第16章滑动轴承PPT课件
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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。
§16-1 滑动轴承的摩擦状态及应用特点
1. 干摩擦
固体表面直接接触，因而
vv
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦 不允许出现干摩擦！
第16章 滑动轴承
§16-1 滑动轴承的摩擦状态及应用特点 §16-2 滑动轴承的结构及材料 §16-3 边界和混合磨擦滑动轴承的计算 §16-4 润滑剂和润滑装置 §16-5 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：
280
45HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
§16-3 边界和混合摩擦滑动轴承的计算
在油、脂中加入少量石墨或二流化钼粉末，形成边界油 膜，填平粗糙表面而减少磨损。不能完全排除磨损。 一、 径向轴承 限制轴承压强p，以保证润滑油不被过大的压力挤出，
轴承盖 整体式径向滑动轴承
剖分轴瓦
轴承座 剖分式径向滑动轴承
榫口
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
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷
Fa
Fa
Fa
Fa
空心式
单环式
多环式
◆ 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式
的改善。
设计：潘存云
◆ 单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，
广泛用于低速、轻载的场合。 ◆ 多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向
轴向载荷。由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力
比单环式低50%。
二、滑动轴承的失效形式
轴承表面的磨粒磨损、胶合、疲劳破坏、轴承衬脱 落和腐蚀。
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
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。
表16-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
1.结构简单，制造、装拆方便。
2.有良好的耐冲击性和吸振性，运转平稳，旋转精 度高。
3.寿命长。
缺点：维护复杂，对润滑条件要求高；边界润滑轴承 的摩擦损耗较大。
.
5
§16-2 滑动轴承的结构及材料
一、 滑动轴承的结构
1、 径向滑动轴承 组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。
轴承座 轴套
联接螺栓
螺纹孔
1）摩擦系数小；
2）导热性好，热膨胀系数小；
3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；
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。
轴承衬
1、轴承合金（白合金、巴氏合金）
优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐
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Fra Baidu bibliotek轴承。系 面起数到比润金滑属作大用，。油含自油动轴进承入加摩一擦次表油，
可使用较长时间。
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
2. 轴承的pv值
pv与功耗成正比，它表征了轴承的发热因素，pv越 大，温升越高，越容易引起油膜的破裂
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。
.
10
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
从而避免轴瓦产生过渡的磨损。
1. 轴承的压强p
p=
F Bd
≤[p]
F----径向载荷，B----轴瓦宽度，d----轴径，[p]----许用压强。
表16-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
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。
汽车用滑动轴承故障原因的平均比率
故障原因 不干净 比率／％ 38.3 故障原因 腐 蚀 比率／％ 5.6
润滑油不足 11.1
制造精度低 5.5
安装误差 15.9 气蚀 2.8
对中不良 8.1
其它 6.7
超载 6.0
三、滑动轴承的材料 材料要求：
设计：潘存云
2. 边界摩擦
运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油
v
膜，不足以将两金属表面分开，其表 设计：潘存云
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
v
有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。
设计：潘存云
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.005 ~ 0.01
在一般机器中，处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。
边界摩擦 f
混合摩擦 流体摩擦
η-动力粘度 p-压强 n-转速
o ηn/p
摩擦特性曲线
称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。
二、滑动轴承的特点及应用
滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应 用（汽车、摩托车、拖拉机轮的轴承）。但是滑动轴 承具有一些滚动轴承不能代替的特点：
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。
§16-1 滑动轴承的摩擦状态及应用特点
1. 干摩擦
固体表面直接接触，因而
vv
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦 不允许出现干摩擦！
第16章 滑动轴承
§16-1 滑动轴承的摩擦状态及应用特点 §16-2 滑动轴承的结构及材料 §16-3 边界和混合磨擦滑动轴承的计算 §16-4 润滑剂和润滑装置 §16-5 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：
280
45HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
§16-3 边界和混合摩擦滑动轴承的计算
在油、脂中加入少量石墨或二流化钼粉末，形成边界油 膜，填平粗糙表面而减少磨损。不能完全排除磨损。 一、 径向轴承 限制轴承压强p，以保证润滑油不被过大的压力挤出，
轴承盖 整体式径向滑动轴承
剖分轴瓦
轴承座 剖分式径向滑动轴承
榫口
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
二、 推力滑动轴承
作用：用来承受轴向载荷
Fa
Fa
Fa
Fa
空心式
单环式
多环式
◆ 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式
的改善。
设计：潘存云
◆ 单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，
广泛用于低速、轻载的场合。 ◆ 多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向
轴向载荷。由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力
比单环式低50%。
二、滑动轴承的失效形式
轴承表面的磨粒磨损、胶合、疲劳破坏、轴承衬脱 落和腐蚀。
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
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。
表16-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
1.结构简单，制造、装拆方便。
2.有良好的耐冲击性和吸振性，运转平稳，旋转精 度高。
3.寿命长。
缺点：维护复杂，对润滑条件要求高；边界润滑轴承 的摩擦损耗较大。
.
5
§16-2 滑动轴承的结构及材料
一、 滑动轴承的结构
1、 径向滑动轴承 组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。
轴承座 轴套
联接螺栓
螺纹孔
1）摩擦系数小；
2）导热性好，热膨胀系数小；
3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；
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。
轴承衬
1、轴承合金（白合金、巴氏合金）
优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐
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Fra Baidu bibliotek轴承。系 面起数到比润金滑属作大用，。油含自油动轴进承入加摩一擦次表油，
可使用较长时间。
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
2. 轴承的pv值
pv与功耗成正比，它表征了轴承的发热因素，pv越 大，温升越高，越容易引起油膜的破裂
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。
.
10
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
从而避免轴瓦产生过渡的磨损。
1. 轴承的压强p
p=
F Bd
≤[p]
F----径向载荷，B----轴瓦宽度，d----轴径，[p]----许用压强。
表16-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能
材料及其代号
铸锡锑轴承合金 ZSnSb11Cu6
[p] Mpa
平稳 25 冲击 20
[pv] Mpa.m/s
HBS 最高工作 金属型 砂型 温度℃
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。
汽车用滑动轴承故障原因的平均比率
故障原因 不干净 比率／％ 38.3 故障原因 腐 蚀 比率／％ 5.6
润滑油不足 11.1
制造精度低 5.5
安装误差 15.9 气蚀 2.8
对中不良 8.1
其它 6.7
超载 6.0
三、滑动轴承的材料 材料要求：
设计：潘存云
2. 边界摩擦
运动副表面有一层厚度<1 μm的薄油
v
膜，不足以将两金属表面分开，其表 设计：潘存云
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
v
有一层压力油膜将两金属表面隔开， 彼此不直接接触。
设计：潘存云
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.005 ~ 0.01
在一般机器中，处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。
边界摩擦 f
混合摩擦 流体摩擦
η-动力粘度 p-压强 n-转速
o ηn/p
摩擦特性曲线
称无量纲参数ηn/p为轴承特性数。
二、滑动轴承的特点及应用
滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应 用（汽车、摩托车、拖拉机轮的轴承）。但是滑动轴 承具有一些滚动轴承不能代替的特点：