第四篇 轴系零部件(第十二章 滑动轴承)..

◆液体动压径向润滑轴承，油槽和 油孔应开在非轴承承载区内，否则会显 著降低轴承的承载能力。 有无周向油槽时，油膜压力分布。
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
滑动轴承种类繁多，他们对润滑剂的要求也各不相同。常用 润滑剂的选择方法为： （一）润滑脂及其选择 特 点：润滑脂属于半固体润滑剂，无流动性，故无冷却 效果，可在滑动表面形成一层薄膜。 适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作 摆动运动的轴承中。 选择润滑脂的主要性能指标为：稠度（针入度）-固态或流 动性的程度和滴度。 ◆一般选择原则： (1)轴承压强高、滑动速度低选用针入度小的润滑脂；反之 ，选择针入度大一些的品种； (2)润滑脂的滴点应高于轴承的工作温度约20-30度； (3)水淋或潮湿环境下应选防水性强的钙基或铝基润滑脂； (4)温度高选用耐热的钠基脂或锂基脂。 *表12-3，滑动轴承润滑脂选择。润滑脂牌号表

边界油膜的强度和温度受多种因素影响,十分复杂,采用间 接、条件性的计算。 （一）径向心滑动轴承的设计计算 ◆已知条件：轴径直径： d nr / min 转 速： F N 径向载荷：
◆设计步骤: 1.确定轴承的结构形式，选定轴瓦材料； 2.根据 B/d 的推荐值确定轴承宽度B； 3.验算轴承的工作能力。 ◆校核内容： ①验算轴承压强P： 保证润滑油不被过大的压力挤出，轴瓦也不过度磨损。 ②验算轴承的Pv 值： 控制轴承工作温度，防止边界膜破坏。 F dn Fn pv pv dB 60 1000 19100 B ③验算滑动速度v：防止滑动速度过高、加剧磨损。
◆滑动轴承的类型： 按其受载荷方向不同：径向滑动轴承和推力滑动轴承。 润滑状态不同：液体润滑、不完全液体润滑和无润滑轴承。 润滑油膜的形成原理不同：动压、静压和动静压滑动轴承。 工作条件和结构形式不同：整体式、剖分式及自动调心式。 ◆滑动轴承的特点 滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在 以下场合，则主要使用滑动轴承： １．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。 ６．在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。 ７．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。


3)非金属材料 (1)石墨 (2)塑料 (3)橡胶 (4)硬木。 表12-2 常用金属轴承材料性能。 详细说明
§12-4 轴瓦结构
轴瓦：是与轴颈直接接触相对滑动，由减摩材料作成的。是 滑动轴承中的重要零件，其结构是否合理对轴承性能影响很大。 轴承衬：为了改善轴瓦表面的摩擦性质，其内径表面上浇铸 一层或两层减磨材料。 详细说明 （一）轴瓦的形式和构造 整体式: 需从轴端安装和拆卸，可修复性差。 按构造 分 类 对开式: 可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。 薄壁: 节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加 按尺寸 工精度要求高。 分 类 厚壁: 具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔 的加工精度要求。 单材料: 强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄 按材料 铜，灰铸铁。 分 类 多材料: 轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。 铸造: 铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用 按加工 于厚壁轴瓦。 分 类 轧制: 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。
（三）油孔及油槽 ◆油孔：供应润滑油；油槽：输送和分布润滑油。 ◆开设目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面 ◆原则：尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区 油膜的承载能力；轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的 油封面。 ◆形式：按油槽走向分—沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等 按油槽数量分—单油槽、多油槽等。
（二）对开式径向滑动轴承 组成：由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦及轴 装配演示 承盖螺栓组成。 ◆轴瓦内表面开有油沟，剖分面最好与载 荷方向垂直，多数剖分面是水平的，也有倾斜 的，轴承座的剖分面做阶梯型，以便定位和防 止松动。 轴瓦结构 ◆轴承座与轴承盖的剖分面间留 有不大的间隙，间隙中插入薄片，来 可调节轴瓦磨损后的间隙。 特点：结构复杂、可以调整磨损 而造成的间隙、安装方便。 应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。 （三）自动调心式滑动轴承 具有可动的轴瓦，在轴瓦的外部中间做成凸出 的球面，装在轴承盖和轴承座上的奥球面上。 轴承的宽度与轴颈的直径之比 (B/d)称为宽径 比，对于(B/d)大于1.5的轴承，多采用自动调心式 滑动轴承。另有调隙式、多楔式滑动轴承。
◆常用的轴承材料 可分三大类：金属材料、多孔质金属材料非金属材料。 1)金属材料 锡基合金 作为轴承衬 (1)轴承合金 铅基合金 (2)铜合金(青铜、黄铜) (3)铝合金 (4)铸铁 2)多孔质金属材料（粉末冶金材料） 不同的粉末与石墨混合，经压制，烧结而成的轴承材料。具 有多孔组织。在侵油中使微孔中充满润滑油，变成含油轴承。润 滑性能好。
（二）润滑油及其选择 特 点：有良好的流动性，可形成动压、静压或边膜界润 滑膜。是滑动轴承润滑的最主要的润滑剂。 适用场合：不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。 选择的主要指标：粘度、油性。选择时应综合考虑轴承的承 载量、轴颈转速、润滑方式、滑动轴承的表面粗糙度因素等。 ◆一般选择原则：主要考虑润滑油的粘度。 (1)转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应 高一些；(2)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些； (3)接触面粗糙：选高粘度润滑油；(4)循环润滑、芯接润滑：选 低粘度润滑油；(5)轴承间隙小：选用粘度低的润滑油。 *表12-4 滑动轴承轻、中载荷时润滑油的选用。 润滑脂牌号表 （三）固体润滑剂及其选择 特 点：可在滑动表面形成固体膜。 适用场合：有特殊要求的场合，如环境清洁要求处、真空中 或高温中。 常用类型：二硫化钼MoS2 ，碳―石墨，聚四氟乙烯等。 使用方法：涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面；制成复合材料， 依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。
工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，故无法形成完 全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。 轴承应用场合：对于工作要求不高、速度较低、载荷不大、 难于维护等条件下工作的轴承，设计成非液体摩擦滑动轴承。 ◆失效形式与设计准则： 磨粒磨损 1.失效形式：边界油膜破裂→ 粘着磨损 2.设计准则：保证边界膜不破裂。
将此式积分并代入边界条件
y 边界条件：
0 v =V y=h v=0
Q
V h y y h y p v h 2 x
Pmax
2. 流量:

h
0
vdy
V
A
V
vh h3 p Q 2 12 x
B
h0
h
3.基本方程:
速度分布和压力分布 Vh0 Q 速度为直线分布的截面流量： 2 由于z方向不流动、不可压缩.因而,各截面流量相等,由此可得: p 6V h h0 动压润滑基本方程： 3 x h
§12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料
（一）滑动轴承常见失效形式 轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘（胶合）、疲劳剥落和腐 蚀。 由于工作条件不同，滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流 体侵蚀和微动磨损等失效形式。 详细说明 表12 - 1 为故障原因的平均比例。
（二）轴承材料 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。 ◆轴承失效形式决定轴承材料的性能要求。 1)良好的减磨性：低摩擦系数，耐磨性- 抗磨损能力，抗胶 合性 - 材料的耐热性和抗粘附性； 2)良好的摩擦顺应性：硬度低，塑性好，弹性模量低 - 轴 瓦材料的弹性变形来适应和补偿轴的偏斜和变形； 3)强度高和抗腐蚀性：足够的抗压抗冲击抗疲劳强度； 4)嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入,以减轻刮伤和颗粒磨损; 5)跑合性：轴瓦与轴颈表面短期轻载运行后，能形成相互吻 合的表面粗糙度的能力； 6)润滑性：材料对润滑剂有较大的亲和力，在表面形成吸附 油膜； 7)良好的导热性、工艺性及经济性； *但没有一种材料能同时满足所有性能要求，所以，选用轴 承材料时，应分析具体情况合理使用。
第四篇 轴系零部件
本篇主要介绍滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器以及轴 的工作原理、特点、应用以及设计计算方法等。（18学时）
第十二章 滑动轴承 §12-1 概 述
轴承的作用是支承轴。是用来支承轴颈 或轴上的回转件。 ◆轴承应满足如下基本要求： 1．能承担一定的载荷，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．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。 ◆根据摩擦性质不同可分为: 滚动摩擦轴承：摩擦系数低，起动阻力小 ，已标准化，选用、润滑维护很方便； 滑动摩擦轴承：油膜分开运动副，降低摩 擦力和磨损。
F p P N/mm 2 dB
v v m / s
[p]、[v：一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6。
§12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算
（一）流体动力润滑的基本方程---雷诺方程 推导雷诺方程假定： v ①液体流动为层流； A x ②流体不可压缩； t p dxdz (p dx )dydz pdydz z ③流体惯性力、重力与粘滞； x y 阻力相比很小,略去不计； ④粘度与压力无关； ( dy )dxdz y B ⑤板宽为无限宽,Z方向润滑油 无流动。 X方向平衡条件:
◆滑动轴承设计内容 1)轴承的型式和结构选择；2)轴瓦的结构和材料选择；3)轴 承的结构参数设计；4)润滑剂及其供应量的确定；5)轴承工作能 力及热平衡计算等。 ◆本章主要介绍滑动轴承的结构、失效形式、材料和润滑等 内容。
§12-2 径向滑动轴承的主要结构形式
（一） 整体式径向滑动轴承 组成：通常由轴承座、轴瓦及轴承衬, 润滑及密封装置等组成。座与机架用螺栓 固定。 优点：结构简单，成本低廉。 缺点是轴套磨损后间隙过大无法调 整。只能从沿轴向装入或拆出。 应用：低速、轻载或间歇性工 作的机器中。
◆推力滑动轴承 - 用途：承受轴向载荷 1、普通推力滑动轴承：由轴承座和止推轴颈组成。 常用的轴颈结构形式有：