第十三章滑動軸承

1、第十三章滑動軸承第十三章滑動軸承 第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu) 第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料與軸瓦第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置 第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算 第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理 第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)一、徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)一、徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu) 常見的徑向滑動軸承結(jié)構(gòu)有整體式、剖分式和調(diào)心式。圖常見的徑向滑動軸承結(jié)構(gòu)有整體式、剖分式和調(diào)心式。圖13一一1所示為一整體式滑動軸

2、承，它由軸承座所示為一整體式滑動軸承，它由軸承座1和整體軸瓦和整體軸瓦2組成。整體式滑組成。整體式滑動軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、剛度大等優(yōu)點，但在裝拆時需要軸承動軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、剛度大等優(yōu)點，但在裝拆時需要軸承或軸作較大的軸向移動，故裝拆不便。而且當(dāng)軸頸與軸瓦磨損后，無或軸作較大的軸向移動，故裝拆不便。而且當(dāng)軸頸與軸瓦磨損后，無法調(diào)整其間的間隙。所以這種結(jié)構(gòu)常用于輕載、不需經(jīng)常裝拆且不重法調(diào)整其間的間隙。所以這種結(jié)構(gòu)常用于輕載、不需經(jīng)常裝拆且不重要的場合。要的場合。下一頁返回第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu) 剖分式軸承的結(jié)構(gòu)如圖剖分式軸承的結(jié)構(gòu)如圖13 -2所示，它由

3、軸承座所示，它由軸承座1、軸承蓋、軸承蓋2,剖分剖分式軸瓦式軸瓦7和連接螺柱和連接螺柱3等組成。為防止軸承座與軸承蓋間相對橫向錯動，等組成。為防止軸承座與軸承蓋間相對橫向錯動，接合面要做成階梯形或設(shè)止動銷釘。這種結(jié)構(gòu)裝拆方便，且在接合面接合面要做成階梯形或設(shè)止動銷釘。這種結(jié)構(gòu)裝拆方便，且在接合面之間可放置墊片，通過調(diào)整墊片的厚薄來調(diào)整軸瓦和軸頸間的間隙。之間可放置墊片，通過調(diào)整墊片的厚薄來調(diào)整軸瓦和軸頸間的間隙。 調(diào)心式軸承的結(jié)構(gòu)如圖調(diào)心式軸承的結(jié)構(gòu)如圖13 -3所示，其軸瓦和軸承座之間以球面所示，其軸瓦和軸承座之間以球面形成配合，使得軸瓦和軸相對于軸承座可在一定范圍內(nèi)擺動，從而避形成配合，使

4、得軸瓦和軸相對于軸承座可在一定范圍內(nèi)擺動，從而避免安裝誤差或軸的彎曲變形較大時，造成軸頸與軸瓦端部的局部接觸免安裝誤差或軸的彎曲變形較大時，造成軸頸與軸瓦端部的局部接觸所引起的劇烈偏磨和發(fā)熱。但由于球面加工不易，所以這種結(jié)構(gòu)一般所引起的劇烈偏磨和發(fā)熱。但由于球面加工不易，所以這種結(jié)構(gòu)一般只用在軸承的長徑比較大的場合。只用在軸承的長徑比較大的場合。下一頁上一頁返回第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)第一節(jié)滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)二、止推滑動軸承的結(jié)構(gòu)二、止推滑動軸承的結(jié)構(gòu) 止推滑動軸承用來承受軸向載荷，一般由軸承座和推力軸頸組成。止推滑動軸承用來承受軸向載荷，一般由軸承座和推力軸頸組成。常用的結(jié)構(gòu)形式有空心式、單

5、環(huán)式和多環(huán)式，其結(jié)構(gòu)見圖常用的結(jié)構(gòu)形式有空心式、單環(huán)式和多環(huán)式，其結(jié)構(gòu)見圖13 -4。通常。通常不用實心式軸頸，因其端面上的壓力分布很不均勻，靠近中心處的壓不用實心式軸頸，因其端面上的壓力分布很不均勻，靠近中心處的壓力很高，對潤滑極為不利。力很高，對潤滑極為不利。上一頁返回第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)與軸瓦結(jié)構(gòu)一、軸承合金一、軸承合金 軸承合金又稱巴氏合金。在軟基體金屬軸承合金又稱巴氏合金。在軟基體金屬(如錫、鉛如錫、鉛)中適量加人硬中適量加人硬金屬金屬(如銻如銻)形成，軟基體具有良好的跑合性、嵌藏性和順應(yīng)性，而硬形成，軟基體具有良好的跑合性、

6、嵌藏性和順應(yīng)性，而硬金屬顆粒則起到支撐載荷、抵抗磨損的作用。按基體材料的不同，可金屬顆粒則起到支撐載荷、抵抗磨損的作用。按基體材料的不同，可分為錫銻軸承合金和鉛銻軸承合金兩類。錫銻軸承合金的摩擦系數(shù)小，分為錫銻軸承合金和鉛銻軸承合金兩類。錫銻軸承合金的摩擦系數(shù)小，抗膠合性能良好，對油的吸附性強，且易跑合、耐腐蝕，因此常用于抗膠合性能良好，對油的吸附性強，且易跑合、耐腐蝕，因此常用于高速、重載場合，但價格較高，因此一般作為軸承襯材料而澆鑄在鋼、高速、重載場合，但價格較高，因此一般作為軸承襯材料而澆鑄在鋼、鑄鐵或青銅軸瓦上。鉛銻軸承合金的各種性能與錫銻軸承合金接近，鑄鐵或青銅軸瓦上。鉛銻軸承合金的

7、各種性能與錫銻軸承合金接近，但這種材料較脆，不宜承受較大的沖擊載荷，一般用于中速、中載的但這種材料較脆，不宜承受較大的沖擊載荷，一般用于中速、中載的軸承。軸承。下一頁返回第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)與軸瓦結(jié)構(gòu)二、青銅二、青銅 青銅類材料的強度高、耐磨和導(dǎo)熱性好，但可塑性及跑合性較差，青銅類材料的強度高、耐磨和導(dǎo)熱性好，但可塑性及跑合性較差，因此與之相配的軸頸必須淬硬。因此與之相配的軸頸必須淬硬。 青銅可以單獨做成軸瓦。為了節(jié)省有色金屬，也可將青銅澆鑄在青銅可以單獨做成軸瓦。為了節(jié)省有色金屬，也可將青銅澆鑄在鋼或鑄鐵軸瓦內(nèi)壁上。用作軸瓦材料的青銅

8、，主要有錫青銅、鉛青銅鋼或鑄鐵軸瓦內(nèi)壁上。用作軸瓦材料的青銅，主要有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅。在一般情況下，它們分別用于中速重載、中速中載和低速和鋁青銅。在一般情況下，它們分別用于中速重載、中速中載和低速重載的軸承上。重載的軸承上。三、鑄鐵三、鑄鐵 主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。鑄鐵類材料的塑性和跑合性差，但價主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。鑄鐵類材料的塑性和跑合性差，但價格低廉，適于低速、輕載的不重要場合的軸承。格低廉，適于低速、輕載的不重要場合的軸承。下一頁上一頁返回第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料第二節(jié)滑動軸承的失效形式、軸承材料與軸瓦結(jié)構(gòu)與軸瓦結(jié)構(gòu)四、粉末冶金材料四、粉末冶金材料 由金屬粉末和石墨高

9、溫?zé)Y(jié)成型，是一種多孔結(jié)構(gòu)金屬合金材料。由金屬粉末和石墨高溫?zé)Y(jié)成型，是一種多孔結(jié)構(gòu)金屬合金材料。在孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油，常稱為含油軸承。運轉(zhuǎn)時，軸瓦溫度升高，在孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油，常稱為含油軸承。運轉(zhuǎn)時，軸瓦溫度升高，由于油的膨脹系數(shù)比金屬大，因而自動進人摩擦表面起到潤滑作用。由于油的膨脹系數(shù)比金屬大，因而自動進人摩擦表面起到潤滑作用。常用于輕載、低速且不易經(jīng)常添加潤滑劑的場合。常用于輕載、低速且不易經(jīng)常添加潤滑劑的場合。五、非金屬材料五、非金屬材料 主要是塑料、橡膠、石半、尼龍等材料以及一些合成材料，成本主要是塑料、橡膠、石半、尼龍等材料以及一些合成材料，成本低，對潤滑無要求，易成型、抗

10、振動。在家電、輕工、玩具、小型食低，對潤滑無要求，易成型、抗振動。在家電、輕工、玩具、小型食品機械中使用較為廣泛。品機械中使用較為廣泛。上一頁返回第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置一、潤滑劑一、潤滑劑 軸承潤滑的目的在于降低摩擦功耗，減少磨損，同時還起到冷軸承潤滑的目的在于降低摩擦功耗，減少磨損，同時還起到冷卻、吸振、防銹等作用。軸承能否正常工作，和選用潤滑劑正確與否卻、吸振、防銹等作用。軸承能否正常工作，和選用潤滑劑正確與否有很大關(guān)系。滑動軸承常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑有很大關(guān)系?；瑒虞S承常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑等。等。 目前使用的

11、潤滑油大部分為礦物油。潤滑油最重要的性能指標(biāo)是目前使用的潤滑油大部分為礦物油。潤滑油最重要的性能指標(biāo)是黏度，它是潤滑油抵抗變形的能力，用以表征流體內(nèi)部的摩擦阻力大黏度，它是潤滑油抵抗變形的能力，用以表征流體內(nèi)部的摩擦阻力大小。黍占度的度量有多種指標(biāo)，如動力黏度、運動黏度、恩氏黏度等。小。黍占度的度量有多種指標(biāo)，如動力黏度、運動黏度、恩氏黏度等。下一頁返回第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置 潤滑脂是由潤滑油添加各種稠化劑和穩(wěn)定劑制成的膏狀潤滑劑。潤滑脂是由潤滑油添加各種稠化劑和穩(wěn)定劑制成的膏狀潤滑劑。潤滑脂密封簡單，不需經(jīng)常加添，不易流失。潤滑脂的主要性能指標(biāo)潤滑脂

12、密封簡單，不需經(jīng)常加添，不易流失。潤滑脂的主要性能指標(biāo)是針入度是針入度(用以表征潤滑脂的稀稠程度用以表征潤滑脂的稀稠程度)和滴點和滴點(用以表征潤滑脂的耐熱用以表征潤滑脂的耐熱性性)。潤滑脂對載荷和速度的變化有較大的適應(yīng)范圍，受溫度的影響。潤滑脂對載荷和速度的變化有較大的適應(yīng)范圍，受溫度的影響不大，但摩擦損耗較大，機械效率較低，故不宜用于高速。不大，但摩擦損耗較大，機械效率較低，故不宜用于高速。 固體潤滑劑可以在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力，主要固體潤滑劑可以在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力，主要品種有石墨、二硫化鑰、聚氟乙烯樹脂等等，通常只用于一些不適宜品種有石墨、二硫化鑰、聚氟乙

13、烯樹脂等等，通常只用于一些不適宜使用潤滑油的場合，例如在高溫介質(zhì)中，或在低速重載條件下。使用潤滑油的場合，例如在高溫介質(zhì)中，或在低速重載條件下。下一頁上一頁返回第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置第三節(jié)滑動軸承的潤滑劑及潤滑裝置二、潤滑裝置二、潤滑裝置 為達到預(yù)期的潤滑效果，除了正確的設(shè)計之外，還必須有正確的為達到預(yù)期的潤滑效果，除了正確的設(shè)計之外，還必須有正確的供油方式。對于需要間歇潤滑的場合，如輕載、低速、不重要的部位供油方式。對于需要間歇潤滑的場合，如輕載、低速、不重要的部位等，可以采用手工加注的方式。圖等，可以采用手工加注的方式。圖13 -9為幾種常用的油杯形式。為幾種常用的油杯形式。上一

14、頁返回第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算一、限制軸承的平均壓強一、限制軸承的平均壓強 限制軸承的平均壓強限制軸承的平均壓強P，以保證潤滑油不被過大的壓力所擠出，以保證潤滑油不被過大的壓力所擠出，避免工作表面的過度磨損，即避免工作表面的過度磨損，即 對于徑向軸承對于徑向軸承 下一頁返回第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算對于止推軸承對于止推軸承二、限制軸承的二、限制軸承的pv值值 由于腳值與摩擦功率成正比，它簡略地表征了軸承的發(fā)熱因素。由于腳值與摩擦功率成正比，它簡略地表征了軸承的發(fā)熱因素。限制軸承的腳值，可以防止軸承溫升過高，出

15、現(xiàn)膠合破壞。即限制軸承的腳值，可以防止軸承溫升過高，出現(xiàn)膠合破壞。即下一頁上一頁返回第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算對于徑向軸承對于徑向軸承對于止推軸承，上式應(yīng)取平均線速度，即對于止推軸承，上式應(yīng)取平均線速度，即下一頁上一頁返回第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算第四節(jié)非液體潤滑滑動軸承的設(shè)計計算三、限制軸承的滑動速度三、限制軸承的滑動速度 當(dāng)壓強當(dāng)壓強p較小時，即使較小時，即使p與與v都在許用范圍內(nèi)，也可能因滑動速度都在許用范圍內(nèi)，也可能因滑動速度/過大而加劇磨損，故要求過大而加劇磨損，故要求上一頁返回第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的

16、基本原理一、液體動壓潤滑的基本方程一、液體動壓潤滑的基本方程 液體動壓潤滑的基本方程是流體膜壓力分布的微分方程，又稱作液體動壓潤滑的基本方程是流體膜壓力分布的微分方程，又稱作雷諾方程。它是從鉆性流體動力學(xué)的基本方程出發(fā)，作了一些假設(shè)條雷諾方程。它是從鉆性流體動力學(xué)的基本方程出發(fā)，作了一些假設(shè)條件而簡化后得出的。具體的假設(shè)條件是件而簡化后得出的。具體的假設(shè)條件是:流體為不可壓縮的牛頓流體流體為不可壓縮的牛頓流體;流體膜中流體的流動是層流流體膜中流體的流動是層流;忽略壓力對流體黏度的影響忽略壓力對流體黏度的影響;忽略慣性力忽略慣性力及重力的影響及重力的影響;認為流體膜中的壓力沿膜厚方向是不變的。認

17、為流體膜中的壓力沿膜厚方向是不變的。下一頁返回第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理 如圖如圖13一一10所示，設(shè)有沿所示，設(shè)有沿z軸方向無限長的兩平板軸方向無限長的兩平板A和和B，它們，它們被潤滑油隔開，板被潤滑油隔開，板A沿沿x軸方向以速度軸方向以速度v移動，而另一板移動，而另一板B靜止?，F(xiàn)從靜止?，F(xiàn)從層流運動的油膜中取一微單元體進行分析。具體步驟如下層流運動的油膜中取一微單元體進行分析。具體步驟如下: (1)根據(jù)根據(jù)x方向的受力平衡條件方向的受力平衡條件(受力方向如圖受力方向如圖)，求油層流速分布。，求油層流速分布。 整理后得整理后得下一頁上一頁返回第五節(jié)液體動

18、壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理對上式兩次對上式兩次y積分，得積分，得下一頁上一頁返回第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理 (2)求潤滑油流量當(dāng)無側(cè)漏時，潤滑油在單位時間內(nèi)流經(jīng)任意截面上單位求潤滑油流量當(dāng)無側(cè)漏時，潤滑油在單位時間內(nèi)流經(jīng)任意截面上單位寬度面積的流量為寬度面積的流量為下一頁上一頁返回第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理(3)由各截面流量相等條件，可得由各截面流量相等條件，可得整理后得整理后得 上式即為一維雷諾方程。它是計算流體動壓軸承的基本方程，上式即為一維雷諾方程。它是計算流體動壓軸承的基本方程，它描述

19、了兩平板間油膜壓力它描述了兩平板間油膜壓力P的變化與潤滑油的黏度、相對滑動速度的變化與潤滑油的黏度、相對滑動速度和油膜厚度之間的關(guān)系，利用這一公式，經(jīng)積分后可求出油膜的承載和油膜厚度之間的關(guān)系，利用這一公式，經(jīng)積分后可求出油膜的承載能力。能力。下一頁上一頁返回第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理 由上可知，建立流體動力潤滑必須滿足以下條件由上可知，建立流體動力潤滑必須滿足以下條件: 兩相對滑動表面之間必須相互傾斜而形成收斂的楔形間隙。兩相對滑動表面之間必須相互傾斜而形成收斂的楔形間隙。 兩滑動表面應(yīng)具有一定的相對滑動速度，并且其速度方向應(yīng)該使?jié)檭苫瑒颖砻鎽?yīng)具有一定的相對滑動速度，并且其速度方向應(yīng)該使?jié)櫥陀纱罂诹鬟M，從小口流出。滑油由大口流進，從小口流出。 潤滑油應(yīng)具有一定的黏度，供油要充分。潤滑油應(yīng)具有一定的黏度，供油要充分。下一頁上一頁返回第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理第五節(jié)液體動壓軸承潤滑的基本原理二、徑向滑動軸承形成動壓油膜的過程二、徑向滑動軸承形成動壓油膜的過程 如圖如圖13一一11(a)所示，當(dāng)軸頸靜止時，軸頸處于軸承孔的最低位所示，當(dāng)軸頸靜止時，