滑動軸承簡介

PresentedbyWusMaintainBobzhang滑動軸承簡介1）支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉精度；2）減少轉軸與支承之間的摩擦和磨損分類：滾動軸承軸承的功用：滑動軸承應用實例：汽輪機、離心式壓縮機、內(nèi)燃機、大型電機、水泥攪拌機、滾筒清砂機、破碎機等機械常采用滑動軸承。優(yōu)點多，應用廣用于高速、高精度、重載、結構上要求剖分等場合。由于滑動軸承的摩擦損耗一般較大，維護也比較復雜，故很多場合常為滾動軸承取代。只是由于滑動軸承本身一些獨特的特點，使得在某些特殊場合仍占重要地位。目前，滑動軸承主要應用于以下幾種情況：1.1滑動軸承的應用1.轉速特別高的場合;2.載荷特別大的場合;3.對軸的支承精度要求特別高的場合;4.承受較大沖擊、振動的場合;5.徑向空間比較小的場合;6.特殊的支承場合，如曲軸;7.特殊的使用場合，如水下、有腐蝕的介質。1.干摩擦固體表面直接接觸，因而不允許出現(xiàn)干摩擦！2.邊界摩擦1.2

摩擦狀態(tài)→功耗↑磨損↑溫度↑→燒毀軸瓦運動副表面有一層厚度<1μm的薄油膜，不足以將兩金屬表面分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削。比干摩擦的磨損輕，f≈0.1~0.3v有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。3.液體摩擦摩擦和磨損極輕，f≈0.001~0.01vvvfηn/po在一般機器中，摩擦表面多邊界摩擦和液體摩擦的混合狀態(tài)，稱為混合摩擦（或稱為非液體摩擦）。邊界摩擦混合摩擦液體摩擦摩擦特性曲線稱無量綱參數(shù)ηn/p為軸承特性數(shù)。η-動力粘度，p-壓強，n-每秒轉數(shù)1.3滑動軸承的分類???íì1.3.1按承受載荷的方向分：（1）徑向軸承（支反力垂直于軸中心線）又叫向心滑動軸承（2）推力軸承（承受軸向載荷）又叫止推軸承（3）徑向－推力軸承（同時受徑向和軸向載荷）又叫向心止推軸承而徑向軸承有兩種基本的型式：（1）整體式滑動軸承（又叫軸套）（2）剖分式滑動軸承（又叫軸瓦）?徑向滑動軸承的典型結構1

一、徑向滑動軸承

(又稱向心滑動軸承)按結構可分為１．整體式

優(yōu)點：

軸承座因磨損而造成的間隙無法調(diào)整；只能從沿軸向裝入或拆出。

結構簡單，成本低廉。缺點：整體軸套螺紋孔(油杯孔)整體軸套組成：軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦、軸承蓋螺栓；

剖分式向心滑動軸承螺紋孔軸承座軸承蓋聯(lián)接螺栓剖分軸瓦2.剖分式向心滑動軸承

特點：1）剖分面做成階梯面（定位）；2）剖分面必須垂直于將來的載荷；

3）軸承蓋壓緊軸瓦，保證軸瓦不在軸承座中轉動；4）油孔的位置應開在非承載面。5)結構復雜、可以調(diào)整磨損而造成的間隙、安裝方便。榫口作用：用來承受軸向載荷

二、推力（止推）滑動軸承組成：推力滑動軸承由3部分組成，即推力軸頸、推力軸瓦和軸承座。在混合摩擦滑動軸承中有時軸瓦和軸承座制成一體。止推滑動軸承結構如圖所示，可分為三種形式：

（a）實心止推滑動軸承，軸頸端面的中部壓強比邊緣的大，潤滑油不易進人，潤滑條件差。

（b）空心止推滑動軸承，軸頸端面的中空部分能存油，壓強也比較均勻，承載能力不大。

（c）多環(huán)止推滑動軸承，壓強較均勻，能承受較大載荷。但各環(huán)承載不等，環(huán)數(shù)不能太多。液體靜壓軸承液體摩擦滑動軸承液體動壓軸承在滑動表面間輸入一定壓力的潤滑油，靠潤滑油的壓力使兩表面分開，并形成油膜。1.3.2

按工作時的摩擦狀態(tài)分液體摩擦軸承—兩摩擦表面處于液體摩擦狀態(tài)，軸承的阻力為潤滑油的內(nèi)摩擦力。利用軸頸旋轉時的泵油作用把油帶入摩擦面間，建立油膜把摩擦面分開。非液體摩擦軸承—兩摩擦表面處于邊界摩擦狀態(tài)和混合摩擦狀態(tài)下的滑動軸承。

1.3.3

按所使用的潤滑劑的種類分液體潤滑軸承氣體潤滑軸承半固體潤滑軸承—以潤滑油、水、液態(tài)金屬等液體作潤滑劑的軸承?！詺怏w如空氣、氫、氬、氦等作潤滑劑的軸承?！獫櫥茸鳚櫥瑒┑妮S承。固體潤滑軸承—以固體，如二硫化鉬、石墨、酞青染料、聚四氟乙烯等作潤滑利的軸承。1.3.4按是否調(diào)心分為：調(diào)心滑動軸承非調(diào)心滑動軸承節(jié)流器節(jié)流器D~1.4

靜壓軸承與空氣軸承簡介一、靜壓軸承工作原理：依靠供油裝置，將高壓油壓入軸承間隙中，強制形成油膜。特點：靜壓軸承載任何工況下都能勝任工作。d0d0常用節(jié)流器關鍵器件：節(jié)流器節(jié)流器作用：根據(jù)外載荷的變化自動調(diào)節(jié)各油腔內(nèi)的壓力。油臺起密封作用二、空氣軸承空氣也是一種流體潤滑劑，其粘度只有L-AN7潤滑油的1/4000，摩擦力小到可忽略不計，因此可用于數(shù)十萬轉的超高速軸承?？諝廨S承的工作原理與液體潤滑軸承本質上是一樣。分靜壓和動壓兩種。氣膜厚度----20μm制造精度↑

嚴格過濾優(yōu)點：1)不隨溫度變化，可用于高溫或低溫；2)沒有油污染的危險；3)回轉精度高，運行噪音低。缺點：承載能力不大，密封困難。廠內(nèi)應用的地方有靜電噴涂噴槍處，其轉速達到5萬轉以上。1.5軸承的結構及材料1.5.1軸瓦的定位

為防止軸瓦做軸向和周向移動，常將軸瓦兩端做出凸緣作軸向定位，也可用緊定螺釘或銷釘將其固定在軸承座上。

1.5.2

油孔和油溝：徑向滑動軸承的軸瓦內(nèi)孔為圓柱形。若載荷方向向下，則下軸瓦為承載區(qū)，上軸瓦為非承載區(qū)。潤滑油應由非承載區(qū)引入，所以在頂部開進油孔。在軸瓦內(nèi)表面，以進油口為中心沿縱向、斜向或橫向開有油溝，以利于潤滑油均布在整個軸頸上。

通常油溝的軸向長度約為軸瓦寬度的80%,

如圖所示,以便在軸瓦兩端留出封油部分,防止?jié)櫥偷牧魇?。軸瓦的油溝一般應開設在非壓力區(qū)或剖分面上?；瑒虞S承殼體和軸瓦的結構尺寸,可參看有關手冊、圖冊中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和公式，并結合設計要求確定。油溝的形式1.5.3.軸承襯

為節(jié)約貴重的減摩材料和便于修理,常制成雙金屬軸瓦,即以鋼、鑄鐵或青銅軸承襯金屬軸瓦一般是鑄造的，在瓦背上澆鑄軸承襯時,為了使軸承襯貼附牢固,應在瓦背上預制燕尾形或螺紋形溝槽。做瓦背,再在瓦背上澆鑄一薄層減摩材料(軸承襯)以提高軸瓦的工作性能。厚度從零點幾個毫米到6毫米。薄壁軸瓦軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。進油孔油溝F厚壁軸瓦整體軸套卷制軸套軸承中分面常布置成與載荷垂直或接近垂直。當載荷垂直向下或略有偏斜時，軸承剖分面常為水平方向。若載荷方向有較大偏斜時，則軸承的剖分面也斜著布置（通常傾斜45），使剖分平面垂直于或接近垂直于載荷方向。大型液體滑動軸承常設計成兩邊供油的形式，既有利于形成動壓油膜，又起冷卻作用。45?材料要求：軸瓦及軸承襯材料1）摩擦系數(shù)小；2）導熱性好，熱膨脹系數(shù)小；3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強；4）有足夠的機械強度和塑性。軸承襯一、軸承合金（白合金、巴氏合金）1）錫銻軸承合金優(yōu)點：

f小，抗膠合性能好、對油的吸附性強、耐腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。2）青銅缺點：價格貴、機械強度較差；只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。工作溫度：t<120℃

由于巴式合金熔點低優(yōu)點：青銅強度高、承載能力大、耐磨性和導熱性都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達250℃。缺點：可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。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。鋁青銅鉛青銅錫青銅→中速重載→中速中載→低速重載3）具有特殊性能的軸承材料含油軸承：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?。橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動使運轉平穩(wěn)，可用水潤滑。常用于潛水泵、沙石清洗機、鉆機等有泥沙的場合。塑料軸承：具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學溶液等潤滑的優(yōu)點。運轉時軸瓦溫度升高，由于油的膨脹系數(shù)比金屬大，油自動進入摩擦表面起到潤滑作用。含油軸承加一次油，可使用較長時間。鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。缺點：導熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此缺陷，可作為軸承襯粘復在金屬軸瓦上使用。一、動壓潤滑的形成和原理和條件

1.6

動壓潤滑的基本原理FFFF先分析平行板的情況。板B靜止，板A以速度向左運動，板間充滿潤滑油，無載荷時，液體各層的速度呈三角形分布，近油量與處油量相等，板A不會下沉。但若板A有載荷時，油向兩邊擠出，板A逐漸下沉，直到與B板接觸。兩平形板之間不能形成壓力油膜！

v

vvh1aah2cc如兩板不平行板。板間間隙呈沿運動方向由大到小呈收斂楔形分布，且板A有載荷，當板A運動時，兩端速度若程虛線分布，則必然進油多而出油少。由于液體實際上是不可壓縮的，必將在板內(nèi)擠壓而形成壓力，迫使進油端的速度往內(nèi)凹，而出油端的速度往外鼓。進油端間隙大而速度曲線內(nèi)凹，出油端間隙小而速度曲線外凸，進出油量相等，同時間隙內(nèi)形成的壓力與外載荷平衡，板A不會下沉。這說明了在間隙內(nèi)形成了壓力油膜。這種因運動而產(chǎn)生的壓力油膜稱為動壓油膜。各截面的速度圖不一樣，從凹三角形過渡到凸三角形，中間必有一個位置呈三角形分布。動壓油膜----因運動而產(chǎn)生的壓力油膜。vvvh0bbFF形成動壓油膜的必要條件：1.兩工件之間的間隙必須有楔形間隙；2.兩工件表面之間必須連續(xù)充滿潤滑油或其它液體；3.兩工件表面必須有相對滑動速度。其運動芳方向必須保證潤滑油從大截面流進，從小截面出來?！艶y=F∑Fx≠0∑Fy=F∑Fx=0向心軸承動壓油膜的形成過程：靜止→爬升→將軸起抬轉速繼續(xù)升高→質心左移→穩(wěn)定運轉達到工作轉速e----偏心距e

1.7滑動軸承常見失效形式磨粒磨損——進入軸承間隙的硬顆粒有的隨軸一起轉動，對軸承表面起研磨作用。刮傷——進入軸承間隙的硬顆粒或軸徑表面粗糙的微觀輪廓尖峰，在軸承表面劃出線狀傷痕。膠合——當瞬時溫升過高，載荷過大，油膜破裂時或供油不足時，軸承表面材料發(fā)生粘附和遷移，造成軸承損傷。疲勞剝落——在載荷得反復作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動方向垂直的疲勞裂紋，擴展后造成軸承材料剝落。腐蝕——潤滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物質對軸承材料有腐蝕，材料腐蝕易形成點狀剝落。潘存云教授研制微動磨損——發(fā)生在名義上相對靜止，實際上存在循環(huán)的微幅相對運動的兩個緊密接觸的表面上。其它失效形式:氣蝕——氣流沖蝕零件表面引起的機械磨損；流體侵蝕——流體沖蝕零件表面引起的機械磨損；電侵蝕——電化學或電離作用引起的機械磨損；

軸瓦失效實例:潘存云教授研制疲勞點蝕

潘存云教授研制表面劃傷

潘存云教授研制軸瓦磨損三、1.8軸承的磨損磨損

：運動副之間的摩擦導致零件表面的逐漸喪失或遷移。零件磨損的三個階段：摩擦表面輪廓尖峰的形狀變化和材料表面被加工硬化的過程。形成便于零件運動的最佳的粗糙度。零件平穩(wěn)緩慢磨損的階段，該階段的長短決定著零件的壽命。１.磨合階段２.穩(wěn)定磨損階段３.劇烈磨損階段零件在短時間內(nèi)磨損破壞。零件的設計要求：縮短磨合期，延長穩(wěn)定磨損期，推遲劇烈磨損期。四、潤滑劑及其選擇常用潤滑劑：潤滑油—液體，用途最廣泛；潤滑脂—半固