第15章滑动轴承48学时

第15章 滑动轴承
§15-1 摩擦状态 §15-2 滑动轴承的结构型式 §15-6 动压润滑的基本原理
轴承的功用：
1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；
2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损
滚动轴承 分类：
滑动轴承
优点多，应用广
用于高速、高精度、重载、结 构上要求剖分等场合。
应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电 机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用 滑动轴承。
45˚
设计：潘存云
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数 液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1
非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.8~1.5
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷 结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。
在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量
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
2）青铜 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。 锡青铜 →中速重载
§15-1 摩擦状态
1. 干摩擦 固体表面直接接触，因而
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦 不用许出现干摩擦！
2. 边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油 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 有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。
铅青铜 →中速中载 铝青铜 →低速重载
3）具有特殊性能的轴承材料
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。
运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀
铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。系 面数 起比 到金 润滑属作大用，。油含自油动轴进承入加摩一擦次表油，
可使用较长时间。
一、动压润滑的形成和原理和条件
先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时， 液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量
两平形板之间不能形成压力油膜！ 相等，板A不会下沉。但若板A有载荷时，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。
如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷， 当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
vv
设计：潘存云
v
设计：潘存云
v
设计：潘存云
在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。
边界摩擦 f
混合摩擦 液体摩擦
o ηn/p
摩擦特性曲线 称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。 η-动力粘度，p-压强 ，n-每秒转数
§15-2 滑动轴承的结构型式
一、 向心滑动轴承 组成：
螺纹孔
轴承盖 整体式向心滑动轴承
剖分轴瓦
榫口
轴承座
剖分式向心滑动轴承
整体轴套
卷制轴套
薄壁轴瓦
厚壁轴瓦
轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分 布在整个轴径上。
F
油沟
进油孔
油沟形式
d
B
设计：潘存云
轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利 于形成动压油膜，又起冷却作用。
中间必有一个位置呈三角形分布。
设计：潘存云
F FF F
设计：潘存云
vF
vc b
va
设计：潘存云
h2 h0
h1
c b a
形成动压油膜的必要条件： 1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙； 2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；
3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必 须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。 向心轴承动压油膜的形成过程：
4）有足够的机械强度和塑性。
能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。
工程上常用浇铸或压合的方法将两种不 同的金属组合在一起，性能上取长补短。
一、轴承合金（白合金、巴氏合金）
1）锡锑轴承合金
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。
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。
塑料轴承：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。
§15-6 动压润滑的基本原理
静止 →爬升 →将轴起抬
转速继续升高
→质心左移 →稳定运转达到工作转速 e ----偏心距
∑ Fy =F ∑ Fx = 0
F
设计：潘存云
e
设计：潘存云
∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0
§15-7 液体动压多油楔轴承简介
将轴瓦内孔做成特殊形状，以产生多个动压油膜，提 高轴承的工作稳定性和旋转精度。
一、椭圆轴承 制造时两半之间加垫片，镗出圆孔，使用时拆去垫片即可。 特点：形成两个动压油膜，提高了稳定性。摩擦损耗加
一般为6~12。
固定式
---倾角固定，顶部预留平台，
用来承受停 车后的载荷。
类型 可倾式 ---倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。
设计：潘存云
巴氏合金
F
F
设计：潘存云
绕此边线自 行倾斜
§15-3 轴瓦及轴承衬材料
材料要求： 1）摩擦系数小；
轴承衬
2）导热性好，热膨胀系数小；
3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；
动压油膜----因运动而产生的压力油膜。 油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进
油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这
v 说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，
大、供油量增大、承载能力降低。矢量之合
F
O ω 2 设计：潘存云 O1
F O ω 2
O3 设计：潘存云 O1
设计：潘存云
ω 设计：潘存云
固定式
可倾式
二、三油楔轴承
特点：形成三个动压油膜，提高了旋转精度和稳定性。
摩擦损耗加大、承载能力降低，制造困难。
本章要求
(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。