機械設(shè)計第12章

1、第十二章 滑動軸承12-1 12-1 概述概述v 軸承是支承軸及軸上零件的一種重要部件。軸承是支承軸及軸上零件的一種重要部件。v 按軸承工作時的摩擦性質(zhì)不同，可分為按軸承工作時的摩擦性質(zhì)不同，可分為滑動摩擦軸承滑動摩擦軸承（滑動軸承）和（滑動軸承）和滾動摩擦軸承滾動摩擦軸承（滾動軸承）。（滾動軸承）。v 滑動軸承的發(fā)展已有幾千年的歷史。與滾動軸承相比，滑動軸承的發(fā)展已有幾千年的歷史。與滾動軸承相比，滑動軸承具有獨特的優(yōu)點，一直在金屬切削機床、汽滑動軸承具有獨特的優(yōu)點，一直在金屬切削機床、汽輪機、軋鋼機、大型電機、內(nèi)燃機、壓縮機、儀表、輪機、軋鋼機、大型電機、內(nèi)燃機、壓縮機、儀表、雷達、鐵路機車

2、、航空發(fā)動機附件、衛(wèi)星通訊地面站雷達、鐵路機車、航空發(fā)動機附件、衛(wèi)星通訊地面站及天文望遠鏡等方面應(yīng)用廣泛。及天文望遠鏡等方面應(yīng)用廣泛?；瑒樱ㄏ蛐模┹S承滑動（向心）軸承滾動軸承滾動軸承v 壽命長，適于高速壽命長，適于高速。如大型汽輪機、發(fā)電機多采用液。如大型汽輪機、發(fā)電機多采用液體摩擦滑動軸承；高速內(nèi)圓磨頭，轉(zhuǎn)速高達幾十萬轉(zhuǎn)，體摩擦滑動軸承；高速內(nèi)圓磨頭，轉(zhuǎn)速高達幾十萬轉(zhuǎn)，多采用氣體滑動軸承，用滾動軸承則壽命過短。多采用氣體滑動軸承，用滾動軸承則壽命過短。v 能承受沖擊和振動載荷能承受沖擊和振動載荷?；瑒虞S承工作表面間的油膜?；瑒虞S承工作表面間的油膜有緩沖和吸振的作用，故多用于沖床、軋鋼機械以及

3、有緩沖和吸振的作用，故多用于沖床、軋鋼機械以及往復(fù)式機械中。往復(fù)式機械中。v 運轉(zhuǎn)精度高，工作平穩(wěn)無噪音運轉(zhuǎn)精度高，工作平穩(wěn)無噪音。滑動軸承所含零件比?；瑒虞S承所含零件比滾動軸承少，制造、安裝可達到較高的精度，運轉(zhuǎn)精滾動軸承少，制造、安裝可達到較高的精度，運轉(zhuǎn)精度、工作平穩(wěn)性都優(yōu)于滾動軸承。度、工作平穩(wěn)性都優(yōu)于滾動軸承?；瑒虞S承的特點滑動軸承的特點v 結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。如曲軸上的軸承多采用剖分式。如曲軸上的軸承多采用剖分式滑動軸承，滾動軸承則無法應(yīng)用。滑動軸承，滾動軸承則無法應(yīng)用。v 承載能力大，可用于重載場合承載能力大，可用于重載場合。若用滾動軸承需專門。若用滾動軸承需專

4、門設(shè)計，造價較高。設(shè)計，造價較高。v 可用于特殊工作條件下?？捎糜谔厥夤ぷ鳁l件下。如水中或腐蝕介質(zhì)中，或徑如水中或腐蝕介質(zhì)中，或徑向空間尺寸受限制的場合。向空間尺寸受限制的場合?；瑒虞S承的特點滑動軸承的特點滑動軸承的分類滑動軸承的分類分分類類按受載按受載方向分方向分按潤滑按潤滑狀態(tài)分狀態(tài)分徑向止推軸承徑向止推軸承徑向軸承徑向軸承 止推軸承止推軸承液體潤滑軸承液體潤滑軸承不完全液體潤滑軸承不完全液體潤滑軸承自潤滑軸承自潤滑軸承按液體按液體潤滑承潤滑承載機理載機理分分液體動力潤滑軸承液體動力潤滑軸承液體靜壓潤滑軸承液體靜壓潤滑軸承 滑動軸承一般由軸滑動軸承一般由軸承座（殼體）、軸瓦承座（殼體）、軸

5、瓦和潤滑裝置組成。和潤滑裝置組成。 滑動軸承有滑動軸承有整體式整體式、對開式對開式、調(diào)心式調(diào)心式、調(diào)調(diào)隙式隙式和和多油楔式多油楔式等結(jié)等結(jié)構(gòu)。構(gòu)。12-2 滑動軸承的主要結(jié)構(gòu)形式滑動軸承的主要結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)簡單、成本低。但軸套磨損后無法調(diào)整軸承間隙，且只能從軸頸端結(jié)構(gòu)簡單、成本低。但軸套磨損后無法調(diào)整軸承間隙，且只能從軸頸端部裝拆。有軸套的軸承因軸套與軸承座之間無軸向定位面，所以一般不部裝拆。有軸套的軸承因軸套與軸承座之間無軸向定位面，所以一般不允許承受軸向載荷，無軸套的軸承更不允許承受軸向載荷。整體式軸承允許承受軸向載荷，無軸套的軸承更不允許承受軸向載荷。整體式軸承只用于低速輕載及間歇工作的機

6、器中。只用于低速輕載及間歇工作的機器中。整體式徑向滑動軸承整體式徑向滑動軸承對開式徑向滑動軸承對開式徑向滑動軸承 又叫剖分式。剖分面做成階梯形又叫剖分式。剖分面做成階梯形定位止口，安裝時便于對中；軸瓦定位止口，安裝時便于對中；軸瓦磨損后可通過減少剖分面處的墊片磨損后可通過減少剖分面處的墊片厚度來調(diào)整軸承與軸頸的間隙（同厚度來調(diào)整軸承與軸頸的間隙（同時修刮軸瓦內(nèi)孔）。時修刮軸瓦內(nèi)孔）。 剖分面一般布置在與徑向載荷近剖分面一般布置在與徑向載荷近于垂直的方向。若徑向載荷的方向于垂直的方向。若徑向載荷的方向與剖分面垂線的夾角大于與剖分面垂線的夾角大于3535，則，則應(yīng)用傾斜剖分式。應(yīng)用傾斜剖分式。對開

7、式徑向滑動軸承對開式徑向滑動軸承45 又叫自位軸承。軸瓦外表面做又叫自位軸承。軸瓦外表面做成球面形狀，與軸承蓋及軸承座成球面形狀，與軸承蓋及軸承座的球形內(nèi)表面相配合，球面中心的球形內(nèi)表面相配合，球面中心位于軸頸軸線上，軸瓦可自動調(diào)位于軸頸軸線上，軸瓦可自動調(diào)位，以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時所產(chǎn)位，以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時所產(chǎn)生的偏斜。生的偏斜。 當(dāng)軸承的寬徑比當(dāng)軸承的寬徑比B/d1.51.75時時采用調(diào)心軸承。調(diào)心軸承必須成采用調(diào)心軸承。調(diào)心軸承必須成對使用。對使用。調(diào)心軸承調(diào)心軸承 軸瓦的外表面為錐形，與一個具有圓錐內(nèi)表軸瓦的外表面為錐形，與一個具有圓錐內(nèi)表面的套筒相配合。軸瓦上開有縱向切口，旋轉(zhuǎn)面的套

8、筒相配合。軸瓦上開有縱向切口，旋轉(zhuǎn)兩端的調(diào)節(jié)螺母迫使軸瓦與套筒產(chǎn)生軸向相對兩端的調(diào)節(jié)螺母迫使軸瓦與套筒產(chǎn)生軸向相對移動，從而改變軸瓦與軸頸的徑向間隙。移動，從而改變軸瓦與軸頸的徑向間隙。 缺點是軸承內(nèi)表面會受力變形，故常用在一缺點是軸承內(nèi)表面會受力變形，故常用在一般用途的機床主軸上。般用途的機床主軸上。調(diào)隙式調(diào)隙式固定瓦固定瓦：將軸瓦內(nèi)表面制成多個楔：將軸瓦內(nèi)表面制成多個楔形槽，以形成多個油膜壓力分布區(qū)，形槽，以形成多個油膜壓力分布區(qū)，提高了軸的穩(wěn)定性和油膜剛度。如提高了軸的穩(wěn)定性和油膜剛度。如雙油楔橢圓軸承，雙油楔錯位軸承雙油楔橢圓軸承，雙油楔錯位軸承等。等?？蓛A瓦可傾瓦：扇形瓦塊的背面用球

9、鉸支：扇形瓦塊的背面用球鉸支承，可隨載荷、速度等的變化自動承，可隨載荷、速度等的變化自動調(diào)整油楔角度。調(diào)整油楔角度。共同的特點是即使在空載時，軸與共同的特點是即使在空載時，軸與軸瓦也相對偏心而形成必要的承載軸瓦也相對偏心而形成必要的承載油楔。多用于高速軸承。油楔。多用于高速軸承。多多油油楔楔軸軸承承橢橢圓圓軸軸承承多油楔軸承多油楔軸承用來承受軸向載用來承受軸向載荷。由軸承座和荷。由軸承座和止推軸頸組成，止推軸頸組成，常用的結(jié)構(gòu)形式常用的結(jié)構(gòu)形式有實心、空心、有實心、空心、單環(huán)式和多環(huán)式單環(huán)式和多環(huán)式等型式。等型式。止推滑動軸承止推滑動軸承軸承座軸承座徑向軸瓦徑向軸瓦止推軸瓦止推軸瓦Fa止推滑動

10、軸承止推滑動軸承FaFaFaFav 空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式改善?？招氖剑狠S頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式改善。v 單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，廣泛用于低速、輕載的場合。單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，廣泛用于低速、輕載的場合。v 多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低50%。 磨粒磨損磨粒磨損：灰塵、砂粒等引起；：灰塵、砂粒等引起； 刮傷刮傷：硬顆?；蜉S頸表面凸

11、峰劃傷；：硬顆粒或軸頸表面凸峰劃傷； 咬粘（膠合）咬粘（膠合）：溫升過高，載荷過大，潤滑不良時；：溫升過高，載荷過大，潤滑不良時； 疲勞剝落疲勞剝落：疲勞裂紋與滑動方向垂直；：疲勞裂紋與滑動方向垂直； 腐蝕腐蝕：潤滑劑氧化生成酸性物質(zhì)造成；：潤滑劑氧化生成酸性物質(zhì)造成； 由于工作條件不同，滑動軸承還可能出現(xiàn)由于工作條件不同，滑動軸承還可能出現(xiàn)氣蝕、流體氣蝕、流體侵蝕、電侵蝕、和微動磨損等損傷。侵蝕、電侵蝕、和微動磨損等損傷。12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料一、滑動軸承常見失效形式一、滑動軸承常見失效形式故障故障原因原因不干凈不干凈潤滑油潤滑油不足不足安裝安裝誤

12、差誤差對中對中不良不良超載超載腐蝕腐蝕制造制造精度低精度低氣蝕氣蝕其它其它比率比率38.311.115.98.16.05.65.52.86.7潘存云教授研制疲勞點蝕疲勞點蝕 潘存云教授研制表面劃傷表面劃傷 軸瓦磨損軸瓦磨損v良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性；良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性；v良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性；良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性；v足夠的強度和抗腐蝕能力；足夠的強度和抗腐蝕能力；v良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟性等。良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟性等。v應(yīng)根據(jù)主要要求選用適宜的材料。應(yīng)根據(jù)主要要求選用適宜的材料。二、軸承材料二、軸承材料軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。軸瓦和

13、軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。（一）對軸承材料性能的要求（一）對軸承材料性能的要求1) 1) 減摩性減摩性-材料副具有較低的摩擦系數(shù)。材料副具有較低的摩擦系數(shù)。2) 2) 耐磨性耐磨性-材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。3) 3) 抗膠合抗膠合-材料的耐熱性與抗粘附性。材料的耐熱性與抗粘附性。4) 4) 摩擦順應(yīng)性摩擦順應(yīng)性-材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不良的能力。動表面初始配合不良的能力。5) 5) 嵌入性嵌入性-材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨粒

14、磨損的性能。表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。6) 6) 磨合性磨合性-軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力?；ノ呛系谋砻嫘螤詈痛植诙鹊哪芰?。（粉末冶金材料，含油軸承）（粉末冶金材料，含油軸承） 鐵鐵石墨、青銅石墨、青銅石墨石墨多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料塑料、碳塑料、碳石墨、橡膠、木材石墨、橡膠、木材非金屬材料非金屬材料強度高、承載能力大、剛性好，強度高、承載能力大、剛性好，耐磨性好，但嵌入性和跑合性差，耐磨性好，但嵌入性和跑合性差，用于中速重載時用于中速重載時銅基合金銅基合金抗壓、抗疲勞強度較高，有良好的耐抗壓、抗疲勞強度較

15、高，有良好的耐蝕性、潤滑性和導(dǎo)熱性。但順應(yīng)性和蝕性、潤滑性和導(dǎo)熱性。但順應(yīng)性和跑合性差。多用于內(nèi)燃機軸承。跑合性差。多用于內(nèi)燃機軸承。鋁基合金鋁基合金其中的石墨有潤滑作用，價廉，但跑合性其中的石墨有潤滑作用，價廉，但跑合性差，脆。用于輕載、低速和無沖擊時。差，脆。用于輕載、低速和無沖擊時?；诣T鐵及灰鑄鐵及耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵錫基巴氏合金錫基巴氏合金 高速重載時高速重載時鉛基巴氏合金鉛基巴氏合金 中速中載時中速中載時軸承合金軸承合金金屬材料金屬材料( (二二) ) 常用的軸承材料常用的軸承材料1.1.軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）v 是錫、鉛、銻、銅等金屬的合金，是

16、錫、鉛、銻、銅等金屬的合金， 錫或鉛為基體。錫或鉛為基體。 v 優(yōu)點優(yōu)點：嵌入性和摩擦順應(yīng)性最好，很容易和軸頸磨合，：嵌入性和摩擦順應(yīng)性最好，很容易和軸頸磨合，不宜和軸頸發(fā)生咬粘。不宜和軸頸發(fā)生咬粘。v 缺點缺點：強度很低，不能單獨制作軸瓦，只能做軸承襯。：強度很低，不能單獨制作軸瓦，只能做軸承襯。價格較貴。價格較貴。v 適用于重載、中高速場合適用于重載、中高速場合2. 2. 銅合金銅合金v 青銅青銅是最常用的材料，有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅等幾是最常用的材料，有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅等幾種。錫青銅的減摩性和耐磨性最好，錫青銅的硬度比軸種。錫青銅的減摩性和耐磨性最好，錫青銅的硬度比軸承合金高，磨

17、合性及嵌入性差，適用于重載及中速場合。承合金高，磨合性及嵌入性差，適用于重載及中速場合。v 鉛青銅抗粘附能力強，適用于高速重載軸承。鉛青銅抗粘附能力強，適用于高速重載軸承。v 鋁青銅的強度及硬度較高，抗粘附能力較差，適用于低鋁青銅的強度及硬度較高，抗粘附能力較差，適用于低速、重載軸承。速、重載軸承。v 缺點缺點：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。v 青銅可以單獨制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄青銅可以單獨制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上。鐵軸瓦上。3.3.鋁基軸承合金鋁基軸承合金v 有相當(dāng)好的耐腐蝕性和較高的疲勞強度，

18、摩擦性能也有相當(dāng)好的耐腐蝕性和較高的疲勞強度，摩擦性能也較好。在部分領(lǐng)域取代了較貴的軸承合金與青銅。較好。在部分領(lǐng)域取代了較貴的軸承合金與青銅。4.4.灰鑄鐵及耐磨鑄鐵灰鑄鐵及耐磨鑄鐵v 由于鑄鐵性脆、磨合性差，用于不重要、低速輕載軸由于鑄鐵性脆、磨合性差，用于不重要、低速輕載軸承。承。5.5.多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料v 含油軸承，用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，含油軸承，用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲潤滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱龊??？纱鎯櫥?。可用于加油不方便的場合。軸瓦是軸承中與軸頸直接接觸的部分；軸瓦是軸承中與軸頸直接接觸的部分；為節(jié)省材料，常將軸瓦做成雙金屬或

19、三金屬的。即以為節(jié)省材料，常將軸瓦做成雙金屬或三金屬的。即以鋼、鑄鐵或青銅作瓦背，并在軸瓦內(nèi)表面澆鑄或軋制鋼、鑄鐵或青銅作瓦背，并在軸瓦內(nèi)表面澆鑄或軋制一層軸承合金，稱為軸承襯；一層軸承合金，稱為軸承襯；軸瓦應(yīng)具有一定的強度和剛度，在軸承中定位可靠，軸瓦應(yīng)具有一定的強度和剛度，在軸承中定位可靠，便于輸入潤滑劑，容易散熱，并且裝拆、調(diào)整方便；便于輸入潤滑劑，容易散熱，并且裝拆、調(diào)整方便；軸瓦在外形結(jié)構(gòu)、定位、油槽開設(shè)和配合等方面采用軸瓦在外形結(jié)構(gòu)、定位、油槽開設(shè)和配合等方面采用不同的形式以適應(yīng)不同的工作要求。不同的形式以適應(yīng)不同的工作要求。12-4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦是軸承中與軸頸直接接觸的部

20、分；軸瓦是軸承中與軸頸直接接觸的部分；為節(jié)省材料，常將軸瓦做成雙金屬或三金屬的。即以為節(jié)省材料，常將軸瓦做成雙金屬或三金屬的。即以鋼、鑄鐵或青銅作瓦背，并在軸瓦內(nèi)表面澆鑄或軋制鋼、鑄鐵或青銅作瓦背，并在軸瓦內(nèi)表面澆鑄或軋制一層軸承合金，稱為軸承襯；一層軸承合金，稱為軸承襯；軸瓦應(yīng)具有一定的強度和剛度，在軸承中定位可靠，軸瓦應(yīng)具有一定的強度和剛度，在軸承中定位可靠，便于輸入潤滑劑，容易散熱，并且裝拆、調(diào)整方便；便于輸入潤滑劑，容易散熱，并且裝拆、調(diào)整方便；軸瓦在外形結(jié)構(gòu)、定位、油槽開設(shè)和配合等方面采用軸瓦在外形結(jié)構(gòu)、定位、油槽開設(shè)和配合等方面采用不同的形式以適應(yīng)不同的工作要求。不同的形式以適應(yīng)不

21、同的工作要求。12-4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu)( (一一) ) 軸瓦的形式和構(gòu)造軸瓦的形式和構(gòu)造整體式整體式（又稱軸套）：分光滑軸套和帶縱向油槽的軸套。前者構(gòu)（又稱軸套）：分光滑軸套和帶縱向油槽的軸套。前者構(gòu)造簡單，用于輕載、低速或不經(jīng)常轉(zhuǎn)動的場合，后者便于向工作造簡單，用于輕載、低速或不經(jīng)常轉(zhuǎn)動的場合，后者便于向工作面供油，應(yīng)用較廣；面供油，應(yīng)用較廣；整體軸套整體軸套卷制軸套卷制軸套對開式厚壁軸瓦（鑄造）對開式厚壁軸瓦（鑄造）對開式薄壁軸瓦（對開式薄壁軸瓦（雙金屬板連續(xù)軋制）雙金屬板連續(xù)軋制）（二）軸瓦的定位（二）軸瓦的定位 軸瓦和軸承座不允許有相對移動。為防止軸瓦沿軸向軸瓦和軸承座不允許有相對移

22、動。為防止軸瓦沿軸向或軸向移動，可將其兩端做出或軸向移動，可將其兩端做出凸緣凸緣來作軸向定位，也來作軸向定位，也可用可用緊定螺釘或銷釘緊定螺釘或銷釘將其固定在軸承座上，或在軸瓦將其固定在軸承座上，或在軸瓦剖分面上沖出剖分面上沖出定位唇（凸耳）定位唇（凸耳）以供定位用。以供定位用。為潤滑軸承的工作表面，一般都在軸瓦上開設(shè)油孔、油為潤滑軸承的工作表面，一般都在軸瓦上開設(shè)油孔、油槽（油溝）。槽（油溝）。（三）（三） 油孔及油槽油孔及油槽進油孔進油孔油槽油槽F開設(shè)油孔和油槽的一般原則開設(shè)油孔和油槽的一般原則對于液體動壓徑向軸承，有軸向油槽和周向油槽兩種對于液體動壓徑向軸承，有軸向油槽和周向油槽兩種形式

23、。油槽應(yīng)開在非承載區(qū)內(nèi)，否則會破壞潤滑油膜形式。油槽應(yīng)開在非承載區(qū)內(nèi)，否則會破壞潤滑油膜的連續(xù)性，降低軸承的承載能力。的連續(xù)性，降低軸承的承載能力。周向油槽對軸承承載能力的影響軸向油槽分為單軸向油槽及雙軸向油槽，其長度一般可軸向油槽分為單軸向油槽及雙軸向油槽，其長度一般可為為 油槽軸瓦寬度的油槽軸瓦寬度的80%，以便在軸瓦兩端留出封油面，以便在軸瓦兩端留出封油面，防止?jié)櫥痛罅苛魇?。防止?jié)櫥痛罅苛魇?。單軸向油槽：對整體式徑向軸承，最好開在最大油膜厚單軸向油槽：對整體式徑向軸承，最好開在最大油膜厚度位置，以保證潤滑油從壓力最小的地方輸入；對于對度位置，以保證潤滑油從壓力最小的地方輸入；對于對開

24、式徑向軸承，常把軸向油槽開在軸承剖分面處，若軸開式徑向軸承，常把軸向油槽開在軸承剖分面處，若軸頸雙向運轉(zhuǎn)，可開設(shè)雙軸向油槽。頸雙向運轉(zhuǎn)，可開設(shè)雙軸向油槽。對于對于不完全液體潤滑軸承不完全液體潤滑軸承，應(yīng)使油槽盡量延伸到承載，應(yīng)使油槽盡量延伸到承載區(qū)最大壓力附近，以便向承載區(qū)充分供油。區(qū)最大壓力附近，以便向承載區(qū)充分供油。若載荷方向經(jīng)常變化，油槽可開在軸頸上。若載荷方向經(jīng)常變化，油槽可開在軸頸上。不完全液體潤滑軸承常用油槽形狀 用于要求不高，難以經(jīng)常供油，或低速重載及作擺動用于要求不高，難以經(jīng)常供油，或低速重載及作擺動運動處的軸承。參考表運動處的軸承。參考表12-4。12-5 滑動軸承潤滑劑的選

25、用滑動軸承潤滑劑的選用（一）潤滑脂及其選擇（一）潤滑脂及其選擇 當(dāng)壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小一些的品種；當(dāng)壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小一些的品種；反之，選擇針入度大一些的品種。反之，選擇針入度大一些的品種。選擇原則：選擇原則： 所用潤滑脂的滴點，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約所用潤滑脂的滴點，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約2030，以免工作時潤滑脂過多地流失。，以免工作時潤滑脂過多地流失。 在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性能強的鈣基在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性能強的鈣基或鋁基潤滑脂。在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基或鋁基潤滑脂。在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基潤滑脂。潤滑脂。

26、12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇 液體動壓軸承選油參考表液體動壓軸承選油參考表4-1； 不完全液體潤滑軸承選油參考表不完全液體潤滑軸承選油參考表12-4。（二）潤滑油及其選擇（二）潤滑油及其選擇 轉(zhuǎn)速高、壓力小時，選粘度低的油；轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速高、壓力小時，選粘度低的油；轉(zhuǎn)速低、壓力大時，選粘度高的油；速低、壓力大時，選粘度高的油；（三）固體潤滑劑（三）固體潤滑劑聚氟乙烯樹脂聚氟乙烯樹脂石墨石墨二硫化鉬（二硫化鉬（MoS2）-性能穩(wěn)定、性能穩(wěn)定、t 350 t 350 才開始氧化，可在水中工作。才開始氧化，可在水中工作。-摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣摩擦系數(shù)低，使用溫度范圍廣 (-603

27、00 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。-摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。摩擦系數(shù)低，只有石墨的一半。1.1.調(diào)和在潤滑油中；調(diào)和在潤滑油中；2.2.涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；涂覆、燒結(jié)在摩擦表面形成覆蓋膜；3.3.混入金屬或塑料粉末中燒結(jié)成型?；烊虢饘倩蛩芰戏勰┲袩Y(jié)成型。 在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力。通常在摩擦表面上形成固體膜以減小摩擦阻力。通常只用于一些有特殊要求的場合只用于一些有特殊要求的場合12-6 不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計計算 滑動軸承不是在任何條件下都有必要或能夠建立完全滑動軸承不是在任何條件下都有必要或能夠建立完全流體潤滑狀態(tài)。流體潤滑狀態(tài)。 處于速度低、載荷

28、大、有沖擊或間歇使用等條件下工處于速度低、載荷大、有沖擊或間歇使用等條件下工作的軸承多數(shù)處于混合潤滑狀態(tài)；作的軸承多數(shù)處于混合潤滑狀態(tài)； 不完全流體潤滑滑動軸承不完全流體潤滑滑動軸承的設(shè)計，主要是指邊界潤滑的設(shè)計，主要是指邊界潤滑軸承和混合潤滑軸承，也包括脂潤滑、油繩或滴油潤軸承和混合潤滑軸承，也包括脂潤滑、油繩或滴油潤滑以致無油潤滑軸承；滑以致無油潤滑軸承； 不完全流體潤滑滑動軸承不完全流體潤滑滑動軸承的的設(shè)計準則設(shè)計準則是：維護邊界膜是：維護邊界膜不受破壞。盡量減少軸承材料的磨損。不受破壞。盡量減少軸承材料的磨損。12-6 不完全流體潤滑滑動軸承設(shè)計計算不完全流體潤滑滑動軸承設(shè)計計算 為防

29、止過度的磨粒磨損而限制平均壓強為防止過度的磨粒磨損而限制平均壓強P ； 為防止軸承溫升過高易發(fā)生膠合而限制為防止軸承溫升過高易發(fā)生膠合而限制Pv ； 為防止局部發(fā)生嚴重的加速磨損而限制速度為防止局部發(fā)生嚴重的加速磨損而限制速度v。 由于促使邊界油膜破裂的因素較為復(fù)雜，目前只能進行簡化性的、條件性的設(shè)計計算：（一）徑向滑動軸承的計算（一）徑向滑動軸承的計算 P P（或（或PvPv）并未反）并未反映出潤滑油的特性。映出潤滑油的特性。軸頸軸瓦材料及表軸頸軸瓦材料及表面加工質(zhì)量等因素面加工質(zhì)量等因素對油膜的影響，通對油膜的影響，通常都在許用的常都在許用的 P P 、 PvPv 值中加以考慮。值中加以考

30、慮。MPapdBFp 1.1.驗算軸承的平均壓力驗算軸承的平均壓力P P P是軸承單位投影面積是軸承單位投影面積上的載荷，限制平均壓上的載荷，限制平均壓力是為了防止?jié)櫥捅涣κ菫榱朔乐節(jié)櫥捅煌耆珨D出，使軸瓦不致完全擠出，使軸瓦不致過度磨損；過度磨損；2. 2. 驗算軸承的驗算軸承的Pv值值式中，式中，v軸頸圓周速度，即滑動速度，軸頸圓周速度，即滑動速度，m/s。 n軸頸轉(zhuǎn)速，軸頸轉(zhuǎn)速，r/min。 pv 軸承材料的許用值，軸承材料的許用值，MPam/s，見表見表12-212-2。 軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗軸承的發(fā)熱量與其單位面積上的摩擦功耗 fpv 成正比，成正比，pv 值越高，

31、軸承溫升越高，容易引起邊界膜破裂，限值越高，軸承溫升越高，容易引起邊界膜破裂，限制制 pv 值就是防止軸承過熱。值就是防止軸承過熱。smMPpvBFndnBdFpv/ 191001000603.3.驗算滑動速度驗算滑動速度式中，式中，v許用滑動速度，見表許用滑動速度，見表12-2。 當(dāng)平均壓強當(dāng)平均壓強 P 較小時，即使較小時，即使 P 和和 Pv 都都 在許用范圍內(nèi)，在許用范圍內(nèi)，也可能由于速度過快而加速磨損。因為也可能由于速度過快而加速磨損。因為 P 只是平均壓只是平均壓力，在軸發(fā)生彎曲或不同心等引起的一系列誤差及振力，在軸發(fā)生彎曲或不同心等引起的一系列誤差及振動的影響下，軸承邊緣可能產(chǎn)生

32、相當(dāng)高的壓力，從而動的影響下，軸承邊緣可能產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，從而使局部的使局部的 Pv 值超限。值超限。 滑動軸承所選用的材料及尺寸驗算合格后，應(yīng)選取恰滑動軸承所選用的材料及尺寸驗算合格后，應(yīng)選取恰當(dāng)?shù)呐浜?，一般為?dāng)?shù)呐浜?，一般為H9/d9，H8/f7或或H7/f6。smvv/ （二）止推滑動軸承的計算（二）止推滑動軸承的計算 空心式：接觸面上壓力分布較均勻，潤滑改善；空心式：接觸面上壓力分布較均勻，潤滑改善； 單環(huán)式：結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，適于低速、輕載；單環(huán)式：結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，適于低速、輕載； 多環(huán)式：能承受較大軸向載荷，可雙向承載，但載荷多環(huán)式：能承受較大軸向載荷，可雙向承載，但載荷在

33、各環(huán)間分布不均在各環(huán)間分布不均,應(yīng)將表中應(yīng)將表中p及及pv 值降低值降低50%?？招氖絾苇h(huán)式多環(huán)式1. 驗算軸承的平均壓力驗算軸承的平均壓力2. 驗算軸承的驗算軸承的pv值值)(42122pddZFAFpaa 2 10006021ddnv )(3000012pvddnFpva Fa 軸向載荷，NZ 環(huán)的數(shù)目p 許用壓力，見表 12-5d2 環(huán)形支承面外徑d1 環(huán)形支承面內(nèi)徑n 軸頸轉(zhuǎn)速v 軸頸圓周速度pvpv的許用值，見表 12-512-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計計算設(shè)計計算(一) 流體動力潤滑的基本方程(二) 徑向滑動軸承形成流體潤滑的過程(四) 徑向滑動軸承工

34、作能力計算(三) 徑向滑動軸承的主要幾何關(guān)系(五) 參數(shù)選擇(一一) 流體動力潤滑的基本方程流體動力潤滑的基本方程 流體動壓潤滑理論流體動壓潤滑理論的基本方程是流體的基本方程是流體膜壓力分布的微分膜壓力分布的微分方程；方程； 它從粘性流體動力它從粘性流體動力學(xué)的基本方程出發(fā)，學(xué)的基本方程出發(fā)，做了一些假設(shè)條件做了一些假設(shè)條件（一）流體動力潤滑的基本方程（一）流體動力潤滑的基本方程 流體為牛頓流體流體為牛頓流體，即應(yīng)力與速度梯度成正比：，即應(yīng)力與速度梯度成正比： 流體的流動為層流流體的流動為層流，油膜中不存在渦流和湍流。對于高速大型軸，油膜中不存在渦流和湍流。對于高速大型軸承，可能處于湍流潤滑；

35、承，可能處于湍流潤滑； 流體不可壓縮，忽略壓力對流體粘度的影響流體不可壓縮，忽略壓力對流體粘度的影響，即粘度不隨壓力而，即粘度不隨壓力而變化。特別是沿油膜厚度方向粘度不變變化。特別是沿油膜厚度方向粘度不變 ； 忽略重力及慣性力的影響忽略重力及慣性力的影響； 兩個板為無限寬，即兩個板為無限寬，即潤滑油在寬度方向沒有流動；潤滑油在寬度方向沒有流動； 流體膜中的壓力沿膜厚方向不變動。流體膜中的壓力沿膜厚方向不變動。dydu假定：假定：流體動壓潤滑基本方程流體動壓潤滑基本方程 上式表明了沿上式表明了沿 x 軸方向的壓力變化與沿軸方向的壓力變化與沿 y 軸方向的速度變軸方向的速度變化的關(guān)系?；年P(guān)系。0

36、)()(dxdzdyydydzdxxppdxdzpdydz22yuxpyu在在 x 方向取力的平衡有：方向取力的平衡有：展開，并根據(jù)牛頓粘性流體摩擦定律展開，并根據(jù)牛頓粘性流體摩擦定律( )，得，得（12-712-7）1. 油層的速度分布油層的速度分布xpyhyhyhvu2)()(將式（將式（12-7）對）對 y 積分兩次得：積分兩次得： 上式表明，上式表明，u由兩部分組成：前面一項表示速度呈線由兩部分組成：前面一項表示速度呈線形分布，是由兩表面相對滑動引起的，稱為形分布，是由兩表面相對滑動引起的，稱為剪切流剪切流；后一項表示速度呈拋物線分布，是由油流壓力沿后一項表示速度呈拋物線分布，是由油流

37、壓力沿x方方向變化（即與壓力梯度向變化（即與壓力梯度 有關(guān)）引起的，稱為有關(guān)）引起的，稱為壓壓力流力流。xp動壓潤滑速度分布動壓潤滑速度分布xphyyvVhyhv2)( )(212. 潤滑油流量潤滑油流量設(shè)在設(shè)在 p=pmax 處的油膜厚度為處的油膜厚度為 h0，該截面內(nèi)的流量為：，該截面內(nèi)的流量為：xphvhdyxpyhyhyhvudyqhh1222)()(300據(jù)前述假定，流體無據(jù)前述假定，流體無 z 方向流動，則單位時間內(nèi)流經(jīng)任意方向流動，則單位時間內(nèi)流經(jīng)任意截面上單位寬度面積的流量為：截面上單位寬度面積的流量為：20vhq 整理得整理得xphvhvh122230)(603hhhvxp上

38、式為計算流體動壓軸承的上式為計算流體動壓軸承的一維雷諾方程一維雷諾方程?？梢钥闯觯湍??？梢钥闯?，油膜壓力的變化與潤滑油的粘度、表面滑動速度和油膜厚度及其壓力的變化與潤滑油的粘度、表面滑動速度和油膜厚度及其變化有關(guān)。利用這一公式可求得油膜上各點壓力變化有關(guān)。利用這一公式可求得油膜上各點壓力 p 沿沿 x 方向方向的分布，再將該壓力分布積分便可求得油膜的承載能力。的分布，再將該壓力分布積分便可求得油膜的承載能力。對于連續(xù)流動，各截面流量相等，即：對于連續(xù)流動，各截面流量相等，即：流體動壓潤滑基本方程動壓潤滑壓力分布動壓潤滑壓力分布bh0 ，則，則 p/ x 0，即壓力沿，即壓力沿 x 方向逐漸增

39、大，方向逐漸增大，從而從而 2u/ y20，故速度分布曲線呈凹形；，故速度分布曲線呈凹形； 在在bc段，段，hh0 ，則，則 p/ x 0，即壓力沿，即壓力沿 x 方向逐漸降低，方向逐漸降低，從而從而 2u/ y2 3540C，則表示軸承熱平衡易于建立，軸承的承載則表示軸承熱平衡易于建立，軸承的承載能力尚未用盡。此時應(yīng)降低給定的平均溫度，并允許適當(dāng)?shù)啬芰ι形从帽M。此時應(yīng)降低給定的平均溫度，并允許適當(dāng)?shù)丶哟筝S瓦及軸頸的表面粗糙度，再行計算；加大軸瓦及軸頸的表面粗糙度，再行計算；若若t i 3540C，則表示軸承不易達到熱平衡狀態(tài)。此時需加則表示軸承不易達到熱平衡狀態(tài)。此時需加大間隙，并適當(dāng)降低軸

40、承及軸頸的表面粗糙度，再作計算；大間隙，并適當(dāng)降低軸承及軸頸的表面粗糙度，再作計算；Ctm752tttmiCtCtCtmi3010 , 75 , 4535為保證軸承的承載能力，應(yīng)使為保證軸承的承載能力，應(yīng)使由由 ，可在給定，可在給定 tm 和求出和求出 t 的基礎(chǔ)上，的基礎(chǔ)上，校核潤滑油的入口溫度。校核潤滑油的入口溫度。一般應(yīng)使一般應(yīng)使（五）參數(shù)選擇（五）參數(shù)選擇 滑動軸承的設(shè)計參數(shù)分為兩類：滑動軸承的設(shè)計參數(shù)分為兩類： 第一類參數(shù)第一類參數(shù)是給定的或由設(shè)計人員預(yù)定的。如：軸是給定的或由設(shè)計人員預(yù)定的。如：軸承載荷承載荷p、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n、粘度、粘度 、軸承尺寸、軸承尺寸r 、 、B及包角及包角

41、 等；等； 第二類參數(shù)第二類參數(shù)是從屬參數(shù)，由第一類參數(shù)派生而來。是從屬參數(shù)，由第一類參數(shù)派生而來。如：如：hmin、 t、f等；等； 軸承設(shè)計的基本問題就是合理地選擇第一類參數(shù)，從軸承設(shè)計的基本問題就是合理地選擇第一類參數(shù)，從而確保第二類參數(shù)不超過給定的極限值。而確保第二類參數(shù)不超過給定的極限值。1.1.寬徑比寬徑比B/ /d 一般推薦一般推薦 寬徑比小，軸承的軸向尺寸小，占用空間小，有利于寬徑比小，軸承的軸向尺寸小，占用空間小，有利于增大軸承壓強，提高運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，增大端泄流量，減增大軸承壓強，提高運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，增大端泄流量，減少摩擦功耗和降低溫升，減輕軸頸端部與軸承的邊緣少摩擦功耗和降低溫升，減輕軸頸端部與軸承的邊緣接觸。但寬徑比小，承載能力相應(yīng)降低