第12章 滑动轴承汇总

双轴向油槽开在非承载区 （在轴承剖分面上）
§13-4 滑动轴承的润滑
§13-5 滑动轴承的润滑
一、润滑材料
1. 润滑油
◆ 特点： 有良好的流动性，可形成动压、静压润滑或边界润滑。
◆ 适用场合：混合润滑轴承和液体润滑轴承。
◆ 选择原则：主要考虑润滑油的粘度。
转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应高一些。 高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。
例：某船用推力轴承，轴转速n=700 r/min，轴向推力 F=8000 N，轴直径d=890 mm，轴环外径D=160 mm，根据[pV]设 计该轴承，设[pV]＝2 MPam/s，求该轴承需几个轴环。
解：pV pV
4F z(D2 d 2 )
Dd n 2
60 1000
2
4 8000 z(D d )
注：轴承孔与轴颈的配合一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6
例：有一滑动轴承，其轴颈直径d=100mm，B/d=1.4，[p]＝ 8MPa，[V]=3 m/s，[pV]=15MPa.m/s，转速n=500r/min，问此
轴承允许最大工作载荷为多少？
解：B 1.4d 1.4100 140 mm
3）渗入轴承材料中或成型后镶嵌在轴承中使用。
润滑3 滑动轴承的润滑
2） 水 主要用于橡胶轴承或塑料轴承。 3） 固体润滑剂 如：汞、液态钠、钾、锂等，主要用于宇航器中的某
些轴承。 4） 气体 主要是空气，只适用于轻载、高速轴承。
二、润滑装置
1、油润滑
间歇供油: 油壶或油枪
连续供油: 1) 滴油润滑
2
700 60 1000
≤≤2
186.7 2 z(160 90)
z 1.33
z2
§13-6 液体动力润滑径向轴承的计算
一、液体润滑滑动轴承按油膜形成原理 1、静压轴承 外部一定压力的流体进入摩擦面，建立压力油膜。 2、流体动压润滑轴承 无外部压力源，油膜靠摩擦面的相对运动而自动形成。
二、液体动压润滑基本方程——雷诺方程 1、建模 研究对象：被润滑油隔开作相对运动的两刚体， 一个以v运动，一个静止。
4) 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。
5) 多孔质金属材料
含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润 滑油。可用于加油不方便的场合。
6) 非金属材料
工程塑料：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、 可用水、油及化学溶液等润滑的优点。
缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。
式中： υ — 轴颈的圆周速度（m/s），
B
[pυ]— 轴承材料的许用值（MPa·m/s），见表12－2。
目的：限制pv是为了限制轴承温升、防止胶合。
３．验算滑动速度 υ (m/s)
υ πdn [υ] 60 1000
目的：防止 v过高而加 速磨损。
式中：[ υ]—材料的许用滑动速度，见表12－2 。
第12章 滑动轴承
§12-1 概述 §12-2 滑动轴承的结构 §12-3 滑动轴承的失效形式及材料 §12-4 轴瓦结构 §12-5 滑动轴承的润滑 §12-6 滑动轴承的条件性计算 §12-7 液体动力润滑径向轴承的计算
§13-2 概述1
§12-1 概 述
轴承的作用是支承轴。
一、轴承应满足如下基本要求：
一、径向滑动轴承的结构
１．整体式径向滑动轴承
轴承座
油杯孔 螺纹孔
整体轴套
特点：结构简单，成本低廉。 磨损后轴颈与轴承孔之间的间隙无法调整；只能沿轴向装拆。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
滑动轴承的结构2
２．剖分式（对开式）径向滑动轴承
滑动轴承的结构
油杯座孔
螺栓
螺母
套管 上轴瓦
轴承盖 下轴瓦
轴承座
概述
概述2
四、滑动轴承的应用场合
１．高速、高精度、重载的场合；如汽轮发电机、水轮发电机、 机床等。
２．极大型的、极微型的、极简单的场合；如自动化办公设备 等。
3．结构上要求剖分的场合；如曲轴轴承 4．受冲击与振动载荷的场合；如轧钢机。
§12-2 滑动轴承的结构 §13-2 滑动轴承的结构1
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。
F dBp 100 140 8 11200 0 N
V nd /(601000) 100500 2.62m/s 3m/s
601000
pV 15 p 2.62
p 15 5.725 MPa 2.62
F pdB 5.725100140 80150N
Fmax 80150N
2）铜合金
优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达250 ℃。
缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。 青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。
3）铝基合金
锡青铜 铅青铜 铝青铜
→中速重载 →高速重载 →低速重载
铝锡合金： 有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度，摩擦性能也 较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。
整体轴套
对开式轴瓦
薄壁轴瓦
厚壁轴瓦
按材料 分类
薄壁 厚壁
如黄铜，灰铸铁等制成的轴瓦。
以钢、铸铁或青铜作轴瓦基体，在其表面浇铸一层或两 层很薄的减摩材料（称为轴承衬）。
轴承衬的厚度很小，通常不超过 6 mm。
滑动轴承的轴瓦结构2
轴瓦的结构
单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦
多材料、对开式厚壁铸造轴瓦
多材料、整体式、薄壁轧制轴瓦 多材料、对开式薄壁轧制轴瓦
§12-3 滑动轴承的失效形式及材料 §13-3 滑动轴承的失效形式和材料
一、滑动轴承常见失效形式
滑动轴承的材料1
滑动轴承的材料
二、滑动轴承的材料
轴承材料是指轴瓦和轴承衬的材料。
1. 对轴承材料性能的要求： 1）减摩性、耐磨性、耐蚀性要好；
2）抗胶合能力强，导热性、散热性好；
3）具有足够的强度，主要包括疲劳强度和抗压强度； 4）具有良好的适应性，主要包括：
1．具有一定的强度和刚度。 2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。 3．保证轴的回转精度。
二、滑动轴承的分类
按受载方向不同，分为：
径向轴承（向心轴承）： 承受径向力 推力轴承（止推轴承）：承受轴向力
按润滑状态不同，分为：
液体润滑滑动轴承
动压润滑
非液体润滑滑动轴承。 静压润滑
三、滑动轴承的特点 1．承载能力大，耐冲击； 2．工作平稳，噪音低； 3．结构简单，径向尺寸小。
p F [ p] dB
过高，油被挤 出，产生
式中：B—轴承宽度（ mm ） ；
“过度磨损”。
[p]—轴瓦材料的许用平均压强（MPa），查表12－2。
滑动轴承的条件性计算 滑动轴承的条件性计算2
２．限制轴承的 pυ 值
pυ F πdn Fn [ pυ]
d
Bd 60 1000 19100B
2) 绳芯润滑 3) 油环润滑
4) 浸油润滑
5) 飞溅润滑 6) 压力循环润滑
2、脂润滑 旋盖式油脂杯、黄油枪
手柄 调节螺母
弹簧 针阀 杯体
盖
杯体 接头 油芯
盖
杯体 接头 油芯
20°
润滑4 滑动轴承的润滑
§13-6 不完全流体润滑滑动轴承的条件性计算
◆ 速度低、载荷大、有冲击或间歇运转的滑动轴承；以及脂润滑、油绳润 滑及滴油润滑的轴承，工作中处于边界润滑或混合润滑状态。
参照表12－4选择润滑油。
2. 润滑脂
◆ 特点： 无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。 ◆ 适用场合 ：难以经常供油，或低速重载以及往复摆动的轴承。
参照表12－3选择润滑脂。
润滑2
滑动轴承的润滑
◆润滑脂的 选择原则：
１）当压力高和滑动速度低时，选择针入度小的润滑脂；反之，选择
针入度大的润滑脂。
２）所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20～30℃，以免
2．限制 pυ 值
滑动轴承的条件性计算 滑动轴承的条件性计算4
pυ
4F
(d
2 2
d
2 0
)
Z
π(d1 d2 )n 601000 2
pυ
υ π(d1 d2 )n 601000 2
[pv ]— 轴承材料的许用值（MPa·m/s），见表12－5。
对于多环推力轴承，由于制造和装配误差使各支承面上所受载 荷不等， [p]和[pv]值应减小50％。
滑动轴承的条件性计 算3
滑动轴承的条件性计算
二、止推滑动轴承的计算
已知条件：轴向载荷Fa (N)、 轴颈转速n (r/mm)、 轴环
直径d2和轴承孔直径d1(mm) F
１．限制平均压强 p
p
F A
F
π 4
(d
2 2
d12 )Z
[ p]
d0 d2
式中：Z－止推环数。
[p]—许用平均压强（MPa），查表12－5；
轴瓦的结构
轴瓦的定位
滑动轴承的轴瓦结构3
◆ 目的：防止轴瓦沿轴向和周向移动。
凸缘
轴瓦一端或两端做凸缘； 轴向定位方法有：
定位唇（凸耳）
紧定螺钉 周向定位方法有：
销钉
定位唇
Leabharlann Baidu紧定螺钉
轴瓦 圆柱销 轴承座
（也可做轴向定位）
轴瓦的结构
为把润滑油导入轴承的工作面，在轴瓦上开设： 油孔：
滑动轴承的轴瓦结构4
碳--石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不良环境中。
橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润 滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。 木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。
§12-4 轴瓦的结构
三、轴瓦的形式和结构
滑动轴承的轴瓦结构1
按构造 分类
整体式（又称轴套）： 不便于装拆，可修复性差。 剖分式（对开式）： 安装和拆卸方便，可修复。
油槽：
油室：
还起储油和稳定供油的作用，用于大型轴承。
双斜向油槽 （用于混合润滑轴承）
滑动轴承的轴瓦结构5
轴瓦的结构
◆ 原则：1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失。 2）对液体动压润滑轴承，油槽应开在非承载区。 3）对混合润滑轴承，油槽应尽量延伸到最大压力区附近。
F
单轴向油槽开在非承载区 （在最大油膜厚度处）
Fa
Fa
Fa
Fa
环形轴端
单止推环式
多止推环式
◆ 环形轴端：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式好。 ◆ 单止推环式：利用轴颈的环形端面作为止推面，结构简单，润滑方便，
可承受双向轴向载荷。广泛用于低速、轻载的场合。 ◆ 多止推环式：承载能力大，可承受双向轴向载荷。但各环间载荷分布
不均匀。 止推滑动表面的基本尺寸，见表12－1。
4．调心式径向滑动轴承 特点：轴瓦能自动调整位置，以适
应轴的偏斜。 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。
注：调心式轴承必须成对使用。
球面配合
滑动轴承的结构
二、止推滑动轴承的结构
滑动轴承的结构5
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：
◆ 顺应性：材料通过表层的弹、塑性变形来补偿轴承滑动表面接触不良 的能力。
◆ 嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面的刮伤和磨粒 磨损的性能。
◆ 磨合性：轴瓦与轴颈表面应易于磨合，从而改善摩擦面的接触状况。
滑动轴承的失效形式及常用材料3
1) 轴承合金（白合金、巴氏合金） 是锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体。 优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易 跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。 缺点：价格贵、机械强度较差； 只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。 工作温度：t<120℃ 由于巴式合金熔点低
工作时润滑脂过多地流失。 3 ）在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性强的钙基或铝基润滑脂，
在温度较高处应选择钠基或复合钙基润滑脂。
3. 其它润滑材料 1） 固体润滑剂 常用的有：二硫化钼，碳―石墨，聚四氟乙烯等。
◆ 用于有特殊要求的场合，如要求环境清洁、真空或高温等。
◆ 使用方法：1）涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面； 2）或调配到润滑油和润滑脂中使用；
◆ 对于边界膜的强度，目前尚无完善的计算方法，常进行条件性计算。 ◆ 计算目的：保护边界膜不破裂。
υ ◆ 计算内容： 限制压强 p 、p 值、滑动速度 υ 不超过许用值
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
目的：防止p
对开式轴承(剖分轴套)
特点：便于轴的安装，间隙可调整，但结构复杂。 应用比较广泛。
注：剖分面的垂线与径向力的夹角不得大于35°，否则，采用45°倾斜 剖分式 。
滑动轴承的结构 滑动轴承的结构3
对开式轴承(整体轴套)
滑动轴承的结构 滑动轴承的结构4
3．调隙式径向滑动轴承 特点：便于调整间隙，但结构复杂。