滑动轴承教材教案

第12章滑动轴承

轴承是机器仪器和器械中的重要支承零件，其主要作用是支承转动（或摆动）的运动部件(转轴，心轴等)，保证轴和轴上传动件的回转精度，减少摩擦和磨损，并承受载荷。轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。仅在滑动摩擦下运转的轴承称为滑动轴承。

滚动轴承的摩擦阻力较小，机械效率较高，润滑和维护方便，并且已经标准化，在机械中应用广泛，但它的径向尺寸、振动和噪声较大。滑动轴承除了在简单和成本要求低的场合使用外，主要用于滚动轴承难以满足支承要求的场合——高速度、高精度、大冲击、长寿命，例如发电机组、内燃机组、陀螺仪、高速高精度机床和航空航天设备等。如图12-1所示。

图12-1 广东玉柴发动机组

本章知识要点

(1)了解滑动轴承的润滑与摩擦状态。

(2)熟悉滑动轴承的主要结构型式、轴瓦及轴承材料。

(3)了解润滑剂和润滑装置。

兴趣实践

拆装整体式、剖分式滑动轴承，掌握其结构上的异同和特殊性，注意滑动轴承的运动及润滑情况。

探索思考

针对不同的工作情况，怎样选择合适类型的滑动轴承？

预习准备

请预先复习以前学过的滚动轴承的相关知识，了解滚动轴承与滑动轴承在结构和使用场合的异同点。

12.1认识滑动轴承

在工业生产中，虽然滚动轴承被广泛采用，但在许多的情况下必须采用滑动轴承。这是因为滑动轴承具有滚动轴承所不能代替的特点。其具体优点有：滑动轴承具有工作平稳、可靠，结构简单、尺寸小、精度高，振动小、噪声比滚动轴承低，可以承受重载等优点，在保证液体润滑而非干摩擦的条件下，可以长期在设计转速下运行，所以滑动轴承在工程机械上得到了广泛的应用。

12.1.1 滑动轴承的分类

滑动轴承的分类方法很多，但依据其载荷和结构形式分类的方式较为多用。按所承受载荷的方向可以分为：承受径向载荷的径向滑动轴承（图12-2），承受轴向载荷的止推轴承（图12-3）和承受径向、轴向联合载荷的径向止推滑动轴承。

图12-2 径向滑动轴承图12-3 止推轴承

按滑动轴承是否可以剖分又可以分为整体式（图12-4（a））和剖分式（图12-4（b））。整体式滑动轴承构造简单，常用于低速、载荷较小的间歇工作机器上，而且轴只能从轴的端部装入。剖分式滑动轴承的轴瓦一般是对开式，当它的轴瓦磨损后可以通过适当地调整垫片或对其分合面进行刮削、研磨来调整轴与孔的间隙，应用较广。

图12-4 整体式和剖分式滑动轴承结构

另外，滑动轴承，根据其相对运动的两表面间油膜形成原理的不同，还可分为流体动力润滑轴承(简称动压轴承)和流体静力润滑轴承(简称静压轴承)。

（1）动压轴承：这种轴承依靠轴颈（或止推盘）本身的旋转，把润滑油带

入轴颈（或止推盘）与轴瓦之间，形成楔状油膜，受到负荷的挤压建立起油膜压力以承受载荷，由于轴颈与轴瓦之间被一层油膜完全隔开，油膜有足够的压

力平衡外载荷，轴颈与轴瓦完全被油膜隔开，处于液体润滑状态中。如单油楔轴承结构，适应于载荷方向基本固定的场合。多油楔轴承结构较复杂，能满足变方向载荷和高速回转的要求。动压轴承还有径向、推力和径向推力之分，以及固定瓦和可倾瓦之分。

（2）静压轴承：轴颈与轴承被外界供给的一定压力的承载油膜完全隔开，

油膜的形成不受相对滑动速度的限制，在各种速度（包括速度为零）下均有较大承载能力。轴的稳定性好，可满足轴的高度平稳回转要求，摩擦系数小，机

械效率高。但需要一套复杂的供油系统，多用于各种机床。

12.1.2 止推轴承

推力滑动轴承仅能承受轴向载荷，由轴承座和止推轴颈等组成。固定式推力滑动轴承常用的结构形式及尺寸如图12-5所示。实心式接触面上的压强分布不均匀，靠近边缘部分磨损较快，很少使用;空心式接触面积减小，润滑条件改善，避免了磨报不均;单环式推力轴承，止推面可以利用轴的端面或轴环端面，也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘，结构简单，常用于低速轻载的场合;多环式采用多个环承担载荷，提高了承载能力，还可以承受双方向上的轴向载荷，但各环承载能力大小不等，环数不能太多

（a）实心式（b）空心式（c）单环式（d）多环式

图12-5 固定式推力滑动轴承

可倾式推力滑动轴承如图12-6所示，轴颈端面仍为一平面，轴承是由20-30个扇形块支承在球面或圆柱上，扇形块为钢板，滑动表面覆以轴承衬材料.轴承工作时，扇形块可以自动调位，以适应不同的工作条件。若扇形块固定，则成为固定式推力轴承。

图12-6 可倾瓦推力滑动轴承

12.2轴瓦的材料和结构

12.2.1 轴瓦的材料

滑动轴承的材料主要是指轴瓦（套）材料。对滑动轴承材料的主要要求有：应具有良好的减磨和耐磨性；良好的承载性能和抗疲劳性能，故有时要采用多层或组合结构加以保障；良好的顺应性和嵌藏性，这样能避免表面间的卡死和划伤；在可能产生胶合的场合，选用具有抗胶合性的材料；具有良好的加工工艺性与经济性。滑动轴承的常用材料主要有金属材料、粉末冶金材料和非金属材料三大类。金属材料又主要有轴承合金、青铜和铸铁。

１．轴承合金

又称巴氏合金。它以锡(Sn)或铅(Pb)作软基体，内悬浮锑锡(Sb-Sn）及铜锡(Cu-Sn)的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，软基体则增加材料的塑性。硬晶粒受重载时回嵌陷到软基体里，而使承载面积增大。轴承合金的嵌藏性和顺应性最好，易跑合，且不易与轴颈胶合。但其机械强度低，价格也贵，不能单独制作轴瓦，只能用作轴承衬材料。按基体材料的不同, 分为锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。锡锑轴承合金摩擦系数小、抗胶合、易跑合、耐腐蚀，用于高速、重载场合，是一种很好的轴承材料，但价格较高；铅锑轴承合金各种性能与锡锑轴承合金接近，且价格低一些，但不适合于有冲击载荷的场合，一般用于中速、中载的轴承。

2．铸铁

主要是灰铸铁和耐磨铸铁。铸铁类材料的塑性和跑合性差，但价格低廉，适于低速、轻载的不重要场合的轴承。

3．青铜

主要有锡青铜、铅青铜和铝青铜。青铜类材料强度高、耐磨和导热性好，但跑合性略差。锡青铜和铅青铜适于中速、重载轴承，铝青铜适于低速、重载轴承。

4．粉末冶金材料

由金属粉末和石墨高温烧结成型，是一种多孔结构金属合金材料。使用前将轴瓦在润滑剂中浸泡，则各微小孔中充满润滑剂，工作时由于轴颈转动的抽吸和轴瓦自身的热胀作用，使润滑剂流出而实现润滑。停车后润滑剂又被吸回孔中。主要用于轻载、低速且不易经常添加润滑剂的场合。

5．非金属材料

主要是塑料、橡胶、石墨、尼龙等材料以及一些合成材料，成本低，对润滑无要求，易成型，抗振动。在家电、轻工、玩具、小型食品机械中使用较为广泛。

12.2.2 轴瓦的结构

轴瓦是轴承的重要构件之一，轴瓦是滑动轴承和轴接触的部分，非常光滑，一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成，在特殊情况下,可以用木材、塑料或橡皮制成。也叫“轴衬”，形状为瓦状的半圆柱面。滑动轴承工作时，轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作