第17章 滑動(dòng)軸承

1、第17章 滑動(dòng)軸承1 1 概述概述2 2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型徑向滑動(dòng)軸承的主要類型3 3 滑動(dòng)軸承材料滑動(dòng)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(dòng)軸承的條件性計(jì)算滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)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(dòng)（摩擦）軸承滑動(dòng)（摩擦）軸承17-1 概述 二、特點(diǎn)： 1、滑動(dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、噪聲較滾動(dòng)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(dòng)軸承的起動(dòng)摩擦力較滾動(dòng)軸承大得多。17-

2、1 概述三、應(yīng)用場(chǎng)合 機(jī)床、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等四、設(shè)計(jì)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(jì)算軸承工作能力。17-2 徑向滑動(dòng)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(diǎn)為間隙無法調(diào)整，軸頸只能從端部裝入。17-2 徑向滑動(dòng)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

3、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(shí)錯(cuò)動(dòng)。工作時(shí)錯(cuò)動(dòng)。 寬徑比寬徑比B/d1.5時(shí)，時(shí)，可采用自動(dòng)調(diào)心軸承可采用自動(dòng)調(diào)心軸承17-2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型17-3 滑動(dòng)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(duì)軸承材料的要求一、對(duì)軸承材料的要求 軸瓦的失效形式是磨損，由于強(qiáng)度不足而出現(xiàn)的疲軸瓦的失效形式是磨損，由于強(qiáng)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

4、現(xiàn)象也時(shí)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(shí)有發(fā)生。因此對(duì)軸承材料的主要要求如下：有發(fā)生。因此對(duì)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(qiáng)，能形成牢固的邊界吸附膜；）與潤滑劑的親和力強(qiáng)，能形成牢固的邊界吸附膜；2）摩擦系數(shù)低，發(fā)生摩擦?xí)r，摩擦表面溫度低，防止邊）摩擦系數(shù)低，發(fā)生摩擦?xí)r，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(dāng)邊界膜破壞時(shí)，能迅速形成新的邊界膜，這些性能）當(dāng)邊界膜破壞時(shí)，能迅速形成新的邊界膜，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)，

5、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(dòng)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(dāng)處于邊界磨損狀態(tài)時(shí)，在穩(wěn)定磨損階段的磨損率要當(dāng)處于邊界磨損狀態(tài)時(shí)，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(jī)械低，以便長期保持尺寸精度，磨損率取決于材料的機(jī)械性能、表面粗糙度和邊界膜強(qiáng)度。性能、表面粗糙度和邊界膜強(qiáng)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。因磨損和塑性變型而磨合。磨合時(shí)，軸頸和軸承的真實(shí)接觸面積增大，因而降低磨合時(shí)，軸頸和軸承的真實(shí)接觸面積增大，因而降低了單位面積的壓

6、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(dòng)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常靠產(chǎn)生彈性和塑性變型以及磨損來補(bǔ)償對(duì)軸承材料?？慨a(chǎn)生彈性和塑性變型以及磨損來補(bǔ)償對(duì)中誤差和適應(yīng)其幾何誤差而不影響運(yùn)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(yùn)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

7、嵌藏性較好。藏性較好。5、抗粘著性、抗粘著性粘著磨損嚴(yán)重時(shí)，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力稱粘著磨損嚴(yán)重時(shí)，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力稱抗粘著性。抗粘著性。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。互摩擦，均可提高抗粘著能力。17-3 滑動(dòng)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性物質(zhì)腐蝕，在軸瓦表面形成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展成海綿狀性物質(zhì)腐蝕，在軸瓦表面形成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)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

8、小塊剝落。雖然軸承材料中的銀、銅等元素在溫度不高時(shí)與油中的硫生成硫化物膜，的銀、銅等元素在溫度不高時(shí)與油中的硫生成硫化物膜，能起減摩的作用，但在高溫時(shí)，這種膜極易破裂剝落。能起減摩的作用，但在高溫時(shí)，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(dāng)?shù)挠涂商岣吣臀g性。和選取適當(dāng)?shù)挠涂商岣吣臀g性。7、抗壓強(qiáng)度和耐疲性、抗壓強(qiáng)度和耐疲性軸上載荷要通過軸承傳到機(jī)座上，受載要有疲勞強(qiáng)軸上載荷要通過軸承傳到機(jī)座上，受載要有疲勞強(qiáng)度，靜載要有抗壓強(qiáng)度。度，靜載要有抗壓強(qiáng)度。8、工藝性、工藝性 9、經(jīng)濟(jì)性、經(jīng)濟(jì)性17-3 滑動(dòng)軸承材

9、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(qiáng)度低，僅用作強(qiáng)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

10、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。6.36.36.33.23.23.23.225其余D(H8)D (K6)017-4 軸瓦結(jié)構(gòu)二、滑動(dòng)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(yán)重，摩擦表面無潤滑劑，功率損失嚴(yán)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

11、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(dòng)軸承都是這種摩擦狀態(tài)。多數(shù)滑動(dòng)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(dòng)軸承滑動(dòng)軸承液體摩擦滑液體摩擦滑動(dòng)軸承動(dòng)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；

12、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 軸瓦結(jié)構(gòu) 用油孔和油溝將油導(dǎo)用油孔和油溝將油導(dǎo)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(duì)軸承的工作能力和壽對(duì)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

13、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(xué)）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

14、可根據(jù)系數(shù)k選定選定P：平均壓強(qiáng)平均壓強(qiáng)Mpa；v：軸頸線速度軸頸線速度m/sk2：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)潤滑；壓力循環(huán)潤滑17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算一、工作能力準(zhǔn)則一、工作能力準(zhǔn)則1、失效形式、失效形式磨損、膠合磨損、膠合2、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)依據(jù)保證邊界膜不被破壞。保證邊界膜不被破壞。3、計(jì)算方法：、計(jì)算方法：簡化計(jì)算（條件性計(jì)算）簡化計(jì)算（條件性計(jì)算）失失 效效 形形 式式 圖圖 例例磨損及膠合點(diǎn)蝕及金屬剝落1 1、限制軸承平均壓強(qiáng)、限制軸承平均壓強(qiáng) pdBFpF F

15、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；p p 許用壓強(qiáng)許用壓強(qiáng),Mpa,Mpa。：，。2 2、限制、限制pvpv值值20000100060pvBFndndBFpvMpam/sMpam/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(dòng)軸承的條件性計(jì)算3 3、限制滑動(dòng)速度、限制滑動(dòng)速度v vsmvdnv/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

16、徑比0 . 1dBvv，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：）由：pdBFppFd 綜合應(yīng)用：綜合應(yīng)用：2 2）由：）由：100060vdnvnvd1000601)1) dd 2)2)p、pv、v見表見表17.1、17.217-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)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(shí)心、單環(huán)、多環(huán)17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算實(shí)心式：由于跑和時(shí)中心與邊緣的磨損不均勻，實(shí)心式：由于跑和時(shí)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(qiáng)極愈近邊緣部分磨損愈快，所以中心部分壓強(qiáng)極高，空心式和環(huán)狀軸頸可以克服這一缺點(diǎn)。載高，空心式和環(huán)狀軸頸可以克服這一缺點(diǎn)。載荷很大時(shí)可以采用多環(huán)軸頸，它能承受雙向軸荷很大時(shí)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(dòng)軸承的條件性計(jì)算17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算MpapkddzFpa)(420211 1、限制軸承的、限制軸承的壓強(qiáng)壓強(qiáng) p ：2 2、限制軸承的、限制軸承的 pv 值值 ：smMpapvzddFnpv/)(300000F:軸向載荷，N；v：推力軸頸平均直