滑动轴承
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7、任意位置的油膜厚度：
h ( 1 cos ) r ( 1 cos )
cos cos0 p 6 2 d 3 1 1 cos
w
dp w cos cos0 6 2 d 1 cos 3
2.润滑脂 润滑脂是由润滑油和各种稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属皂） 混合稠化而成。 钙基润滑脂；钠基润滑脂；锂基润滑脂（性能最好）；铝基润 滑脂。 低速或带冲击场合
3、固体润滑剂 石墨、二硫化钼、聚氟乙烯树脂。
用途：不宜使用润滑油和润滑脂的场合。如：高温、高压、 极低温、真空、强辐射、不允许污染、及无法给油的场合。
p 0，p pmax x
※若二板平行：
p 任何截面处h=h0， =0 ，不能产生高于出口、入口处的 x
油压→不能承载。
v
※若二滑动表面为扩散形：
进口小、出口大，油压p低于出口、入口压力（负压）
→不能承载，相反使两表面相吸。 v
15-8 向心动压轴承的几何关系与承载能力计算
几何关系
根据平衡条件，得：
pdydz d dxdz p dp dydz dxdz 0
整理，得： 因为
dp d dx dy
du dy
所以
dp d 2u 2 dx dy
将上式对y积分
1 dp 2 u y C1 y C2 2 dx
15-8
液体动压多油楔轴承简介
液体静压推力轴承工作原理
液体静压径向轴承的工作原理
油腔
油腔
油泵 节流器
图13-23 液体静压径向轴承工作原理
式中：C1 C2为积分常数，可由边界条件确定 当y=0 时 u=-v,所以C2=-v 当y=h 时 u=0,所以
1 dp c1 h 2 dx h
带入原式：
1 dp 2 yh u ( y hy) 2 dx h
根据流体的连续性原理，流过不同截面的流量应该是相等的
任意截面的流量：
∴ pv↑→摩擦功耗↑→发热量↑→容易引起边界油膜的破裂 F dn pv [ pv ] Mpa〃m/s
B d 60 1000
目的：限制pv是为了限制轴承温升、防止胶合。 3、限制滑动速度 v
v
dn
60 1000
[v]m / s
目的：防止v过高而加速磨损。 [p]、[pv] 见P257表15-1
第15章
轴承的功用有二：
滑动轴承
一、支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度； 二、减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。 与滚动轴承相比，滑动轴承的 优点具有: 承载能力大、工作平稳可靠、噪声小、耐冲击、吸振、 可以剖分,起动摩擦阻力大。
15-1 摩擦状态
根据摩擦表面间存在润滑剂的情况: 干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
连续供油润滑方法及装置
（1） 油杯滴油润滑
（2）浸油润滑
（3）飞溅润滑
（4） 压力循环润滑
2 脂润滑
滑动轴承的润滑方式可 根据系数k选定： k pv
3
k 2,用脂润滑 k 2 ~16，用针阀式注油油 杯润滑 k 16 ~ 32，油环或飞溅润滑 k 32,用压力循环润滑
15-5 非液体摩擦滑动轴承的计算
动压润滑的基本原理
`
借助相对运动在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜
一、动压润滑的形成原理和条件
1) 两工作表面间必须有楔形间隙;
2) 两工作表面间必须连续充满润滑油或其它粘性流体; 3) 两工作表面间必须有相对滑动速度,其运动方向必须保证润滑 油从大截面流进,从小截面流出。 对于一定的载荷，必须使速度υ、粘度η 及间隙等匹配恰当
1) 收敛形油楔(两滑动表面沿运动方向的间隙呈由大变小的形状)
当h h0 ,
当h h0 ,
油膜呈收敛楔形，油楔内各处油压都大 于入口和出口处的压力，产生正压力以支承 外载。 2) 两滑动表面平行。 平行油膜各处油压与入口、出口处相等，不 能产生高于外面压力的油压支承外载。
p 0，p随x增大而增大 x p 当h h0 , 0，p随x增大而减小 x
失效形式图例
磨损及胶合
点蚀及金属剥落
一、 非液体摩擦径向滑动轴承的计算
实践证明，若压强 p p 和压强与轴径线速度的
乘积 pv pv 那么轴承是能够很好的工作的。 1、 验算单位压力p值
F p [ p] dB
目的：防止p过高，油被挤出，产生 “过度磨损”。
2、限制pv值 ∵ 轴承发热量∝单位面积摩擦功耗μpv
铸铁：轻载、低速轴承的轴瓦材料 非金属材料：石墨、橡胶、塑料、尼龙
15-4
一、 润滑剂
润滑剂和润滑装置
在相对运动的表面加入润滑剂以降低摩擦，减少磨损，提 高效率，延长机体寿命，同时还有冷却、防腐、密封等作用。
润滑剂的分类：液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体
1.润滑油
润滑油最重要的物理性能是粘度 粘度：表示流体抵抗变形的能力，它表征油层间内摩擦阻力 的大小。
推力滑动轴承
用于低速、轻载及间歇工作的轴承
2 、剖分式向心滑动轴承
动画
动画
装拆过程
调心轴承（自位轴承）
3、轴瓦结构 按构造 分 类
整体式 对开式 铸造 轧制 按材料 分 类
单金属
多金属
按加工 分 类
减摩材料——轴承衬
整 体 式 轴 瓦
轴承衬
剖 分 式 轴 瓦
其余
25
6.3
6.3
6.3
3.2
二、 非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1 、验算单位压力
p
4
F
2 ( d 2 d12 ) z
[ p]
2 、验算pvm值
pvm [ pv]
υm——环形推力面的平均线速度m/s
m
d m n
60 1000
dm——环形推力面的平均直径（mm)
d 2 d1 dm 2
15-6
f >0.3
f ≈0.1~0.3 油膜厚度小于1μm
f ≈ 0.001～0.01
边界润滑： 较大，n/p较小，h 0 混合润滑： 降低， n/p增大，h R 流体动力润滑： 趋于平稳， n/p增大， hR
15-2 滑动轴承的结构形式
根据承载方向分
一、向心滑动轴承 1 、整体式径向滑动轴承 向心滑动轴承或径向轴承
1 dp 3 h qx udy h 0 12 dx 2
h
特定截面（b-b此处速度程三角形分布）的流量：
两个截面的流量相等： 此式为液体动压润滑基本方程，称为一维雷诺方程
1 q x h0 2
由R· E 油压变化与η、v、h有关
p →积分→油膜承载能力→平衡外载
油楔承载机理
hmin不能小于轴颈与轴瓦表面微观不平度的十点平均高度。
h min r (1 ) S(R Z 1 R Z 2 ) 106
式中 ： Rz1、Rz2 —— 分别是轴颈和轴瓦表面微观不平度十
点高度；
S —— 考虑表面几何形状不准确和零件变形保留的安 全度。 上式与流体动力润滑的四个基本条件 ——流体动力润滑的充分必要条件
3.2 3.2
3.2
轴瓦上开设油孔和油沟 油孔：供应润滑油；
油沟：输送和分布润滑油；
D( H8 )
D0 ( K6)
注意：
油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓
油沟长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。
油室：使润滑油轴向均布、储油和稳定供油。
二、 推力滑动轴承 推力滑动轴承用来承受轴向载荷
dB Cp 2 F 2 F 2 2）油膜承载力系数 C p Bd 2vB
1）不考虑端泄： F
① 轴承包角： ， CP ， F ； ② 偏心率χ ： χ ， CP ，F ，hmin； ③ 宽径比B/d： B/d ， CP ，F 。
最小油膜厚度hmin
15-3 轴承材料和轴瓦结构
轴瓦材料应具备下述性能： l) 摩擦系数小； 2) 导热性好，热膨胀系数小； 3) 耐磨性。 粘附上去的薄层材料称为轴承衬。
常用的轴瓦和轴承衬材料有下列几种：
一、轴承合金 轴承合金(又称白合金、巴氏合金)有锡锑轴承合金和铅锑轴承 合金两大类。 锡锑轴承合金的摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性 强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，常用于高速、重载的 轴承。
液体内部的摩擦切应力： du
dy
η 液体的动力粘度，简称粘度。
单位是N•s/m²(即Pa•s) “帕秒”
运动粘度：
/
单位是cm²/s，叫做“斯”，常用St表示。
我国规定以油在40℃时的运动粘度的平均值（２mm／s厘斯）
作为油的牌号。
影响润滑油粘度的主要因素是温度和压力； 一般温度越高，粘度越小；压力增大，粘度增大。
向心滑动轴承动压油膜形成过程
a) n=0
b) n≈0
c) 形成油膜
d) n»0
动压轴承的承载能力与轴径的转速、润滑油的粘度
轴承的长径比、楔形间隙尺寸等有关。
为了获得液体摩擦，必须保证一定的油膜厚度。
动画
二、液体动压润滑的基本方程 基本假设:
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。
R、r 分别为轴承孔和轴颈的半径。
1、直径间隙： D d 2、半径间隙： 4、偏心距：
/2 3、相对间隙： / d / r
e oo1 5、偏心率： e / e /( R r )
6、最小油膜厚度hmin
hmin e r (1 )
铅锑轴承合金的各方面性能与锡锑轴承合金相近，但这种材料 较脆，不宜承受较大的冲击载荷。它一般用于中速、中载的轴承。
二、青铜
强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴
承合金。可在较高温度下工作，但可塑性差，不易跑 合。 三、其他材料 用粉末冶金法制成的轴承，具有多孔性组织，孔隙
内可以贮存润滑油——含油轴承；
h ( 1 cos ) r ( 1 cos )
cos cos0 p 6 2 d 3 1 1 cos
w
dp w cos cos0 6 2 d 1 cos 3
2.润滑脂 润滑脂是由润滑油和各种稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属皂） 混合稠化而成。 钙基润滑脂；钠基润滑脂；锂基润滑脂（性能最好）；铝基润 滑脂。 低速或带冲击场合
3、固体润滑剂 石墨、二硫化钼、聚氟乙烯树脂。
用途：不宜使用润滑油和润滑脂的场合。如：高温、高压、 极低温、真空、强辐射、不允许污染、及无法给油的场合。
p 0，p pmax x
※若二板平行：
p 任何截面处h=h0， =0 ，不能产生高于出口、入口处的 x
油压→不能承载。
v
※若二滑动表面为扩散形：
进口小、出口大，油压p低于出口、入口压力（负压）
→不能承载，相反使两表面相吸。 v
15-8 向心动压轴承的几何关系与承载能力计算
几何关系
根据平衡条件，得：
pdydz d dxdz p dp dydz dxdz 0
整理，得： 因为
dp d dx dy
du dy
所以
dp d 2u 2 dx dy
将上式对y积分
1 dp 2 u y C1 y C2 2 dx
15-8
液体动压多油楔轴承简介
液体静压推力轴承工作原理
液体静压径向轴承的工作原理
油腔
油腔
油泵 节流器
图13-23 液体静压径向轴承工作原理
式中：C1 C2为积分常数，可由边界条件确定 当y=0 时 u=-v,所以C2=-v 当y=h 时 u=0,所以
1 dp c1 h 2 dx h
带入原式：
1 dp 2 yh u ( y hy) 2 dx h
根据流体的连续性原理，流过不同截面的流量应该是相等的
任意截面的流量：
∴ pv↑→摩擦功耗↑→发热量↑→容易引起边界油膜的破裂 F dn pv [ pv ] Mpa〃m/s
B d 60 1000
目的：限制pv是为了限制轴承温升、防止胶合。 3、限制滑动速度 v
v
dn
60 1000
[v]m / s
目的：防止v过高而加速磨损。 [p]、[pv] 见P257表15-1
第15章
轴承的功用有二：
滑动轴承
一、支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度； 二、减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。 与滚动轴承相比，滑动轴承的 优点具有: 承载能力大、工作平稳可靠、噪声小、耐冲击、吸振、 可以剖分,起动摩擦阻力大。
15-1 摩擦状态
根据摩擦表面间存在润滑剂的情况: 干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
连续供油润滑方法及装置
（1） 油杯滴油润滑
（2）浸油润滑
（3）飞溅润滑
（4） 压力循环润滑
2 脂润滑
滑动轴承的润滑方式可 根据系数k选定： k pv
3
k 2,用脂润滑 k 2 ~16，用针阀式注油油 杯润滑 k 16 ~ 32，油环或飞溅润滑 k 32,用压力循环润滑
15-5 非液体摩擦滑动轴承的计算
动压润滑的基本原理
`
借助相对运动在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜
一、动压润滑的形成原理和条件
1) 两工作表面间必须有楔形间隙;
2) 两工作表面间必须连续充满润滑油或其它粘性流体; 3) 两工作表面间必须有相对滑动速度,其运动方向必须保证润滑 油从大截面流进,从小截面流出。 对于一定的载荷，必须使速度υ、粘度η 及间隙等匹配恰当
1) 收敛形油楔(两滑动表面沿运动方向的间隙呈由大变小的形状)
当h h0 ,
当h h0 ,
油膜呈收敛楔形，油楔内各处油压都大 于入口和出口处的压力，产生正压力以支承 外载。 2) 两滑动表面平行。 平行油膜各处油压与入口、出口处相等，不 能产生高于外面压力的油压支承外载。
p 0，p随x增大而增大 x p 当h h0 , 0，p随x增大而减小 x
失效形式图例
磨损及胶合
点蚀及金属剥落
一、 非液体摩擦径向滑动轴承的计算
实践证明，若压强 p p 和压强与轴径线速度的
乘积 pv pv 那么轴承是能够很好的工作的。 1、 验算单位压力p值
F p [ p] dB
目的：防止p过高，油被挤出，产生 “过度磨损”。
2、限制pv值 ∵ 轴承发热量∝单位面积摩擦功耗μpv
铸铁：轻载、低速轴承的轴瓦材料 非金属材料：石墨、橡胶、塑料、尼龙
15-4
一、 润滑剂
润滑剂和润滑装置
在相对运动的表面加入润滑剂以降低摩擦，减少磨损，提 高效率，延长机体寿命，同时还有冷却、防腐、密封等作用。
润滑剂的分类：液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体
1.润滑油
润滑油最重要的物理性能是粘度 粘度：表示流体抵抗变形的能力，它表征油层间内摩擦阻力 的大小。
推力滑动轴承
用于低速、轻载及间歇工作的轴承
2 、剖分式向心滑动轴承
动画
动画
装拆过程
调心轴承（自位轴承）
3、轴瓦结构 按构造 分 类
整体式 对开式 铸造 轧制 按材料 分 类
单金属
多金属
按加工 分 类
减摩材料——轴承衬
整 体 式 轴 瓦
轴承衬
剖 分 式 轴 瓦
其余
25
6.3
6.3
6.3
3.2
二、 非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1 、验算单位压力
p
4
F
2 ( d 2 d12 ) z
[ p]
2 、验算pvm值
pvm [ pv]
υm——环形推力面的平均线速度m/s
m
d m n
60 1000
dm——环形推力面的平均直径（mm)
d 2 d1 dm 2
15-6
f >0.3
f ≈0.1~0.3 油膜厚度小于1μm
f ≈ 0.001～0.01
边界润滑： 较大，n/p较小，h 0 混合润滑： 降低， n/p增大，h R 流体动力润滑： 趋于平稳， n/p增大， hR
15-2 滑动轴承的结构形式
根据承载方向分
一、向心滑动轴承 1 、整体式径向滑动轴承 向心滑动轴承或径向轴承
1 dp 3 h qx udy h 0 12 dx 2
h
特定截面（b-b此处速度程三角形分布）的流量：
两个截面的流量相等： 此式为液体动压润滑基本方程，称为一维雷诺方程
1 q x h0 2
由R· E 油压变化与η、v、h有关
p →积分→油膜承载能力→平衡外载
油楔承载机理
hmin不能小于轴颈与轴瓦表面微观不平度的十点平均高度。
h min r (1 ) S(R Z 1 R Z 2 ) 106
式中 ： Rz1、Rz2 —— 分别是轴颈和轴瓦表面微观不平度十
点高度；
S —— 考虑表面几何形状不准确和零件变形保留的安 全度。 上式与流体动力润滑的四个基本条件 ——流体动力润滑的充分必要条件
3.2 3.2
3.2
轴瓦上开设油孔和油沟 油孔：供应润滑油；
油沟：输送和分布润滑油；
D( H8 )
D0 ( K6)
注意：
油沟、油孔：不能开在油膜承载区，否则，承载能力↓
油沟长度≈0.8B（轴瓦宽度），即不能开通，否则漏油。
油室：使润滑油轴向均布、储油和稳定供油。
二、 推力滑动轴承 推力滑动轴承用来承受轴向载荷
dB Cp 2 F 2 F 2 2）油膜承载力系数 C p Bd 2vB
1）不考虑端泄： F
① 轴承包角： ， CP ， F ； ② 偏心率χ ： χ ， CP ，F ，hmin； ③ 宽径比B/d： B/d ， CP ，F 。
最小油膜厚度hmin
15-3 轴承材料和轴瓦结构
轴瓦材料应具备下述性能： l) 摩擦系数小； 2) 导热性好，热膨胀系数小； 3) 耐磨性。 粘附上去的薄层材料称为轴承衬。
常用的轴瓦和轴承衬材料有下列几种：
一、轴承合金 轴承合金(又称白合金、巴氏合金)有锡锑轴承合金和铅锑轴承 合金两大类。 锡锑轴承合金的摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性 强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，常用于高速、重载的 轴承。
液体内部的摩擦切应力： du
dy
η 液体的动力粘度，简称粘度。
单位是N•s/m²(即Pa•s) “帕秒”
运动粘度：
/
单位是cm²/s，叫做“斯”，常用St表示。
我国规定以油在40℃时的运动粘度的平均值（２mm／s厘斯）
作为油的牌号。
影响润滑油粘度的主要因素是温度和压力； 一般温度越高，粘度越小；压力增大，粘度增大。
向心滑动轴承动压油膜形成过程
a) n=0
b) n≈0
c) 形成油膜
d) n»0
动压轴承的承载能力与轴径的转速、润滑油的粘度
轴承的长径比、楔形间隙尺寸等有关。
为了获得液体摩擦，必须保证一定的油膜厚度。
动画
二、液体动压润滑的基本方程 基本假设:
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。
R、r 分别为轴承孔和轴颈的半径。
1、直径间隙： D d 2、半径间隙： 4、偏心距：
/2 3、相对间隙： / d / r
e oo1 5、偏心率： e / e /( R r )
6、最小油膜厚度hmin
hmin e r (1 )
铅锑轴承合金的各方面性能与锡锑轴承合金相近，但这种材料 较脆，不宜承受较大的冲击载荷。它一般用于中速、中载的轴承。
二、青铜
强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴
承合金。可在较高温度下工作，但可塑性差，不易跑 合。 三、其他材料 用粉末冶金法制成的轴承，具有多孔性组织，孔隙
内可以贮存润滑油——含油轴承；