生。因此對軸承材料的主要要求如下： 1、減摩性、減摩性 減摩性包括以下特性：減摩性包括以下特性： 1）與潤滑劑的親和力強，能形成牢固的邊界吸附膜；）與潤滑劑的親和力強，能形成牢固的邊界吸附膜； 2）摩擦系數(shù)低，發(fā)生摩擦時，摩擦表面溫度低，防止邊）摩擦系數(shù)低，發(fā)生摩擦時，摩擦表面溫度低，防止邊 界膜因高溫而破壞；界膜因高溫而破壞； 3）當邊界膜破壞時，能迅速形成新的邊界膜，這些性能）當邊界膜破壞時，能迅

5、速形成新的邊界膜，這些性能 最終均通過摩擦系數(shù)反映出來。最終均通過摩擦系數(shù)反映出來。 減摩性不僅與摩擦副材料有關(guān)，還與潤滑劑有關(guān)。減摩性不僅與摩擦副材料有關(guān)，還與潤滑劑有關(guān)。 17-3 滑動軸承材料 2、耐磨性、耐磨性 抵抗磨粒磨損和膠合磨損的性質(zhì)。抵抗磨粒磨損和膠合磨損的性質(zhì)。 當處于邊界磨損狀態(tài)時，在穩(wěn)定磨損階段的磨損率要當處于邊界磨損狀態(tài)時，在穩(wěn)定磨損階段的磨損率要 低，以便長期保持尺寸精度，磨損率取決于材料的機械低，以便長期保持尺寸精度，磨損率取決于材料的機械 性能、表面粗糙度和邊界膜強度。性能、表面粗糙度和邊界膜強度。 3、跑合性（磨合性）、跑合性（磨合性） 因磨損和塑性變型而磨合。

6、因磨損和塑性變型而磨合。 磨合時，軸頸和軸承的真實接觸面積增大，因而降低磨合時，軸頸和軸承的真實接觸面積增大，因而降低 了單位面積的壓力，也減少了摩擦力，使摩擦表面上的了單位面積的壓力，也減少了摩擦力，使摩擦表面上的 溫度降低并改善了潤滑條件。溫度降低并改善了潤滑條件。 17-3 滑動軸承材料 4、順應(yīng)性和嵌藏性、順應(yīng)性和嵌藏性 軸承材料?？慨a(chǎn)生彈性和塑性變型以及磨損來補償對軸承材料?？慨a(chǎn)生彈性和塑性變型以及磨損來補償對 中誤差和適應(yīng)其幾何誤差而不影響運轉(zhuǎn)特性的能力，稱中誤差和適應(yīng)其幾何誤差而不影響運轉(zhuǎn)特性的能力，稱 為適應(yīng)性或順應(yīng)性；為適應(yīng)性或順應(yīng)性； 污物和外來微粒易于嵌入，使之防止擦傷和

7、磨粒磨損污物和外來微粒易于嵌入，使之防止擦傷和磨粒磨損 的能力稱為嵌藏性，彈性模量低的金屬材料順應(yīng)性和嵌的能力稱為嵌藏性，彈性模量低的金屬材料順應(yīng)性和嵌 藏性較好。藏性較好。 5、抗粘著性、抗粘著性 粘著磨損嚴重時，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力稱粘著磨損嚴重時，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力稱 抗粘著性?？拐持?。 采用表面處理工藝或用非金屬涂層，避免同種金屬相采用表面處理工藝或用非金屬涂層，避免同種金屬相 互摩擦，均可提高抗粘著能力?；ツΣ?，均可提高抗粘著能力。 17-3 滑動軸承材料 6、耐蝕性、耐蝕性 軸承材料中的鎘、鉛等元素，容易被潤滑油中的酸軸承材料中的鎘、鉛等元素，容易被潤滑油中的酸

8、 性物質(zhì)腐蝕，在軸瓦表面形成黑點，逐漸擴展成海綿狀性物質(zhì)腐蝕，在軸瓦表面形成黑點，逐漸擴展成海綿狀 空間，并在摩擦過程中形成小塊剝落。雖然軸承材料中空間，并在摩擦過程中形成小塊剝落。雖然軸承材料中 的銀、銅等元素在溫度不高時與油中的硫生成硫化物膜，的銀、銅等元素在溫度不高時與油中的硫生成硫化物膜， 能起減摩的作用，但在高溫時，這種膜極易破裂剝落。能起減摩的作用，但在高溫時，這種膜極易破裂剝落。 選擇合適的材料，表面鍍銦及其它元素、降低表面溫度選擇合適的材料，表面鍍銦及其它元素、降低表面溫度 和選取適當?shù)挠涂商岣吣臀g性。和選取適當?shù)挠涂商岣吣臀g性。 7、抗壓強度和耐疲性、抗壓強度和耐疲性 軸上載

9、荷要通過軸承傳到機座上，受載要有疲勞強軸上載荷要通過軸承傳到機座上，受載要有疲勞強 度，靜載要有抗壓強度。度，靜載要有抗壓強度。 8、工藝性、工藝性 9、經(jīng)濟性、經(jīng)濟性 17-3 滑動軸承材料 二、軸承材料的分類二、軸承材料的分類 金屬材料：金屬材料：軸承合金、青銅、鋁（鋅）基合金、減摩鑄鐵等軸承合金、青銅、鋁（鋅）基合金、減摩鑄鐵等 粉末冶金材料：粉末冶金材料：含油軸承含油軸承(低速重載，具有低速重載，具有自潤滑性能自潤滑性能)。 非金屬材料：非金屬材料：塑料、橡膠、硬木等塑料、橡膠、硬木等 強度低，僅用作強度低，僅用作軸承襯軸承襯 17-4 軸瓦結(jié)構(gòu) 一、軸瓦和軸承襯一、軸瓦和軸承襯 剖分

10、軸瓦：見下圖剖分軸瓦：見下圖 雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦：為了改善軸瓦表面的摩雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦：為了改善軸瓦表面的摩 擦性質(zhì)，常在內(nèi)表面澆注一層或兩層減摩材料，稱為擦性質(zhì)，常在內(nèi)表面澆注一層或兩層減摩材料，稱為 軸承襯，所以軸瓦有雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦軸承襯，所以軸瓦有雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦 軸承襯的厚度隨軸承直徑的增大而增大，一般由十軸承襯的厚度隨軸承直徑的增大而增大，一般由十 分之幾毫米到分之幾毫米到6mm。 6.3 6.3 6.3 3.2 3.2 3.2 3.2 25 其余 D(H8) D (K6) 0 17-4 軸瓦結(jié)構(gòu) 二、滑動軸承的摩擦狀態(tài)： 1、干摩擦狀態(tài)、干摩擦狀態(tài) 應(yīng)避免此

11、種摩擦狀態(tài)。應(yīng)避免此種摩擦狀態(tài)。 摩擦表面無潤滑劑，功率損失嚴重，摩擦表面無潤滑劑，功率損失嚴重， 磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。 2、邊界摩擦狀態(tài)、邊界摩擦狀態(tài) 摩擦表面間有潤滑油存在，金屬表摩擦表面間有潤滑油存在，金屬表 面上形成了一層極薄的邊界油膜。面上形成了一層極薄的邊界油膜。 部分仍直接接觸但尖峰。部分仍直接接觸但尖峰。 多數(shù)滑動軸承都是這種摩擦狀態(tài)。多數(shù)滑動軸承都是這種摩擦狀態(tài)。 3、液體摩擦狀態(tài)、液體摩擦狀態(tài) 兩摩擦表面完全被潤滑油分隔開，兩摩擦表面完全被潤滑油分隔開， 形成了一定厚度的壓力油膜。形成了一定厚度的壓力油膜。 這種摩擦狀態(tài)是潤滑油分子之

12、間這種摩擦狀態(tài)是潤滑油分子之間 的摩擦，摩擦系數(shù)極小。的摩擦，摩擦系數(shù)極小。 重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。 非液體摩擦非液體摩擦 滑動軸承滑動軸承 液體摩擦滑液體摩擦滑 動軸承動軸承 17-4 軸瓦結(jié)構(gòu) 二、油孔、油溝和油二、油孔、油溝和油 室室 油孔：供應(yīng)潤滑油；油孔：供應(yīng)潤滑油； 油溝：輸送和分布潤油溝：輸送和分布潤 滑油；滑油； 油室：使?jié)櫥脱虞S油室：使?jié)櫥脱虞S 向均勻分布，并起到向均勻分布，并起到 貯油和穩(wěn)定供油的作貯油和穩(wěn)定供油的作 用用 油溝、油孔：油溝、油孔：，否則，否則， 油溝長度油溝長度0.8B0.8B（軸瓦寬度），即（軸瓦寬度），即。 17-4

13、軸瓦結(jié)構(gòu) 用用油孔和油孔和油溝將油導油溝將油導 入摩擦表面并使之布滿入摩擦表面并使之布滿 摩擦面，其位置和形狀摩擦面，其位置和形狀 對軸承的工作能力和壽對軸承的工作能力和壽 命影響很大。命影響很大。 混合潤滑軸承混合潤滑軸承 寧可犧牲一部分承載面寧可犧牲一部分承載面 積，而將油溝盡量延伸積，而將油溝盡量延伸 到承載區(qū)，以向承載區(qū)到承載區(qū)，以向承載區(qū) 供油；供油； 液體潤滑軸承液體潤滑軸承 油溝開在非承載區(qū)的間油溝開在非承載區(qū)的間 隙最大處，不允許在承隙最大處，不允許在承 載區(qū)開油溝，否則將降載區(qū)開油溝，否則將降 低承載能力（圖低承載能力（圖17.7）。 17-5 軸承潤滑材料 潤滑的目的減少摩

14、擦功耗，降低磨損 率，冷卻、防塵、防銹、吸振。 常用潤滑材料潤滑油和潤滑脂，還有 固體（石墨、二氧化鉬）和氣體。 （自學） 17-6 潤滑方法 潤滑狀態(tài)與供油方式有關(guān)。 一、油潤滑 1、間歇式供油 17-6 潤滑方法 2、連續(xù)供油 17-6 潤滑方法 二、脂潤滑（間歇供應(yīng)）二、脂潤滑（間歇供應(yīng)） 三、潤滑方式的確定三、潤滑方式的確定 潤滑方式可根據(jù)系數(shù)潤滑方式可根據(jù)系數(shù)k選定選定 P：平均壓強平均壓強Mpa；v：軸頸線速度軸頸線速度m/s k2：脂潤滑，油杯潤滑脂潤滑，油杯潤滑 k 216：針閥式壓油油杯潤滑針閥式壓油油杯潤滑 k 1632；油杯或飛濺潤滑；油杯或飛濺潤滑 k 32；壓力循環(huán)潤

15、滑；壓力循環(huán)潤滑 17-7 滑動軸承的條件性計算 一、工作能力準則一、工作能力準則 1、失效形式、失效形式 磨損、膠合磨損、膠合 2、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計依據(jù) 保證邊界膜不被破壞。保證邊界膜不被破壞。 3、計算方法：、計算方法： 簡化計算（條件性計算）簡化計算（條件性計算） 失失 效效 形形 式式 圖圖 例例 磨損及膠合 點蝕及金屬剝落 1 1、限制軸承平均壓強、限制軸承平均壓強 p dB F p F F 徑向載荷徑向載荷, N, N； d d 軸頸直徑軸頸直徑, mm, mm； B B 軸瓦有效寬度軸瓦有效寬度,mm,mm； pp 許用壓強許用壓強, ,MpaMpa。 ：，。 2 2、限制、限制p

16、vpv值值 20000100060 pv B Fndn dB F pv MpaMpam/sm/s pvpv摩擦功耗摩擦功耗發(fā)熱量發(fā)熱量易膠合易膠合 ：限制：限制pvpv是為了是為了。 軸承發(fā)熱量軸承發(fā)熱量單位面積摩擦功耗單位面積摩擦功耗pvpv 二、徑向軸承二、徑向軸承 17-7 滑動軸承的條件性計算 3 3、限制滑動速度、限制滑動速度v v smv dn v/ 100060 ：。 已知：徑向載荷已知：徑向載荷F F，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n，寬徑比，寬徑比 0 . 1 d B vv，pp， pvpv 。 求：保證混合潤滑條件下的軸頸直徑求：保證混合潤滑條件下的軸頸直徑d=d=？ 解：解：1 1）由：

17、）由： p dB F p p F d 綜合應(yīng)用：綜合應(yīng)用： 2 2）由：）由： 100060 v dn v n v d 100060 1)1) dd 2)2) p、pv、v見表見表17.1、17.2 17-7 滑動軸承的條件性計算 三、推力軸承（方法同徑向軸承）三、推力軸承（方法同徑向軸承） 結(jié)構(gòu)：空心、實心、單環(huán)、多環(huán) 17-7 滑動軸承的條件性計算 實心式：由于跑和時中心與邊緣的磨損不均勻，實心式：由于跑和時中心與邊緣的磨損不均勻， 愈近邊緣部分磨損愈快，所以中心部分壓強極愈近邊緣部分磨損愈快，所以中心部分壓強極 高，空心式和環(huán)狀軸頸可以克服這一缺點。載高，空心式和環(huán)狀軸頸可以克服這一缺點。載 荷很大時可以采用多環(huán)軸頸，它能承受雙向軸荷很大時可以采用多環(huán)軸頸，它能承受雙向軸 向載荷。向載荷。 17-7 滑動軸承的條件性計算 17-7 滑動軸承的條件性計算 Mpap kddz F p a )( 4 2 0 2 1 1 1、限制軸承的、限制軸承的壓強壓強 p ： 2 2、限制軸承的、限制軸承的 pv 值值 ： smMpapv zdd Fn pv/ )(30000 0 F:軸向載荷，N； v：推力軸頸平均直徑處的 圓周速度，m/s