十五章滑动轴承ppt课件
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精品课件-滑动轴承
工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，量
纲为(m2/s)；
润滑油的牌号于运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为LAN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。（具体说明）
◆ 选择原则： （1）压力大、温度高、载荷冲击变动大——粘度大的润滑油
（2）滑动速度大 ——粘度较低的润滑油 （3）散热差，工作温度高——粘度较高的润滑油 （4）粗糙或未经跑合的表面——粘度较高的润滑油 2、润滑脂
(7)良好的工艺性和导热性，并应具有抗腐蚀性能。
常 金属材料
轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。
用 轴
多孔质金属材料
多孔铁、多孔质青铜。
承 材
非金 属材料
酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。
料
轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦 和轴承衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求：
◆ 减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。
及轴颈直径
，用下式验算：
B-轴承宽度，mm。根据宽径比B/d确定，推荐B/d=0.5~1.5 [p]-轴瓦材料的许用压强，MPa，其值见表15-1和15-2
2.验算轴承的pv值 pv值越高，轴承温升越高，越容易引起边界油膜的破裂，
按下式验算：
式中 n---轴的转速，r/min [pv]—轴瓦材料的许用值，其值见表15-1和表15-2.
此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性 和经济性。
类型 特点 应用
轴承合金
锡基轴承合金 铅基轴承合金
嵌入性和摩擦顺应性 最好 ，易于轴颈磨合， 但强度低，价格较贵。
重载、中高速场合。
类型 特点 应用
铜合金
锡青铜 铅青铜 铝青铜
《机械设计基础》第15章 滑动轴承
τ
P＋dp τ＋dτ
雷诺耳实验（1883年）——层流与湍流的现象
雷诺方程：
h0 - h dp = 6ηv dx h3
其中：p——油膜压力 η——润滑油粘度 V——速度 h——间隙厚度（油膜厚度） h0——油膜压力为极限值时的间隙厚度
分析雷诺方程：
（1）当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 u 向小口。 o
形成动压润滑的条件： （1）相对运动的两表面形成收敛油楔时。 （2）两表面必须有一定的相对速度。
（3）润滑油必须有一定的粘度，并供油充分。
（4）油膜的最小厚度应大于两表面不平度之和。
例：试判断下列图形能否建立动压润滑油膜？
v v v v
向心滑动轴承形成动压油膜的过程：
F F FF F
o
o1 o1 o o1 1 o1
润滑脂 （黄油） 固体润滑剂
钙基、钠基、铅基、锂基等。
石墨、二流化钼、聚氟乙烯树脂等 （用于高温下的轴承）。
空气、氢气等（只用于高速、高 温以及原子能工业等特殊场合）
气体润滑剂
●润滑剂的主要指标：
（1） 粘度——是润滑油最重要的物理性能指标，是选择润滑 油的主要依据，它标志着流体流动时内摩擦阻 力的大小。粘度越大，内摩擦阻力越大，即流 动性越差。 （2）凝点——是润滑油冷却到不能流动时的温度。凝点越低越好。 （3） 闪点——是润滑油在靠近试验火焰发生闪燃时的温度。 闪点是鉴定润滑油耐火性能的指标。在工作温度 较高和易燃环境中，应选用闪点高于工作温度 20°~30°C的润滑油。 （4） 油性——是指润滑油湿润或吸附在表面的能力。吸附能力 越强，油性越好。 （5） 滴点——是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。润滑脂使 用工作温度应低于滴点20°~30°C，低于40°~ 60°更好。 （6）针入度（稠度）——是表征指润脂稀稠度的指标。针入度越 小，表示润滑脂越稠；反之，流动性越大。
机械设计-滑动轴承PPT课件精选全文
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4．调心式径向滑动轴承（自位轴承）
特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。
注：调心式轴承必须成对使用。
当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。
主要用于轴的刚度较小，轴承宽度较大的场合。
滑动轴承的结构
观看动画
第7页/共54页
二、止推滑动轴承的结构
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：
◆设计准则 ：维持边界膜不破裂。
◆条件性计算内容：限制压强 p 、pv 值、滑动速度v不超过许用值
失效形式：
磨损胶合
第18页/共54页
§12-6 滑动轴承的条件性计算
一、径向滑动轴承的计算
已知条件：径向载荷F (N)、 轴颈转速n (r/mm)轴颈直径d (mm)
１．限制轴承的平均压强 p
2．工作平稳，噪音低；
3．结构简单，径向尺寸小。
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§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、径向滑动轴承的结构
１．整体式径向滑动轴承
特点：结构简单，成本低廉。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中
磨损后间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。
－考虑油槽使承载面积减小的系数，其值＝0.85～0.95。
Z－止推环数。
滑动轴承的条件性计算
第21页/共54页
注意：设计时液体动压润滑轴承，常按上述条件性计算进行初步计算。（动压润滑轴承在起动和停车阶段，往往也处于混合润滑状态）
2．限制 值
vm－止推环平均直径dm=(d2+d1)/2 处的圆周速度。
1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失。
4．调心式径向滑动轴承（自位轴承）
特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。
注：调心式轴承必须成对使用。
当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。
主要用于轴的刚度较小，轴承宽度较大的场合。
滑动轴承的结构
观看动画
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二、止推滑动轴承的结构
止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：
◆设计准则 ：维持边界膜不破裂。
◆条件性计算内容：限制压强 p 、pv 值、滑动速度v不超过许用值
失效形式：
磨损胶合
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§12-6 滑动轴承的条件性计算
一、径向滑动轴承的计算
已知条件：径向载荷F (N)、 轴颈转速n (r/mm)轴颈直径d (mm)
１．限制轴承的平均压强 p
2．工作平稳，噪音低；
3．结构简单，径向尺寸小。
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§12-2 滑动轴承的主要结构形式
一、径向滑动轴承的结构
１．整体式径向滑动轴承
特点：结构简单，成本低廉。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中
磨损后间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。
－考虑油槽使承载面积减小的系数，其值＝0.85～0.95。
Z－止推环数。
滑动轴承的条件性计算
第21页/共54页
注意：设计时液体动压润滑轴承，常按上述条件性计算进行初步计算。（动压润滑轴承在起动和停车阶段，往往也处于混合润滑状态）
2．限制 值
vm－止推环平均直径dm=(d2+d1)/2 处的圆周速度。
1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失。
第十五章 滑动轴承PPT课件
1. 金属材料 •轴承合金 •铜合金 •铝基轴承合金
•铸铁
2. 多孔质金属材料 多孔质金属材料由铜、铁、石墨等粉末压制、烧
结而成。 具有多孔结构，在使用前先把轴瓦在热油中浸渍
数小时，使孔隙内充满润滑油，因此这种材料的轴承 常称为含油轴承。
3. 非金属材料 用于轴承的非金属材料有塑料、橡胶、碳-石墨
二、液体动压径向滑动轴承的承载量系数
承载量系数
C 3 B/2 2
p
B/2 1
1
1cos coLeabharlann sos30dcosadC12z2dz
B
有限宽轴承油膜的总承载能力
Bd
F
2
Cp
承载量系数为由一组有量纲数组成的无量纲数!
Cp
F2 Bd
F2 2vB
承载量系数 C p 与偏心率 和宽径比 B / d 的关系曲线
得积分常数为
C1
h
2
p x
v h
C2 v
uvhh yyh 2 y p x
两相对运动平板间油膜中的速度分布和压力分布
2. 求润滑油流量 （取单位宽度）
q hudyvhh3 p
0
2 12 x
设在p=pmax处，油膜厚度为h0，即：
p x0时 ,hh0,此q处 v20h,
3. 导出一维雷诺方程 （各截面流量相等）
分类方式
类型及特点
按
➢液体动压轴承(以一定的相对
滑 动 表
液体润滑轴承 运动速度将润滑油带入两摩擦 (轴颈和轴瓦表面 表面间收敛间隙，形成动压油
面
间无微凸体接触) 膜把两摩擦表面分开)
间 润 滑
➢液体静压轴承(用足以平衡外 载的压力将润滑油输入两滑动
滑动轴承的概述和应用
脂润滑轴承润滑脂的选择
轴承工作温度θ/℃
＜60
60~130
线速度v/m·s-1
＜0.5
＞0.5
＜0.5
＞0.5
＞130 —
润滑脂品种 锥入度/(10 mm)-1
钙基润滑脂
羟基润滑 脂
锂基润滑脂 膨润土基脂
265~340 335~385
220~250
•固体润滑剂
滑动轴承常用的固体润滑剂有炭石墨、二硫化钼、聚四氟 乙烯等。
油膜厚度h —圆轴承，从OOj量起，任意θ角处油膜厚度 h≈R-r+ecosθ≈c+ecosθ≈c(1+εcosθ)
最小油膜厚度h2（θ＝180°）是
保证流体动力润滑的最重要的参 数。
h2=dψ(1-ε)/2
2.性能计算
即计算液体动力润滑径向圆轴承的承载能力、摩擦功耗、润
滑油流量。雷诺方程有三个未知量（h、η、p），还需要补
23.1 24.0～28.0
铜基轴承合金 150～700
耐磨铸铁
200～350
75～120 —
7600～9000 —
27～71 —
16～19 —
各种轴瓦材料的使用性能比较
金属材料
非金属材料
锡(铅)基 铜基轴 铜铅 铸 塑料 木材 橡胶 轴承合金 承合 合金 铁
金
承载能力 尚可
良
良 良 尚可 差 差
主轴油的选用
轴承间隙 /mm
主轴油牌号
0.002~0.006 0.006~0.010 0.010~0.030
L-FD 2
L-FD 3、5、 L-FD 7、10 7
0.030~0.060
L-FD 15、 22
《滑动轴承》课件
滑动轴承的材料选择
陶瓷材料
具有优异的耐磨和耐腐蚀性能，可 在高温和恶劣环境中使用。
聚四氟乙烯
金属材料
具有低摩擦系数和优良的自润滑性 能，在高速和高温环境下表现出色。
常见的金属滑动轴承材料包括铜合 金、铝合金和钢等，适用于各种工 作条件。
滑动轴承的工作原理
滑动轴承通过润滑剂形成润滑膜，减少摩擦，使轴承套和轴承座之间产生相 对滑动，将外力和负荷传递到润滑膜上。
《滑动轴承》PPT课件
本课件将介绍滑动轴承的定义、分类、特点、优点和缺点，以及应用领域、 材料选择、工作原理，摩擦学性能，磨损机理，寿命预测和故障诊断等内容。
滑动轴承的定义
滑动轴承是一种通过润滑剂形成润滑膜减少摩擦的机械元件。它由轴承套、 轴承座、润滑剂和密封件等组成。
滑动轴承的分类
1 按结构分类
2 按润滑方式分类
分为滑动面轴承和滚动体轴承，滑动面轴承可进 一步细分为径向和轴向滑动轴承。
分为液体润滑、固体润滑和气体润滑滑动轴承。
滑动轴承的特点
高承载能力
滑动轴承具有较大的接触面积和 承载能力，适用于高负荷和冲击 负荷条件下的工作。
摩擦系数低
由于润滑膜的存在，滑动轴承具 有较低的摩擦系数，能够减少能 量损耗和磨损。
滑动轴承的摩擦学性能
1 摩擦系数
2 温度特性
3 磨损机理
滑动轴承的摩擦系数取决于 材料、润滑方式和摩擦副表 面粗糙度等因素。
摩擦系数随温度的变化而变 化，需要在设计中考虑温度 因素。
磨损机理包括热磨损、疲劳 磨损和磨料磨损等，对滑动 轴承的寿命和性能有重要影 响。
滑动轴承的寿命预测
滑动轴承的寿命预测基于统计和试验数据，考虑负荷、转速、润滑条件和材料等因素，以估算其可靠运行的时间。
滑动轴承详细PPT课件
第19页/共45页
粘度——衡量润滑油内部摩擦力大小的最重要的性能指标。
（1）动力粘度
du
dy
——流体单位面积上的剪切阻力，
即切应力；
du——流体沿垂直于运动方向(即沿图中y轴方向或流体膜厚度 dy 方向)的速度梯度；“－”号表示u 随y 的增大而减小；
η——比例常数，即流体的动力粘度。
牛顿粘性流体摩擦定律(简称粘性定律)；凡是服从这个粘性定律的流体 都叫牛顿流体。 国际单位制(SI)中，动力粘度单位为1N.s／m2或1Pa.s(帕.秒)。
第16页/共45页
2、常用轴承材料及其性质 轴承材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和 非金属材料。
金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁 （1）轴承合金： 轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4 铅基轴承合金，如ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3
对于载荷大、速度小的轴承宜选粘度大的润滑油。
对于载荷小、速度大的轴承宜选粘度小的润滑油。
第21页/共45页
2.润滑脂(半固体润滑剂) 是在液体润滑剂(常用矿物油)中加入增稠剂而成。
(1)钙基润滑脂 这种润滑脂具有良好的抗水性，但耐热能力差，工作温度不宜超过55～65℃。 (2)钠基润滑脂 这种润滑脂有较高的耐热性，工作温度可达120℃，但抗水性差。由于它能
一、轴瓦结构 整体式轴瓦
剖分式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合。 为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔。
第12页/共45页
双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
第13页/共45页
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
粘度——衡量润滑油内部摩擦力大小的最重要的性能指标。
（1）动力粘度
du
dy
——流体单位面积上的剪切阻力，
即切应力；
du——流体沿垂直于运动方向(即沿图中y轴方向或流体膜厚度 dy 方向)的速度梯度；“－”号表示u 随y 的增大而减小；
η——比例常数，即流体的动力粘度。
牛顿粘性流体摩擦定律(简称粘性定律)；凡是服从这个粘性定律的流体 都叫牛顿流体。 国际单位制(SI)中，动力粘度单位为1N.s／m2或1Pa.s(帕.秒)。
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2、常用轴承材料及其性质 轴承材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和 非金属材料。
金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁 （1）轴承合金： 轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金，如ZChSnSb10-6，ZChSnSb8-4 铅基轴承合金，如ZChPbSb16-16-2，ZChPbSb15-15-3
对于载荷大、速度小的轴承宜选粘度大的润滑油。
对于载荷小、速度大的轴承宜选粘度小的润滑油。
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2.润滑脂(半固体润滑剂) 是在液体润滑剂(常用矿物油)中加入增稠剂而成。
(1)钙基润滑脂 这种润滑脂具有良好的抗水性，但耐热能力差，工作温度不宜超过55～65℃。 (2)钠基润滑脂 这种润滑脂有较高的耐热性，工作温度可达120℃，但抗水性差。由于它能
一、轴瓦结构 整体式轴瓦
剖分式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合。 为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔。
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双金属轴瓦：节省贵重金属 单金属轴瓦：结构简单，成本低
第13页/共45页
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
《x滑动轴承》课件
海军动力装置
航空发动机
滑动轴承长期在海洋环境下工作， 需具有强耐腐蚀性、抗冲击性和 高可靠性。
滑动轴承在高温、高转速、高负 荷等极端条件下持续工作，对性 能和可靠性要求极高。
滑动轴承的维护与保养
日常保养
• 定期清洗、加油、调整、 检查和紧固轴承。
故障处理
• 常见故障包括磨损、过 热、锈蚀、噪音、振动 等，需及时排除。
滚动轴承 vs. 滑动轴承
相比滚动轴承，滑动轴承更 适合高精度、高速度、高负 荷、高温度、高震动等场合。
静压润滑轴承
与液压系统相似，以液体压 力支撑轴承，具有较高的承 载能力和稳定性。
干摩擦轴承
利用干燥的气体、固体或涂 层降低摩擦系数，减小能量 消耗。
滑动轴承在工业中的应用
风电发电机组
滑动轴承能够承受巨大的转矩和 振动，是风力发电机的重要组成 部分。
寿命评估
• 根据使用情况、维修记 录等评估轴承的剩余寿 命，制定合理的更换计 划。
滑动轴承常见故障及其排除
1
磨损过快
可能是选择不当、润滑不到位、环境恶劣等原因，排除需要检修、更新或改善环 境。
2
过热
可能是润滑不够、负荷过大、变形等原因，排除需要添加润滑剂、减小负荷、修 正轴承结构。
3
噪音
可能是灰尘、异物、松动等原因，排除需要清洁、紧固或更换零部件。
结论与展望
滑动轴承不仅是传统工业领域的重要零部件，也在新兴领域发挥着越来越重要的作用。希望本课件能帮助大家 更好地了解、使用和维护滑动轴承，同时也期待着各位的反馈和建议。谢谢！
《滑动轴承》PPT课件
讲解滑动轴承的基本原理、类型及特点、在工业中的应用、维护与保养等， 帮助您更好地了解和使用滑动轴承。
2019年第15章滑动轴承.ppt
动画
§15-6 动压润滑的基本原理
§15-6 动压润滑的基本原理
一、动压润滑的形成原理和条件
形成动压油膜的必要条件是：
1. 两工作表面间必须有收敛的楔形间隙； 2. 两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性
流体； 3. 两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其
运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小 截面流出。
1. 干摩擦
§15-1 摩擦状态
固体表面直接接触，因而
v
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁
不允许出现干摩擦！
2. 边界摩擦
运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油
v
膜，不足以将两金属表面分开，其表
面微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦
v
有一层压力油膜将两金属表面隔开，
1)液体润滑剂——润滑油； 2)半固体润滑剂——润滑脂； 3)固体润滑剂等。 1．润滑油 特点：有良好的流动性。 适用场合：混合润滑轴承和液体润滑轴承。
§15-4 润滑剂和润滑装置
润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的 主要依据。润滑油的粘度是指润滑油抵抗变形的能力， 它标志着液体内部产生相对运动时内摩擦阻力的大小。
此外，对于一定的载荷F，必须使速度v，粘度
η及间隙等匹配恰当(充分条件)。
§15-6 动压润滑的基本原理
二、液体动压润滑的基本方程
对照图15-18，假设： 1) z向无限长，润滑油在z向没有流动； 2) 压力p不随y值的大小而变化，即同一油膜截面上压力为常数(由
于油膜很薄，故这样假设是合理的)； 3) 润滑油粘度η不随压力而变化，并且忽略油层的重力和惯性； 4) 润滑油处于层流状态。
§15-6 动压润滑的基本原理
§15-6 动压润滑的基本原理
一、动压润滑的形成原理和条件
形成动压油膜的必要条件是：
1. 两工作表面间必须有收敛的楔形间隙； 2. 两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性
流体； 3. 两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其
运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小 截面流出。
1. 干摩擦
§15-1 摩擦状态
固体表面直接接触，因而
v
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁
不允许出现干摩擦！
2. 边界摩擦
运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油
v
膜，不足以将两金属表面分开，其表
面微观高峰部分仍将相互搓削。
比干摩擦的磨损轻，f ≈ 0.1 ~ 0.3
3. 液体摩擦
v
有一层压力油膜将两金属表面隔开，
1)液体润滑剂——润滑油； 2)半固体润滑剂——润滑脂； 3)固体润滑剂等。 1．润滑油 特点：有良好的流动性。 适用场合：混合润滑轴承和液体润滑轴承。
§15-4 润滑剂和润滑装置
润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的 主要依据。润滑油的粘度是指润滑油抵抗变形的能力， 它标志着液体内部产生相对运动时内摩擦阻力的大小。
此外，对于一定的载荷F，必须使速度v，粘度
η及间隙等匹配恰当(充分条件)。
§15-6 动压润滑的基本原理
二、液体动压润滑的基本方程
对照图15-18，假设： 1) z向无限长，润滑油在z向没有流动； 2) 压力p不随y值的大小而变化，即同一油膜截面上压力为常数(由
于油膜很薄，故这样假设是合理的)； 3) 润滑油粘度η不随压力而变化，并且忽略油层的重力和惯性； 4) 润滑油处于层流状态。
《滑动轴承》PPT课件
轴承
滑动轴承 滚动轴承
液体润滑轴承
液体动力润滑轴承 液体静力润滑轴承
不完全液体润滑轴承
无润滑轴承
➢ 滚动轴承摩擦系数小，起动阻力小，已标 准化，选用、润滑、维护都很方便，在一 般机器中应用较广。
➢ 滑动轴承具有一些独特的优点，在某些不 能、不便或使用滚动轴承没有优势的场合， 如工作转速特高、特大冲击与振动、径向 空间尺寸受到限制或必须剖分安装(如曲轴 的轴承)、以及需在水或腐蚀性介质中工作 等条件下，占有重要地位。在轧钢机、汽 轮机、内燃机、铁路机车及车辆、金属刨 削机床中应用广泛。
聚四氟乙烯
4、气体润滑剂——空气
1、润滑油
用作润滑剂的油类有三类：①有机油， 通常是动植物油；②矿物油，主要是石油产 品；③化学合成油。
〔1〕粘度——表征润滑油的内摩擦特性。
1〕动力粘度 牛顿粘性液体摩擦定律〔简称粘性定律〕： 在流体中任意点处的切应力均与该处流体的 速度梯度成正比。
1〕动力粘度 u
➢用作轴瓦材料的青铜，主要有锡青铜、铅青铜和铝 青铜。在一般情况下，分别用于中速重载、中速中 载和低速重载的轴承上。
三、具有特殊性能的轴承材料
❖含油轴承——用粉末冶金法〔经制粉、 成型、烧结等工艺〕做成的轴承，具有多 孔性组织，孔隙内可以贮存润滑油。
❖含油轴承在运转时，轴瓦温度升高，由于 油的膨胀系数比金属大，因而自动进入摩 擦外表起到润滑作用。
根据滑动轴承的工作情况，轴瓦材 料应该具备下述性能： 1〕摩擦系数小； 2〕导热性好，热膨胀系数小； 3〕耐磨、耐蚀、抗胶合能力强； 4〕要有足够的机械强度和可塑性u6
铅锑轴承合金
ZPbSb16Sn16C ➢锡锑轴承合金的摩擦系u2数小；抗胶合性能良好、对
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机械设计
第一节 概述 第二节 滑动轴承结构与材料 第三节 混合润滑轴承的计算 第四节 液体动压润滑原理 第五节 液体动压润滑径向轴承的设计 第六节 液体静压润滑简介
第十五章
滑动轴承
返回章目录
分类方式
按 轴 承 中 轴 瓦 形 式 的 不 同
类型及特点
整体式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间 隙不能调整）
润滑，并靠 液体- 的静压 平衡外载荷。
本章结束
单位时间内轴承摩擦功所产生的热量等于同时间 内由润滑油流动所带走的热量和经轴承表面散发的热 量之和。
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q vBd
πas v
润滑油的平均温度
tmti t 2
径向轴承的摩擦 特性系数线图
五、参数选择
1 、 在具有足够承载能力的条件下，最小油膜厚度应 满足：
hmin > h
2 、在平均油温tm≤75 ℃时，油的人口温度应满足： 35℃ ≤ ti ≤ 40℃
➢液体动压径向滑动轴承的设计步骤
1. 选择轴承宽径比，计算轴承宽度
2. 在保证 p≤[p] 、 pv≤[pv] 、 v≤[v]的条件下，选择 轴瓦材料
保证润滑油不被过大的压力所挤出，避免工作表
面的过度磨损
pp
➢径向轴承 ➢止推轴承
p Fr p
dB
p 4Fa p πd22 d12 z
二、限制轴承的 pv
➢径向轴承 pvFr πdnpv
dB60 1000
➢止推轴承 pm vpv
v 三、限制轴承的滑动速度
vv
第四节 液体动压润滑原理
一、液体动压润滑的基本方程
假设条件----
①液体为不可压缩的牛顿液体；
②液体膜中液体的流动是层流；
③忽略压力对液体粘度的影响；
④忽略惯性力及重力的影响；
⑤液体膜中的压力沿膜厚方向保持不变。
一维雷诺方程的推导
1. 求油层速度分布
p d y d z d x d z p p xd x d y d z yd y d x d z 0
3. 选择润滑油并确定粘度
、
4. 验算最小、 油膜厚度
5. 验算润滑油入口温度 6. 计算润滑油流量
7. 选择轴承配合
8. 确定最大间隙、最小间隙 9. 校核轴承的承载能力、最小油膜厚度及润滑油入 口温度
第六节 液体静压润滑简介
液体静压轴承不依靠系统自身的运动，而是利用外 部供油装置将高压油送进轴承间隙强制形成静压承载 油膜，将轴颈与轴承表面完全隔开, 实现液体静压
2. 求润滑油流量
q hudyvhh3 p
0
2 12 x
3. 导出一维雷诺方程
p x
6h3vhh0
二、形成动压油膜的必要条件
（1）两相对滑动表面之 间必须相互倾斜而形成收敛 的楔形间隙。
（2）两滑动表面应具有 一定的相对滑动速度， 并 且其速度方向应该使润滑油 由大口流进，从小口流出。
（3）润滑油应具有一定 的粘度，供油要充分。
n 604 9
10319
3. 润滑油粘度
选用粘度大的润滑油可提高轴承的承载能力，但 同时会减小流量，增大摩擦功耗和轴承温升。 润滑 油的粘度小，又会降低轴承的承载能力。通常载荷 大、速度低的轴承应选用较大粘度的润滑油。
n 601
107
3
六、液体动压径向滑动轴承的工作能力准则和设计步骤 ➢液体动压径向滑动轴承的工作能力准则
1. 轴承宽径比 B/d
轴承宽径比与轴承的承载能力及温升有关。减小 宽径比可增大端泄流量、降低温升，有利于提高运转 稳定性，降低摩擦功耗，减小轴向尺寸。但轴承宽度 减小，轴承承载能力也随之降低。增大宽径比虽然能 提高承载能力，但宽径比过大会造成轴承偏载。
2. 相对间隙 ψ
在设计中相对间隙的值主要根据载荷和速度选取： 速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。此 外，直径大、宽径比小、值应愈小。此外，直径大、 宽径比小、调心性能好、加工精度高时，ψ可取小值； 反之取大值。
三、径向滑动轴承形成动压油膜的过程
第五节 液体动压润滑径向轴承的设计
一、液体动压径向滑动轴承的几何关系
（1）轴承直径间隙 Dd
（2）半径间隙 Rr
（3） 相对间隙 /r
（4）偏心距和偏心率 -e/
（5） 轴承包角 与结构有关 （6）最小油膜厚度
hmi n (1)
二、液体动压径向滑动轴承的承载量系数
承载量系数
Cp
3 B/2 2 B/2 1
1
1cos cocsos30d
cosa
dC1
2z2dz B
有限宽轴承油膜的总承载能力
F
Bd 2
Cp
Cp
F2 Bd
F2 2vB
三、液体动压径向滑动轴承的最小油膜厚度
h m ir n 1 h
h S R z 1 R z2
四、液体动压径向滑动轴承的热平衡计算
整理，得： p
x y
牛顿粘性流体摩擦定律：
u
y
p 2u
x y2
积分，得：
u21 p xy2C1yC2
边界条件: y = 0 时， u = v ; y = h 时， u = 0
得积分常数为
C1
h
2
p x
v h
C2 v
uvhh yyh 2 y p x
两相对运动平板间油膜中的速度分布和压力分布
•铸铁
2. 多孔质金属材料 多孔质金属材料由铜、铁、石墨等粉末压制、烧
结而成。 具有多孔结构，在使用前先把轴瓦在热油中浸渍
数小时，使孔隙内充满润滑油，因此这种材料的轴承 常称为含油轴承。
3. 非金属材料 用于轴承的非金属材料有塑料、橡胶、碳-石墨
等，其中塑料用得最多，主要有聚四氟乙烯、酚醛 树脂和尼龙等。
剖分式径向滑动轴承
调心式 滑动轴承
二、止推滑动轴承的结构
三、滑动轴承的材料
滑动轴承材料的要求——
➢应有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性； ➢应有良好的顺应性、嵌藏性以及跑合性能； ➢应有足够的强度和塑性，包括抗压性、抗疲劳性等； ➢应有良好的加工工艺性与经济性。
1. 金属材料 •轴承合金 •铜合金 •铝基轴承合金
剖分式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间隙 可以调整）
调心式滑动轴承（轴瓦可在轴承座中适 当地摆动）
第二节 滑动轴承结构与材料
一、径向滑动轴承的典型结构
1—轴承座； 2—整体轴瓦； 3—油孔； 4—螺纹孔
整体式径向滑动轴承
1—轴承座； 2—轴承盖； 3—双头螺柱； 4—螺纹孔； 5—油孔； 6—油槽； 7—剖分式轴瓦
四、径向滑动轴承的轴瓦结构
1. 轴瓦的形式和构造
整体式轴瓦
（a） 整体轴套 （b）卷制轴套
对开式厚壁轴瓦 对开式薄壁轴瓦
2. 轴瓦的定位 销钉固定轴瓦
凸缘固定轴瓦
3. 油孔及油槽的开设 常见的油孔、油槽形式
油槽位置对油膜承载能力的影响
第三节 混合润滑轴承的计算
➢混合润滑轴承的设计准则
一、限制轴承的平均压强
第一节 概述 第二节 滑动轴承结构与材料 第三节 混合润滑轴承的计算 第四节 液体动压润滑原理 第五节 液体动压润滑径向轴承的设计 第六节 液体静压润滑简介
第十五章
滑动轴承
返回章目录
分类方式
按 轴 承 中 轴 瓦 形 式 的 不 同
类型及特点
整体式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间 隙不能调整）
润滑，并靠 液体- 的静压 平衡外载荷。
本章结束
单位时间内轴承摩擦功所产生的热量等于同时间 内由润滑油流动所带走的热量和经轴承表面散发的热 量之和。
fF c q ( t v 0 t i) a s π B t 0 d t i
t t0 ti
f
p
c
q vBd
πas v
润滑油的平均温度
tmti t 2
径向轴承的摩擦 特性系数线图
五、参数选择
1 、 在具有足够承载能力的条件下，最小油膜厚度应 满足：
hmin > h
2 、在平均油温tm≤75 ℃时，油的人口温度应满足： 35℃ ≤ ti ≤ 40℃
➢液体动压径向滑动轴承的设计步骤
1. 选择轴承宽径比，计算轴承宽度
2. 在保证 p≤[p] 、 pv≤[pv] 、 v≤[v]的条件下，选择 轴瓦材料
保证润滑油不被过大的压力所挤出，避免工作表
面的过度磨损
pp
➢径向轴承 ➢止推轴承
p Fr p
dB
p 4Fa p πd22 d12 z
二、限制轴承的 pv
➢径向轴承 pvFr πdnpv
dB60 1000
➢止推轴承 pm vpv
v 三、限制轴承的滑动速度
vv
第四节 液体动压润滑原理
一、液体动压润滑的基本方程
假设条件----
①液体为不可压缩的牛顿液体；
②液体膜中液体的流动是层流；
③忽略压力对液体粘度的影响；
④忽略惯性力及重力的影响；
⑤液体膜中的压力沿膜厚方向保持不变。
一维雷诺方程的推导
1. 求油层速度分布
p d y d z d x d z p p xd x d y d z yd y d x d z 0
3. 选择润滑油并确定粘度
、
4. 验算最小、 油膜厚度
5. 验算润滑油入口温度 6. 计算润滑油流量
7. 选择轴承配合
8. 确定最大间隙、最小间隙 9. 校核轴承的承载能力、最小油膜厚度及润滑油入 口温度
第六节 液体静压润滑简介
液体静压轴承不依靠系统自身的运动，而是利用外 部供油装置将高压油送进轴承间隙强制形成静压承载 油膜，将轴颈与轴承表面完全隔开, 实现液体静压
2. 求润滑油流量
q hudyvhh3 p
0
2 12 x
3. 导出一维雷诺方程
p x
6h3vhh0
二、形成动压油膜的必要条件
（1）两相对滑动表面之 间必须相互倾斜而形成收敛 的楔形间隙。
（2）两滑动表面应具有 一定的相对滑动速度， 并 且其速度方向应该使润滑油 由大口流进，从小口流出。
（3）润滑油应具有一定 的粘度，供油要充分。
n 604 9
10319
3. 润滑油粘度
选用粘度大的润滑油可提高轴承的承载能力，但 同时会减小流量，增大摩擦功耗和轴承温升。 润滑 油的粘度小，又会降低轴承的承载能力。通常载荷 大、速度低的轴承应选用较大粘度的润滑油。
n 601
107
3
六、液体动压径向滑动轴承的工作能力准则和设计步骤 ➢液体动压径向滑动轴承的工作能力准则
1. 轴承宽径比 B/d
轴承宽径比与轴承的承载能力及温升有关。减小 宽径比可增大端泄流量、降低温升，有利于提高运转 稳定性，降低摩擦功耗，减小轴向尺寸。但轴承宽度 减小，轴承承载能力也随之降低。增大宽径比虽然能 提高承载能力，但宽径比过大会造成轴承偏载。
2. 相对间隙 ψ
在设计中相对间隙的值主要根据载荷和速度选取： 速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。此 外，直径大、宽径比小、值应愈小。此外，直径大、 宽径比小、调心性能好、加工精度高时，ψ可取小值； 反之取大值。
三、径向滑动轴承形成动压油膜的过程
第五节 液体动压润滑径向轴承的设计
一、液体动压径向滑动轴承的几何关系
（1）轴承直径间隙 Dd
（2）半径间隙 Rr
（3） 相对间隙 /r
（4）偏心距和偏心率 -e/
（5） 轴承包角 与结构有关 （6）最小油膜厚度
hmi n (1)
二、液体动压径向滑动轴承的承载量系数
承载量系数
Cp
3 B/2 2 B/2 1
1
1cos cocsos30d
cosa
dC1
2z2dz B
有限宽轴承油膜的总承载能力
F
Bd 2
Cp
Cp
F2 Bd
F2 2vB
三、液体动压径向滑动轴承的最小油膜厚度
h m ir n 1 h
h S R z 1 R z2
四、液体动压径向滑动轴承的热平衡计算
整理，得： p
x y
牛顿粘性流体摩擦定律：
u
y
p 2u
x y2
积分，得：
u21 p xy2C1yC2
边界条件: y = 0 时， u = v ; y = h 时， u = 0
得积分常数为
C1
h
2
p x
v h
C2 v
uvhh yyh 2 y p x
两相对运动平板间油膜中的速度分布和压力分布
•铸铁
2. 多孔质金属材料 多孔质金属材料由铜、铁、石墨等粉末压制、烧
结而成。 具有多孔结构，在使用前先把轴瓦在热油中浸渍
数小时，使孔隙内充满润滑油，因此这种材料的轴承 常称为含油轴承。
3. 非金属材料 用于轴承的非金属材料有塑料、橡胶、碳-石墨
等，其中塑料用得最多，主要有聚四氟乙烯、酚醛 树脂和尼龙等。
剖分式径向滑动轴承
调心式 滑动轴承
二、止推滑动轴承的结构
三、滑动轴承的材料
滑动轴承材料的要求——
➢应有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性； ➢应有良好的顺应性、嵌藏性以及跑合性能； ➢应有足够的强度和塑性，包括抗压性、抗疲劳性等； ➢应有良好的加工工艺性与经济性。
1. 金属材料 •轴承合金 •铜合金 •铝基轴承合金
剖分式滑动轴承（轴与轴瓦之间的间隙 可以调整）
调心式滑动轴承（轴瓦可在轴承座中适 当地摆动）
第二节 滑动轴承结构与材料
一、径向滑动轴承的典型结构
1—轴承座； 2—整体轴瓦； 3—油孔； 4—螺纹孔
整体式径向滑动轴承
1—轴承座； 2—轴承盖； 3—双头螺柱； 4—螺纹孔； 5—油孔； 6—油槽； 7—剖分式轴瓦
四、径向滑动轴承的轴瓦结构
1. 轴瓦的形式和构造
整体式轴瓦
（a） 整体轴套 （b）卷制轴套
对开式厚壁轴瓦 对开式薄壁轴瓦
2. 轴瓦的定位 销钉固定轴瓦
凸缘固定轴瓦
3. 油孔及油槽的开设 常见的油孔、油槽形式
油槽位置对油膜承载能力的影响
第三节 混合润滑轴承的计算
➢混合润滑轴承的设计准则
一、限制轴承的平均压强