滑 动 轴 承

图8.8 立式轴环推力轴承
滑动轴承
1.2 轴瓦结构和轴承材料
轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈接触的零件，采用轴瓦是为了节省贵重的轴 承材料和便于维修。由于轴瓦与轴颈的工作表面之间具有一定相对滑动速度 ，因而从摩擦、磨损、润滑和导热等方面都对轴瓦的结构和材料提出了要求 。 1.轴瓦结
常用的轴瓦结构有整体式和剖分式两类。 整体式轴承采用整体式轴瓦，整体式轴瓦又称轴套，分为光滑轴套和带纵 向油沟两种,如图8.9所示，粉末冶金制成的轴套一般不带油沟。
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2.滑动轴承的结构 （1）径向滑动轴承。 径向滑动轴承只能承受径向载荷，轴承上的约束反力与轴的中心线垂直。 1)整体式径向滑动轴承。 整体式滑动轴承分为有轴套（轴瓦）和无轴套两种。图8.2所示为有轴套结
构，它由轴承座１和轴套２组成。顶部装有润滑油杯４，内孔中压入带有油 沟的轴瓦，轴瓦可用骑缝螺钉３与轴承座固定。轴承座用螺栓与机座连接。
图8.5 轴瓦边缘磨损
图8.5 自动调心轴承
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（3）推力滑动轴承 推力滑动轴承用于承受轴向载荷，轴承上的约束反力与轴的中心线方向一 致。常用的不完全液体摩擦推力轴承又被称为普通推力轴承，有立式和卧式 两种。 1)立式推力滑动轴承。 图8.7所示为立式轴端推力滑动轴承，由轴承座1、衬套2、轴瓦3和止推瓦 4组成。止推轴瓦底部制成球面，可以自动调位避免偏载。销钉5用来防止轴 瓦转动。轴瓦3用于固定轴的径向位置，同时也可承受一定的径向载荷。润滑 油靠压力从底部注入，并从上部油管流出。
非液体润滑向心滑动轴承的设计计算步骤一般如下； 1）根据工作条件和使用要求选定轴承的类型和结构形式以及轴瓦材料。 2）选定宽径比B/d，推荐重载时取0.5~0.75；中载时取0.7~1.1；轻载时 取1~1.5。一般设计时轴径已知，故选定宽径比后就可以确定轴承宽度。 3）验算工作能力：
机械设计基础
图8.9 整体式轴瓦
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2.轴承材料 （1）对轴承材料的要求 滑动轴承的轴承盖与轴承座一般不与轴颈直接接触，一般用灰铸铁材料，
若在重载下或冲击载荷下，可采用铸钢制造。 轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。对
于滑动轴承其主要失效形式为磨损和胶合，当强度不足时，也可能出现破坏 。故对材料的性能要求如下。
图8.2 整体式径向滑动轴承 1.轴承座；2.轴套；3.螺钉；
4.润滑油杯
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2）剖分式径向滑动轴承。 剖分式径向滑动轴承如图8.3所示，主要由轴承座１、轴承盖3、剖分的上 、下轴瓦２组成。滑动轴承的上下两部分由螺栓４连接。轴承盖上制有螺纹 孔，装有润滑油杯５（或油管）。轴承座与轴承盖的剖分面上一般制成阶梯 形止口，是为了装配时定位和防止两者受力后发生错动。当载荷方向有较大 偏斜时，轴承的剖分面作相应的偏斜，使剖分面与载荷大致垂直，如图8.4所 示的为斜剖分式滑动轴承。
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滑动轴承
轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件，如行星齿轮系中 的行星轮和带传动中的张紧轮等。根据轴承摩擦性质的不同，可分为滑动摩擦 轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两大类，如图所示为轴承结 构原理图。
图 轴承结构原理图
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滑动轴承和滚动轴承各有其优、缺点和适用场合。由于滚动轴承由专业工厂大批 量生产并已标准化，且具有摩擦因数小，起动灵活，互换性好，使用维护方便等特 点，故目前应用较广泛。但由于滑动轴承本身具有一些独特的优点，使得它在某些 场合仍占有重要地位。目前滑动轴承主要应用于以下几种情况：
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3)足够的强度和抗腐能力。 4)良好的导热性、工艺性和经济性等。
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（2）常用的轴承材料 应该指出，要做到上述材料性能要求是很难的，没有一种材料能完全达到 。一般常用的轴承材料有金属材料、粉末冶金材料和非金属材料三大类。 1）金属材料。包括轴承合金、青铜及铸铁三类。 2)粉末冶金材料。粉末冶金材料由不同的金属粉末与石墨粉混合后，经压 制、烧结而成，具有多孔组织，孔隙内可以储存润滑油，故用此种材料制成 的轴承称为含油轴承。含油轴承使用前先把轴瓦在热油中浸渍数小时，使空 隙中充满润滑油，运转时，由于轴颈旋转对它产生的挤压和抽吸作用，空隙 中的润滑油渗出而起到润滑作用。它适用于低速无冲击和加油不便的场合。 3)非金属材料。可用作轴瓦的非金属材料主要是塑料、橡胶、硬木和石墨 等。橡胶轴瓦弹性大，能减震并使运转平稳；塑料轴瓦具有摩擦系数低，可 塑性、跑合性好，耐磨、耐腐蚀，但导热性差，热膨胀系数大，容易变形， 是应用最多的非金属材料轴瓦。
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1.1 滑动轴承的类型和结构
1.滑动轴承的类型
滑动轴承的类型很多，根据所承受载荷方向的不同，滑动轴承可分为径向 轴承(承受径向载荷)和推力轴承(承受轴向载荷)。
根据其滑动表面间润滑和摩擦状态的不同，可分为液体润滑轴承和非液体 滑动轴承。液体滑动轴承又按工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同， 分为液体动压润滑轴承(简称液体动压轴承)和液体静压润滑轴承(简称液体静 压轴承)。
1)当安装轴承处的径向尺寸受到限制时。 2)当轴承承受很大的振动和冲击载荷时，由于滚动轴承的滚动体与内、外圈是高 副接触，对振动特别敏感，所以一般选用滑动轴承。 3)因装配原因必须做成剖分式轴承(如支撑曲轴所用轴承)时，只能用滑动轴承。 4)对于重型、单件或批量很少的轴承，定制滚动轴承成本很高，也只能用滑动轴 承。 5)在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性的介质中）工作的轴承，应采用滑动 轴承。 6)工作转速特别高或要求回转精度特别高时，滚动轴承达不到要求，应采用液体 或气体润滑的高精度动压或静压滑动轴承。 因此,滑动轴承在航空发动机附件、仪表、金属切削机床、内燃机、铁路机车及车 辆、轧钢机、雷达、卫星通信地面站及天文望远镜等方面的应用仍很广泛。
图8.7 立式轴端推力滑动轴承 1.轴承座；2.衬套；3.轴瓦；4.止推
瓦；5.销钉
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2)立式轴环推力滑动轴承。 图8.8所示为立式轴环推力滑动轴承，由带有轴环的轴和轴瓦组成。这种轴 承一般用于低速轻载场合。其中图(a)所示为单环结构；图(b)所示为多环结构 。载荷较大时采用多环轴颈，多环轴颈还能承受双向轴向载荷。轴颈的结构 尺寸可查阅相关手册。 推力滑动轴承和径向轴承联合使用时可以承受复合载荷。
1)良好的减摩性、耐磨性和抗咬黏性。减摩性是指材料副具有低的摩擦因 数。耐磨性是指材料的抗磨性能(通常以磨损率表示)。抗咬黏性是指材料的耐 热性和抗黏附性。
2)良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。顺应性是指材料通过表面弹性变 形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。嵌入性是指材料容纳硬质颗粒 嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。磨合性是指轴瓦 与轴颈表面经短期轻载运转后，易于形成相互吻滑轴承的计算
非液体润滑轴承主要的失效形式是磨损和胶合。因此其计算准则主要是防 止轴承材料的磨损及维持轴颈与轴瓦表面之间边界膜的存在。由于至今还没 有完善的计算理论，对于工作可靠性要求不高的低速、重载或间歇工作的轴 承，采用条件性计算，即控制轴承的平均压强P、滑动速度v及Pv值。
液体滑动摩擦轴承在轴颈和轴承表面间形成一层约几十微米的液体润滑膜 ，将金属表面完全隔开，因而摩擦阻力很小。非液体摩擦轴承不具备形成液 体摩擦状态的条件，在轴颈和轴承表面也有一定的润滑油存在，但不能将金 属表面完全隔开，仍有部分凸起的金属表面发生直接接触，因此摩擦损失较 大。非液体润滑轴承结构简单，制造和维护容易，在机械中应用广泛，本节 主要讨论这种滑动轴承。
图8.3 剖分式径向滑动轴承 1.轴承座；2.上、下轴瓦；3.轴承
盖；4.螺栓；5.润滑油杯
图8.4 斜剖式滑动轴承
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（2)自动调心式径向滑动轴承 对于宽径比较大的滑动轴承(L/D＞1.5)，由于轴的挠曲或轴承孔的同轴度 较低而造成轴与轴瓦端部边缘产生局部接触(图8.5)，使轴瓦边缘产生局部磨 损，宜采用自动调心滑动轴承，如图8.6所示。其轴瓦与轴承座配合的外表面 制成球面，球面中心恰好在轴线上，当轴颈倾斜时，轴瓦能自动调心。