第12章滑動(dòng)軸承

機(jī)械設(shè)計(jì)第12章滑動(dòng)軸承12－1概述

1．分類⑴根據(jù)軸承工作的摩擦性質(zhì)分滑動(dòng)(摩擦)軸承

滾動(dòng)(摩擦)軸承

⑵根據(jù)承受載荷方向分徑向軸承（承受徑向載荷）

止推軸承（承受軸向載荷）

⑶根據(jù)軸承潤(rùn)滑狀態(tài)分

無液體潤(rùn)滑軸承

不完全液體潤(rùn)滑軸承

液體潤(rùn)滑軸承

液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承

液體靜壓滑動(dòng)軸承

2．特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：⑴壽命長(zhǎng)，宜于高速；

⑵耐沖擊、振動(dòng)：吸附膜作用；

⑶運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；

⑷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

⑸承載能力高。缺點(diǎn)：起動(dòng)阻力大，潤(rùn)滑、維護(hù)較滾動(dòng)軸承復(fù)雜。3．應(yīng)用場(chǎng)合

⑴高速；

⑵高精度；

⑶重載；

⑷裝配時(shí)要求剖分式結(jié)構(gòu)軸承（如曲軸）；

⑸巨大沖擊、振動(dòng)；

⑹特殊工作條件下（如水中、腐蝕介質(zhì)等）工作的軸承；

⑺安裝軸承處徑向空間尺寸受限制時(shí)；12－2徑向滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)

1．整體式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆不便，磨損后無法調(diào)整軸承間隙。應(yīng)用：低速、輕載的間歇工作場(chǎng)合，但類似于曲軸的中間軸承無法安裝。2．剖分式特點(diǎn)：由軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦和雙頭螺柱組成，裝拆方便，磨損后可通過減少剖分面墊片厚度來調(diào)整軸承間隙。應(yīng)用：通常軸承寬徑比小于1.5。12－2徑向滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)

3．自動(dòng)調(diào)心式特點(diǎn)：軸瓦外表面作成球面形狀，與軸承蓋及軸承座的球狀內(nèi)表面相配合，軸瓦可自動(dòng)調(diào)位以適應(yīng)軸頸在軸彎曲時(shí)所產(chǎn)生的偏斜。應(yīng)用：軸承寬徑比大于1.5時(shí)采用。12－2徑向滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)

12－3滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料

一、滑動(dòng)軸承的失效

1、磨粒磨損進(jìn)入軸承間隙的硬顆粒(如灰塵、砂粒等)有的嵌入軸承表面，有的游離于間隙中并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，它們都將對(duì)軸頸和軸承表面起研磨作用。在起動(dòng)、停車或軸頸與軸承發(fā)生邊緣接觸時(shí)，它們都將加劇軸承磨損，導(dǎo)致幾何形狀改變、精度喪失，軸承間隙加大，使軸承性能在預(yù)期壽命前急劇惡化。

2、刮傷進(jìn)入軸承間隙中的硬顆?；蜉S頸表面粗糙的輪廓峰頂，在軸承上劃出線狀傷痕，導(dǎo)致軸承因刮傷而失效。3、咬粘(膠合)

當(dāng)軸承溫升過高，載荷過大，油膜破裂時(shí)，或在潤(rùn)滑油供應(yīng)不足條件下，軸頸和軸承的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面材料發(fā)生粘附和遷移，從而造成軸承損壞。咬粘有時(shí)甚至可能導(dǎo)致相對(duì)運(yùn)動(dòng)中止。4、疲勞剝落在載荷反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動(dòng)方向垂直的疲勞裂紋，當(dāng)裂紋向軸承襯與襯背結(jié)合面擴(kuò)展后，造成軸承襯材料的剝落；它與軸承襯和襯背因結(jié)合不良或結(jié)合力不足造成軸承襯的剝離有些相似，但疲勞剝落周邊不規(guī)則，結(jié)合不良造成的剝離則周邊比較光滑。5、腐蝕潤(rùn)滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物質(zhì)對(duì)軸承材料有腐蝕性，特別是對(duì)鑄造銅鉛合金個(gè)的鉛，易受腐蝕而形成點(diǎn)狀的脫落。一、滑動(dòng)軸承的失效12－3滑動(dòng)軸承的失效形式及常用材料

材料要求：二、軸瓦及軸承襯材料1）摩擦系數(shù)??；2）導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)??；3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強(qiáng)；4）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。能同時(shí)滿足這些要求的材料是難找的，但應(yīng)根據(jù)具體情況主要的使用要求。工程上常用澆鑄或壓合的方法將兩種不同的金屬組合在一起，性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短。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(diǎn)：f小，抗膠合性能好、對(duì)油的吸附性強(qiáng)、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(diǎn)：價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)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(diǎn)低優(yōu)點(diǎn)：青銅強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)250℃。缺點(diǎn)：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(dú)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(chǔ)潤(rùn)滑油。可用于加油不方便的場(chǎng)合。橡膠軸承：具有較大的彈性，能減輕振動(dòng)使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤(rùn)滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場(chǎng)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(xué)溶液等潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸瓦溫度升高，由于油的膨脹系數(shù)比金屬大，油自動(dòng)進(jìn)入摩擦表面起到潤(rùn)滑作用。含油軸承加一次油，可使用較長(zhǎng)時(shí)間。鑄鐵：用于不重要、低速輕載軸承。缺點(diǎn)：導(dǎo)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(fù)在金屬軸瓦上使用。表12-1常用軸瓦及軸承襯材料的性能材料及其代號(hào)鑄錫銻軸承合金ZSnSb11Cu6鑄鉛銻軸承合金ZPbSb16Sn16Cu2鑄錫青銅ZCuSn10P1鑄錫青銅ZCuSn5Pb5Zn5鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3[p]Mpa[pv]Mpa.m/s平穩(wěn)沖擊25202015HBS金屬型砂型最高工作溫度℃軸徑硬度150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC150150280280280273090806560110100151581510151512§12－4軸瓦結(jié)構(gòu)

一、軸瓦的形式與結(jié)構(gòu)形式：整體式；對(duì)開式整體式軸瓦：整體軸套；單層、雙層、三層等的卷制軸套非金屬整體式軸瓦：整體非金屬軸套；鋼套上襯非金屬材料對(duì)開式軸瓦有厚壁軸瓦和薄壁軸瓦之分。厚壁軸瓦用鑄造方法制造，內(nèi)表面可附有軸承襯，常將軸承合金用離心鑄造法澆注在鑄鐵、鋼或青銅軸瓦的內(nèi)表面上。為使軸承合金和軸瓦貼附得好，常在軸瓦內(nèi)表面上制出各種形式的榫頭、凹溝或螺紋。薄壁軸瓦由于能用雙金屬板連續(xù)軋制等新工藝進(jìn)行大量生產(chǎn)，故質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，但軸瓦剛性小，裝配時(shí)不再修刮軸瓦內(nèi)圓表面，軸瓦受力后，其形狀完全取決于軸承座的形狀，因此，軸瓦和軸承座均需精密加工。薄壁軸瓦在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。二、軸瓦的定位

軸瓦和軸承座不允許有相對(duì)移動(dòng)。為了防止軸瓦移動(dòng)，可將其兩端做出凸緣來作軸向定位，也可以用緊定螺釘或銷釘將其固定在軸承座上，或在軸瓦剖分面上沖出定位唇以供定位用。三、油孔及油槽

為了把潤(rùn)滑油導(dǎo)入整個(gè)摩擦面間，軸瓦或軸頸上須開設(shè)油孔或油槽。對(duì)于液體動(dòng)壓徑向軸承，有軸向油槽和周向油槽兩種形式可供選擇。軸向油槽分為單軸向油槽和雙軸向油槽。對(duì)于整體式徑向軸承，軸頸單向旋轉(zhuǎn)時(shí)，荷載方向變化不大，單軸向油槽最好開設(shè)在最大油膜厚度位置，以保證潤(rùn)滑油從壓力最小的地方輸入軸承。對(duì)開式徑向軸承，常把軸向油槽開設(shè)軸承剖分面處（剖分面與荷載作用線成90°），如果軸頸雙向旋轉(zhuǎn)，可在軸承剖分面上開設(shè)雙軸向油槽，通常軸向油槽應(yīng)較軸承寬度稍短，以便在軸承兩端留出封油面，防止?jié)櫥蛷亩瞬看罅苛魇?。周向油槽適用于載荷方向變動(dòng)范圍超出180°的場(chǎng)合，它常設(shè)在軸承寬度中部，把軸承分為兩個(gè)獨(dú)立部分；當(dāng)寬度相同時(shí)，設(shè)有周向油槽軸承的承載能力低于設(shè)有軸向油槽的軸承。12－5滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑的選用一、潤(rùn)滑脂及其選擇

選擇潤(rùn)滑脂品種的一般原則為：

1）

當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí)，選擇針入度小一些的品種；反之，選擇針入度大一些的品種。

2）

所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約20~30℃，以免工作時(shí)潤(rùn)滑脂流失過多。

3）

在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應(yīng)選擇防水性強(qiáng)的鈣基或鋁基潤(rùn)滑脂。在溫度較高處應(yīng)選用鈉基或復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂。

使用潤(rùn)滑脂也可以形成將滑動(dòng)表面完全分開的一層薄膜。潤(rùn)滑脂屬于半固體潤(rùn)滑劑，流動(dòng)性差，故無冷卻效果。常用在那些要求不高、難以經(jīng)常供油，或低速重載以及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承中。二、潤(rùn)滑油及其選擇

潤(rùn)滑油是滑動(dòng)軸承中應(yīng)用最廣的潤(rùn)滑劑。液體動(dòng)壓軸承常采用潤(rùn)滑油作潤(rùn)滑劑。原則上講，當(dāng)轉(zhuǎn)速高、壓力小時(shí)，應(yīng)選用粘度較低的油，反之，當(dāng)轉(zhuǎn)速低、壓力大時(shí)，應(yīng)選用粘度較高的油。潤(rùn)滑油粘度隨溫度升高而降低,故在較高溫度下工作的軸承(例如t>60℃)，油的粘度應(yīng)高一些。三、固體潤(rùn)滑劑

固體潤(rùn)滑劑可以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(chǎng)合。3.

固體潤(rùn)滑劑缺點(diǎn)：摩擦損耗較大、機(jī)械效率低，不適宜高速場(chǎng)合。目前使用最多的是鈣基脂，有耐水性，常用于60℃以下的各種機(jī)械設(shè)備的軸承。聚氟乙烯樹脂用于潤(rùn)滑油不能勝任工作的場(chǎng)合：高溫、低速重載。石墨二流化鉬（MoS2）---性能穩(wěn)定、t>350℃才開始氧化，