轴瓦的材料和结构介绍分解
滑动轴承轴瓦的材料和结构的说明范本
工作行为规范系列滑动轴承轴瓦的材料和结构的说明（标准、完整、实用、可修改）编号：FS-QG-25595滑动轴承轴瓦的材料和结构的说明Description of the material and structure of the plain bearing bush 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。
滑动轴承轴瓦的材料和结构摘要：钣金件检具设计在自动车床上车削3Cr13不锈钢零件汽车纵梁加工工艺及设备的选择螺纹切削复合循环G76指令坐标系及运动方向简介龙门式电火花线切割译码仿真程序设计基于UG软件CAD/CAM功能的新型鼠标器下座的设计与制造机床协会:朝着“精品服务名牌协会”继续努力变频器原理介绍精工推出低耗电高纹波抑制电压稳压器辗轮式混砂机操作规程轴承超精机床设备研制获突破金属切削液废液的处理中信重机与齐一机共造重型双柱立车缸盖气门阀座和导管孔的加工技术AC610M/AC630M高精度车削牌号典型CAM平台数控铣削加工编程功能对比应用世界机床界发展方向全解析如何解决中文Pro/E工程图汉字转AutoCAD后乱码问题检测技术在汽车制造业的应用前景结构材料轴承腐蚀摩擦耐磨润滑强度能力合金轴瓦轴承直接相接部分承受载荷具有相对运动减少摩擦磨损轴瓦材料提出各种要求要求摩擦摩擦系数耐磨满足以下具有足够抗压强度疲劳强度承受冲击能力轴承合金厚度0.0130.13mm粘着载荷转速轴承间隙过小表面光洁度润滑不良注意精心选择材料匹配防止.轴瓦在轴承上，直接与轴相接触的部分，承受载荷并且与轴具有相对运动。
为减少摩擦，磨损对轴瓦材料提出各种要求，除要求摩擦副间摩擦系数小，耐磨外还应满足以下几点：1.应具有足够的抗压强度、抗疲劳强度和承受冲击的能力。
轴承合金厚度为(0.013-0.13)mm。
2.抗粘着性好。
当载荷大、转速高，轴承间隙过小，表面光洁度不高，润滑不良时，要注意精心选择材料的匹配，防止摩擦副的粘着磨损一胶合。
轴瓦的结构与材料
轴承衬与轴瓦的结合形式
为了使轴承衬牢固的 贴附在轴瓦上，常在 轴瓦内表面上制出一 些沟槽。 钢轴瓦或铸铁轴瓦--开燕尾槽； 青铜轴瓦---不开燕尾 槽。
油孔和油沟的作用
为了使润滑油能流到轴承的整个工作表面 上去，轴瓦的内表面需开油孔和油沟。 油孔----便于注入润滑油。 油沟----输送和分布润滑油。承中油膜压力分布 情况，应该开在轴瓦不受载荷的内表面上。 为防止润滑油从轴承端部泄漏，轴向油沟的长 度通常取轴瓦宽度的80%。
轴瓦的定位
轴瓦
凸缘
紧定螺钉
销钉
定位目的：防止轴瓦在轴承座中沿轴向 和周向移动。
轴瓦与轴承座的配合
轴瓦与轴承座应配合紧密，一般采用较 小过盈配合。 原因：保证轴瓦与轴承座的同心性，提 高轴瓦的刚度与散热性能。
2）铜合金 分青铜和黄铜两类。青铜性能仅次于轴 承合金，应用较多；黄铜减摩性不及青铜，但铸造 和机加工容易，用于低速中载场合。 3）铅合金 具有强度高，耐磨性、耐腐蚀性和导热 好，对轴颈要求高，用于中速中载、低速重载场合。
4）铸铁 有灰铸铁和耐磨铸铁或球墨铸铁等，所含 石墨有润滑作用，只适用于轻载、低速和不受冲击 的场合。
粉末冶金
由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而 成的多孔隙（约占总体积的10%-35%） 轴瓦材料。 特点：常用于制作轴套，适用于载荷平 稳、低速及加油不便场合。
非金属材料
有塑料、硬木、橡胶和石墨等，其中塑 料用得最多。 特点：主要用于特殊场合的轴承。
轴瓦的常用材料
没有轴衬的轴瓦----铸造青铜、黄铜或铸铁 有轴承衬的轴瓦----钢、铸铁或青铜做瓦基 用轴承合金做轴承衬。 常用的轴承衬材料有： 锡基轴承合金—ZChSnSb11-6、 ZChSnSb8-4 铅基轴承合金—ZChPbSb16-16-2
轴瓦
汽轮机中，轴瓦是轴承的重要构件之一，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，也叫“轴衬”，形状为瓦状的半圆柱面。
其主要作用是：承载轴颈所施加的作用力、保持油膜稳定、使轴承平稳地工作并较少轴承的摩擦损失。
分为轴向推力瓦和径向瓦，径向瓦起到支撑转子和转动部分的作用，推力瓦承担轴向定位和轴向推力的作用，是重要的静止部件。
汽轮机轴承和转子一般采用焊补、研磨、热处理的方式修补。
如果是轴瓦乌金则采用镀胎后修刮、研磨的方式进行修补。
汽轮机叶片不进行修补，如果汽蚀或磨损严重则进行更换。
轴承是汽轮机的关键部件之一，在循环润滑油的润滑与冷却作用下，对重载而高速运转的汽轮机转子起支承作用。
轴承轴瓦在工作时，除了和轴颈造成磨损外，还要随轴颈传给它的载荷，因此轴承瓦块材料应当有小的摩擦系数，抗磨性好并有足够高的抗压强度和韧性。
故要求该轴承合金的组织中，在相当软的基体上分布着一定大小高硬度的相组成物。
铸造锡基巴氏合金ZSnSb11Cu6符合这种组织要求，是一种最优秀的轴承合金。
和所有巴氏合金相比，ZSnSb11Cu6具有最小的线膨胀系数，导热系数比铅基合金大30％～60％，有最高的耐蚀稳定性及较高的疲劳强度，适合于承受负荷特别高、HB300左右中等硬度的转轴运转，因而它作为轴承巴氏合金在汽轮机中广泛用作转子支承轴承的轴瓦。
汽轮机在电厂的运行中，断油烧瓦而使轴承巴氏合金熔化的事情时有发生。
一般情况下，均采取换瓦或重新浇巴来解决问题，而很少对汽轮机轴颈的材质变化给予足够的关注，汽轮机轴颈的渗巴氏合金现象则更是鲜为人知。
轴瓦（bush）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用。
如果由于润滑不良，轴瓦与转轴之间就存在直接的摩擦，摩擦会产生很高的温度，虽然轴瓦是由于特殊的耐高温合金材料制成，但发生直接摩擦产生的高温仍然足于将器烧坏。
机械设计基础-12.4轴瓦的结构
第三节轴瓦的结构常用的轴瓦分为整体和剖分式两种结构。
整体式轴瓦是套筒形(称为轴套)。
剖分式轴瓦多由两半组成。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内表面上浇铸一层或两层减摩材料，称为轴承衬，即轴瓦做出双金属结构或三金属结构。
轴承衬的厚度很小，一般随轴承直径的增大而增大，通常为：零点几mm到6mm。
轴瓦和轴承座不允许有相对移动，为了防止轴瓦的移动，可将其两端做出凸缘用于轴向定位或用销钉(或螺钉)将其固定在轴承座上。
为了使滑动轴承获得良好的润滑，轴瓦或轴颈上需开设油孔及油沟，油孔用于供应润滑油，油沟用于输送和分布润滑油。
其位置和形状对轴承的承载能力和寿命影响很大。
通常，油孔应设置在油膜压力最小的地方；油沟应开在轴承不受力或油膜压力较小的区域，要求既便于供油又不降低轴承的承载能力。
图为油孔和油沟对轴承承载能力的影响。
图为几种常见的油沟，油孔和油沟均位于轴承的非承载区，油沟的长度均较轴承宽度短。
在非承载区的轴瓦上开设的油沟，通常是以进油口（图中小口）为中心开出纵向，横向或倾斜的油沟。
其作用是：使油进入轴承后能够均匀的分布在整个轴颈上。
（油从轴承的两端流出去，即端泄）。
注意：油沟不能开在承载区（动压油膜的建立区），否则，会降低油膜的承载能力。
对于大型的滑动轴承，常采用“油室”结构。
润滑油从两侧导入，它可使润滑油沿轴向均匀分布，并起着贮油和稳定供油的作用。
形成动压油膜和液体摩擦的约束条件图中：为轴颈中心，为轴承中心，当、重合时，轴颈与轴承间有一间隙，称为半径间隙，也称为设计间隙(图8-13(e))。
图(a)：轴颈静止时，在外载荷作用下，轴颈处于轴承孔最下方的稳定位置，两表面间自然形成一弯曲的楔形。
此时偏心距(即的连线)＝等于半径间隙。
图(b)：润滑油进入轴承间隙并吸附在轴径和轴承表面上。
轴颈开始转动时，速度极低，这时轴颈和轴承间的摩擦为金属间的直接摩擦。
作用于轴颈上的摩擦力的方向与其表面上的圆周速度方向相反，迫使轴颈沿轴承孔内壁向上爬。
轴瓦结构
轴瓦结构轴瓦结构轴瓦是滑动轴承的重要组成部分。
常用轴瓦分整体式和剖分式两种结构。
1.整体式轴瓦（轴套）整体式轴瓦一般在轴套上开有油孔和油沟以便润滑，如图５-１３ｂ所示，粉末冶金制成的轴套一般不带油沟，如图５-１３ａ所示。
图5-132.剖分式轴瓦剖分轴瓦由上、下两半瓦组成，上轴瓦开有油孔和油沟。
如图５-１４所示的铸造剖分式厚壁轴瓦。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质，可在内表面上浇铸一层减摩材料（如轴承合金），称为轴承衬。
轴瓦上的油孔用来供应润滑油，油沟的作用是使润滑油均匀分布。
常见油沟的形状如图５-１５所示，应开在非承载区。
图5-14图5-15相关知识点：滑动轴承的特性及应用滑动轴承的结构轴瓦结构滑动轴承的安装与维护滑动轴承的安装、维护要点滑动轴承的安装、维护要点①滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。
②轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出0.05～0.1 ｍｍ，以便压紧。
整体式轴瓦压入时要防止偏斜，并用紧定螺钉固定。
③注意油路畅通，油路与油槽接通。
刮研时油槽两边点子要软，以形成油膜，两端点子均匀，以防止漏油。
④注意清洁，修刮调试过程中凡能出现油污的机件，修刮后都要清洗涂油。
⑤轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。
遇有发热（一般在６０℃以下为正常）、冒烟、卡死以及异常振动、声响等要及时检查、分析，采取措施。
相关知识点：滑动轴承的特性及应用滑动轴承的结构轴瓦结构滑动轴承的安装与维护滚动轴承滚动轴承的特性及基本结构1.滚动轴承的特性滚动轴承是利用滚动体在轴径与支承座圈之间滚动的原理制成的。
它用滚动摩擦代替滑动摩擦。
与滑动摩擦轴承相比，滚动轴承的特点如下：（1）优点①在一般使用条件下摩擦因数低，运转时摩擦力矩小，起动灵敏，效率高；②可用预紧的方法提高支承刚度及旋转精度；③对同尺寸的轴颈，滚动轴承的宽度小，可使机器的轴向尺寸紧凑；④润滑方法简便，轴承损坏易于更换。
（2）缺点①承受冲击载荷的能力较差；②高速运转时噪声大；③比滑动轴承径向尺寸大；④与滑动轴承比，寿命较低。
轴瓦结构
油孔及油槽
为了把润滑油导入整个摩擦面间，轴瓦或轴颈上须开设油孔或油槽。
对于液体动压径向轴承，有轴向油槽和周向油槽两种形式可供选择。
轴向油槽分为单轴向油槽和双轴向油槽。
对于整体式径向轴承，轴颈单向旋转时，荷载方向变化不大，单轴向油槽最好开设在最大油膜厚度位置，以保证润滑油从压力最小的地方输入轴承。
对开式径向轴承，常把轴向油槽开设轴承剖分面处（剖分面与荷载作用线成90°），如果轴颈双向旋转，可在轴承剖分面上开设双轴向油槽，通常轴向油槽应较轴承宽度稍短，以。
连杆轴瓦工作原理
连杆轴瓦工作原理连杆轴瓦是机械设备中的一种重要部件，其工作原理是通过连杆轴瓦与连杆的配合，实现转动运动和传递力矩。
本文将从连杆轴瓦的结构、工作原理以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、连杆轴瓦的结构连杆轴瓦通常由两部分组成，分别是连杆和轴瓦。
连杆是一种具有一定长度的金属材料，通常呈现L形或I形结构。
而轴瓦则是安装在连杆上的一种轴承，用于减少摩擦和磨损，提高机械设备的工作效率和使用寿命。
二、连杆轴瓦的工作原理连杆轴瓦的工作原理可以简单描述为：当连杆受到外力作用时，轴瓦与连杆之间的接触产生摩擦力，从而使连杆发生转动。
同时，轴瓦能够承受一定的载荷，将外力传递给连杆或其他机械部件，实现力的传递。
具体来说，连杆轴瓦的工作原理可以分为以下几个步骤：1.润滑：在连杆轴瓦的接触表面涂抹一层润滑油或润滑脂，以减少摩擦和磨损，并提高工作效率。
2.传递力矩：当连杆受到外力作用时，轴瓦会受到压力，产生一定的摩擦力。
这个摩擦力会使轴瓦与连杆之间产生相对滑动，从而使连杆发生转动。
3.减少磨损：连杆轴瓦的接触表面通常采用高强度、耐磨损的材料制成，如钢、铜合金等。
这些材料能够有效地减少因摩擦而产生的磨损，延长机械设备的使用寿命。
4.降低温度：连杆轴瓦在工作过程中会产生一定的热量，为了保证正常的工作温度，通常需要进行冷却。
常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却等。
三、连杆轴瓦的应用领域连杆轴瓦广泛应用于各种机械设备中，如发动机、泵、压缩机、发电机等。
在这些设备中，连杆轴瓦起到了连接和传递动力的重要作用。
例如，在发动机中，连杆轴瓦连接曲轴和连杆，将曲轴的旋转运动转化为连杆的往复运动，从而驱动活塞工作。
连杆轴瓦还广泛应用于工业生产线、冶金设备、矿山机械等领域。
在这些领域中，连杆轴瓦不仅承受着巨大的载荷和冲击力，还需要具备较高的耐磨性和耐腐蚀性。
总结：连杆轴瓦作为机械设备中的重要部件，其工作原理是通过连杆和轴瓦的配合，实现转动运动和传递力矩。
汽车发动机轴瓦产品知识
铝基合金主要是铝、锡及硅组成。 高锡铝合金：内圆表面不需电镀减磨合金 层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性， 有较好的轴承表面性能。适用与软曲轴。 中锡铝合金：内圆表面不需电镀减磨合金 层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性， 有较好的轴承表面性能。特别适用与球铁曲轴。 低锡铝合金：内圆表面需电镀减磨合金层。 具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较 好的轴承表面性能。适用与：
①脱落部位留下一层薄薄的不规则的合金残留物； ②定位唇对应的冲槽周围合金局部龟裂脱落，往 往在脱落区的附近有严格接触磨损和刮伤痕迹。 B 损坏机理
由于发动机施加于轴瓦的重交变载荷，导致轴瓦 表面金属材料因疲劳而龟裂。随后，疲劳裂纹逐 渐加宽加深，当接近结合面时，转向沿平行与结 合面方向发展，最终裂纹相连，导致合金或镀层 呈片状脱落，由于几何形状误差和不对中造成的 轴颈与轴瓦局部接触而产生的附加静载荷，以及
高温等，使疲劳损坏的危险进一步增加。
C 发生原因
（1）下主轴瓦、上连杆瓦主要承载区大面积疲劳的主要 原因：可能是轴瓦使用时间超过了规定寿命期；汽缸 爆发压力过高；超速超载；工作温度太高，使轴承材 料机械性能降低等原因。 （2）各种局部疲劳损坏，则多半由于摩擦副系统中的相 关零部件几何形状误差及组装失误造成轴瓦工作表面 局部凸起，凸起部位与轴径发生直接接触，产生了附 加静载荷和局部高温，导致材料疲劳脱落。这些误差 与失误主要来自于：
二、轴瓦材料 轴瓦对材料的要求 1、高的疲劳强度：疲劳强度是材料在弹性极限以下受周 期性载荷作用，不致发生开裂或产生表面凹坑的能力。 2、良好的摩擦相容性：摩擦相容性是指主轴与瓦在相对 运行中，轴承材料防止与轴颈材料发生冷焊和咬合的 能力。 3、良好的顺应性：所谓顺应性是指轴承材料通过弹性变 形和塑性变形而自行适应轴的挠曲或轻微不对中（由 于安装不良，轴和轴承孔不同心，以及轴和轴承变形 或磨损所致）而保持正常运转的能力。通常轴承材料。
最新机械基础教案——35 轴瓦结构和轴承材料
章节
名称
轴瓦结构和轴承材料
授课
形式
讲授
课
时
2
班
级
06机电1、2 教学
目的
了解轴瓦的作用，轴瓦的分类，工作的条件，所选的材料
教学
重点
轴瓦的作用，轴瓦的分类，工作的条件
教学
难点
轴瓦的作用，工作的条件
辅助
手段
课外
作业
课后
体会
轴瓦是轴颈直接接触的重要零件，它的结构与性能直接关系到轴承的效率、寿命和承载能力。
一、轴瓦的结构：
整体式、剖分式和分块式轴瓦三种，整体式轴瓦用于整体式没动轴承，剖分式轴瓦用于
剖分式滑动轴承，分块式轴瓦一般用于大型滑动轴承中。
为了改善和提高轴瓦的承载性能，常在轴瓦工作表面浇铸一层减摩材料，这层金属材料
称为轴承衬或轴衬，其厚度一般为0.5—6mm。
二、油孔和油沟
为了使润滑油能流到轴承整个工作表面上，轴瓦的内表面需开出油孔和油沟，油孔和油
沟不能开在承受载荷的区域内，否则会降低油膜承载能力。
油沟的长度一般取轴瓦宽度的80%。
三、轴瓦与轴衬材料
轴瓦与轴戏直接接触并产生相对运动，其主要失效形式是磨损和胶合。
因此要求轴瓦材
料应具有下列性能：有一定的强度，较好的塑性、减摩性和耐磨性，良好的跑合性、加工工
艺性和散热性等。
常用的轴瓦材料有：锡锑轴承合金、锡青铜、黄铜、铝合金、铸铁。
（a）整体式轴承（b）剖分式轴承（C）分块式轴承。
轴瓦
轴瓦是轴承的重要构件之一
前言
汽轮机中，轴瓦是轴承的重要构件之一，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，也叫“轴衬”，形状为瓦状的半圆柱面。 其主要作用是：承载轴颈所施加的作用力、保持油膜稳定、使轴承平稳地工作并 较少轴承的摩擦损失。 分为轴向推力瓦和径向瓦，径向瓦起到支撑转子和转动部分的作用，推力瓦承担 轴向定位和轴向推力的作用，是重要的静止部件。
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图示_05
滑动轴承的轴瓦结 构和轴承材料
轴瓦分为剖分式和整体式结构。 为了改善轴瓦表面的摩擦性质， 常在其内径面上浇铸一层或两层 减摩材料，通常称为轴承衬，所 以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属 轴瓦。
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图示_05
轴承材料
轴瓦或轴承是滑动轴承的重要零件，轴 瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由 于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般 轴颈部分比较耐磨，因此轴瓦的主要失 效形式是磨损。轴瓦的磨损与轴颈的材 料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态 直接相关，选择轴瓦材料应综合考虑这 些因素，以提高滑动轴承的使用寿命和 工作性能。
汽轮机轴承和转子一般采用焊补、研磨、热处理的方式修补。如果是轴瓦乌金则 采用镀胎后修刮、研磨的方式进行修补。汽轮机叶片不进行修补，如果汽蚀或磨 损严重则进行更换。
轴承是汽轮机的关键部件之一，在循环润滑油的润滑与冷却作用下，对重载而高 速sh）
滑动轴承的分类
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滑动轴承的轴瓦结构和轴承材料
轴承材料
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图示_05
轴瓦（bush）
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。
轴瓦的结构
10－1 滑动轴承的类型和典型结构一、滑动轴承的类型滑动轴承与滚动轴承功能相同，同属支承件。
由于滑动轴承起动摩擦阻力较大，维护也较麻烦，故多为滚动轴承所取代。
但由于结构及摩擦状态等方面的不同在某些工况下，，滑动轴承具有滚动轴承所不能可比拟的一些独特优势，使其在机械设计中仍占有重要地位。
滑动轴承主要应用于高速、高精度、重载、强冲击、安装受限、经径向结构尺寸要求小、特殊工况工作条件等场合。
滑动轴承按其承受载荷的方向，可分为径向滑动轴承（用于承受径向力或主要承受径向力）和推力滑动轴承（用于承受轴向力）。
根据滑动表面间摩擦状态的不同，可分为液体摩擦轴承、非液体摩擦轴承（指滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态）和干摩擦轴承（或称无润滑轴承，指工作前和工作时不加润滑剂）。
根据液体润滑承载机理的不同，又可分为液体动力润滑轴承（简称液体动压轴承）和液体静压润滑轴承（简称液体静压轴承）。
滑动轴承按其承受载荷方向的不同，分为径向滑动轴承（用于承受径向载荷）和推力滑动轴承（用于承受轴向载荷）。
根据其轴承工作表面间的摩擦状态的不同，滑动轴承可分为非液体摩擦轴承、液体摩擦轴承和干摩擦轴承。
又根据油膜形成原理的不同，液体摩擦轴承分为液体动压滑动轴承和液体静压滑动轴承。
本章主要讨论非液体摩擦滑动轴承和液体动压滑动轴承的结构、材料、参数选择及承载能力计算等内容设计计算。
二、滑动轴承的典型结构滑动轴承的结构形式与摩擦状态和受载方向有关，其结构一般由轴承座、轴瓦、润滑和密封装置等组成并有多种结构形式，下面介绍几种典型结构。
1 ．经向滑动轴承（ 1 ）整体式图 10－ 1 所示为整体式径向滑动轴承，它是由轴承座 1 、整体轴瓦 2 和紧定螺定 3 等组成。
轴承座用螺栓与机座联接，顶部开有进油或安装油杯的螺孔螺纹孔。
用轴承材料制成的套筒式轴瓦（或简称轴套）压装在轴承座中。
也有一些机器不用专用的轴承座，而把轴瓦（或轴套）直接压压装在在机座或机体孔中，如机床、减速器等。
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⑵铜铅合金主要由铜、铅及少量的锡组成。
铜铅合金：内圆表面需电镀减磨合金层。具有高的 疲劳强度、承载能力、抗冲击能力、耐蚀性，有较好的 轴瓦表面性能。用于高速、重载的柴油机。
铜铅合金表面镀层材料有铅锡铜三元和铅锡铜铟四 元合金材料。
⑷、良好的嵌入性：嵌入性是指轴瓦材料可嵌进硬 的污物微粒，从而防止或减轻它们将轴和轴瓦表面擦 伤与磨损的能力。即使在精心维护的情况下，也很难 使内燃机保持绝对清洁，很难避免污物微粒进入轴和 轴瓦的间隙内。
⑸、良好的耐蚀性：润滑油在高温下易氧化，生成 腐蚀性物质-----有机酸和氧化物，此外油中的某些添 加剂，特别是含硫、磷的添加剂，在很高的温度下， 易于形成无机酸和氧化物，所有这些会引起轴瓦和轴 颈的严重腐蚀。因腐蚀而形成的凹坑，一方面会影响 正常的油膜的建立，加之腐蚀脱落的小颗粒会作为磨 粒，从而使磨损加重，另一方面,这些小凹坑能形成 疲劳源，使轴承加速疲劳失效。
⑹、高的承载能力：承载能力是指轴瓦材料在不产生过渡 摩擦、磨损和疲劳损伤下所承受的最大单位压力。
⑺、高的熔点：以防止由高温引起的损坏。现代重载内燃 机的曲轴轴瓦材料应能在200℃之内的温度下长期稳定的 工作而不致熔化或软化。
⑻、较低的线膨胀系数，以便轴瓦间隙在工作中不会有很 大的变化。
2、轴瓦材料的种类
三、轴瓦材料
1、轴瓦对材料的要求
⑴、高的疲劳强度：疲劳强度是材料在弹性极限以下 受周期性载荷的作用而不致发生开裂或产生表面凹坑 的能力。
⑵、良好的摩擦相容性(抗咬合性）：摩擦相容性是指 主轴与瓦在相对运行中，轴瓦材料防止与轴颈材料发 生冷焊和咬合的能力。
径向轴瓦原理
径向轴瓦原理1. 介绍径向轴瓦是机械设备中的重要部件，用于支撑转轴并降低摩擦和磨损。
它广泛应用于发动机、泵、涡轮机等旋转机械中。
本文将详细介绍径向轴瓦的原理、结构和工作机制。
2. 原理径向轴瓦是由内外两个环形元件构成的，内环称为瓦片，外环称为座圈。
座圈固定在机械设备中，而瓦片则与转轴直接接触。
瓦片内表面涂有润滑油膜，使其能够与转动的轴表面形成流体动压效应，形成润滑膜，从而降低摩擦和磨损。
径向轴瓦依靠润滑油的流动来产生液体压力，该压力作用于瓦片和转轴之间的间隙，将转轴部分离开瓦片，形成一个薄液膜。
薄液膜能够承受轴向和径向载荷，使转轴能够顺畅旋转。
同时，润滑油还能冷却瓦片和转轴，保持其在正常工作温度范围内。
3. 结构一般情况下，径向轴瓦由几个主要部分组成：3.1 瓦片瓦片是径向轴瓦的内环，通常由高耐磨性的材料制成，比如白金、铜合金、钢等。
其内表面通常涂有润滑油，以提供液体动压效应。
瓦片的精度要求较高，以确保其与转轴之间的间隙均匀且适当。
3.2 座圈座圈是径向轴瓦的外环，通常由铸铁或钢铸造而成。
它用于固定在机械设备中，并提供对瓦片的支撑。
座圈的外表面通常经过精加工以确保与瓦片的接触光滑，减小摩擦。
3.3 润滑系统润滑系统是径向轴瓦的关键组成部分。
该系统包括润滑油槽、油泵、油管以及润滑油的过滤和冷却装置。
润滑油通过油泵从槽中抽取，通过油管送到径向轴瓦的间隙中形成液体动压效应。
3.4 接触面处理为了提高径向轴瓦的润滑效果，可以在瓦片和转轴的接触面进行处理。
常见的处理方法包括涂覆涂层、表面处理和热处理等。
这些处理可以增加接触面的硬度、光滑度和耐磨性，从而提高润滑效果和轴瓦的使用寿命。
4. 工作机制当机械设备启动时，润滑油泵开始供给润滑油。
润滑油通过油管进入径向轴瓦的间隙，形成液体动压膜。
液体动压膜将转轴部分离开瓦片，减小了瓦片与转轴之间的接触，从而降低了摩擦和磨损。
润滑油在径向轴瓦的间隙中流动形成了一个稳定的液压平衡。
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φ26～φ80（φ23～φ76）
φ80～φ110（φ76～φ105） 止推轴瓦 φ 110 ～ φ 170 （ φ 105 ～ φ 163 ） φ 170 ～ φ 320 （ φ 163 ～ φ 310 ） φ320以上
0.1
0.1 0.1 0.3 0.5
0.3
0.4 0.5 0.7 1.0
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轴瓦结构要素的作用与要求
4.定位唇
◆
目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动,保证装配时位置的正 确性。
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轴瓦结构要素的作用与要求
5.油孔及油槽
◆ ◆
目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。 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。 由于油孔、油槽会破坏工作表面及油膜压力的连续性，故开设油槽、油孔须遵
薄壁
按尺寸 分 类 厚壁
按材料ห้องสมุดไป่ตู้分 类
单材料
多材料
按加工 分 类
铸造
轧制
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轴瓦的形式和结构
径向滑动轴承的典型结构2 滑动轴承的轴瓦结构2
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
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轴瓦结构要素的作用与要求
2.厚度 1）壁厚包括钢背厚度及合金层、Ni栅层及表面镀层厚度之和，即总厚度。 2）合金厚度：合金层厚度越大，轴承耐疲劳性能越差，通常产品的合金厚度设定 在0.2~0.5mm之间。 3）轴瓦两对口处壁厚削薄 由于轴瓦以很大过盈量 装配于轴承座中， 瓦口附近在压紧 后产生径向内缩的
▶ 中央壁厚：决定油膜厚度 ▶ 一次减薄厚度：因壳体变形，防止因轴 颈与轴瓦的 发生接触 ▶ 对口减薄厚度: 防止因轴颈变形引起轴 与轴瓦发生接触
趋势，为避免对口
平面附近合金层发生 早期磨损和咬轴现象， 所采取的有效措施。
Cap Shift
Bearing
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轴瓦结构要素的作用与要求
1.直径与宽度 为了保证轴承正常工作，需对轴承合金层材料如下计算： 1）比压P B—轴承宽度，mm（根据宽径比B/d确定） F p [ p ] [p]—轴瓦材料的许用压力，MPa。 dB 2）工作表面线速度V ▶ 轴瓦宽应为有效宽 : 轴颈工作表面线速度不得超过轴承合金层材料的极限 全宽-(内倒角*2) 线速度，即： ▶ 内倒角/外倒角: 去除毛刺 （米/秒）[v]—材料的许用滑动速度
5）油孔、油槽一定只能开设在轴瓦低负荷部位。
6）油孔及油槽的边缘必须去尽锐边、毛刺、尖角，并应尽量形成圆滑过渡结构。 Engine Oil input
Shaft
Shaft
▶ 把大量的油传达到主轴下瓦。 ▶ 提供给轴瓦内面润滑油
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Bearing Housing
开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具
有一定的吸振能力。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件 称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上电镀的减摩材 料层称为轴承衬（减磨层）。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。 滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润 滑油困难的运转部位。
滑动轴承主要在以下场合使用：
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。
▶ 让轴瓦能够粘贴在壳体上，即使有负荷也不会产生轴瓦移动/动摇的情况。
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滑动轴承常见失效形式
滑动轴承常见失效形式有： 1.瓦面腐蚀：光谱分析发现有色金属元素浓度异常；谱中出现了许多有色金属成分的 亚微米级磨损颗粒；润滑油水分超标、酸值超标。 2.轴颈表面腐蚀：光谱分析发现铁元素浓度异常，铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒， 润滑油水分超标或酸值超标。 3 .轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒，金属表面存在回火色。 4.瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常，铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒， 润滑油水分及酸值异常。 5.轴承表面拉伤：铁谱中发现有切削磨粒，磨粒成分为有色金属。 6.瓦面剥落：铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。 7.轴承烧瓦：铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。 汽车用滑动轴承故障原因的平均比率
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轴瓦的形式和结构
径向滑动轴承的典型结构2
整体式 按构造 分 类 对开式
需从轴端安装和拆卸，可修复性差。 可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。 节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高 。 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。 强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。 轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。 铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。
v [v ]
3）发热指标PV： 为保证轴承工作表面的摩擦发热量与轴瓦散热能力相 平衡，轴承平均比压，与线速度V之间必须满足如下条 件：
F dn Fn pv [ pv ] Bd 60 1000 19100 B
▶ 有油槽，载荷能力约为 2（L/2）3＝L3/4 ▶ 无油槽，载荷能力约为L3
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轴承材料
一、基本要求 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 衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求： ◆ 减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。
◆ ◆
耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。 抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。
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轴瓦结构要素的作用与要求
轴瓦结构要素示意图
Notch 定位唇 Steel Surface 钢背层 Alloy Surface 合金层 Groove 油槽 Inside Champer 内倒角 Hole Inner Champer 油孔内倒角 Hole 油孔 Crush Height 半径高 Outside Champer 外倒角
◆
摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不
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发生刮伤或磨
◆
粒磨损的性能。
◆
磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的表面形状 和粗糙度的能力（或性质）。
◆此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。
轴瓦结构要素的作用与要求
6.半圆周长（半径高）
轴瓦靠半圆周长过盈量固定在座孔内,它与座孔的配合靠过盈量产生径向压应力。 过盈量的大小直接影响轴承的工作的可靠性，故需严格控制。过盈量太小或太大 都将引起轴瓦失效（判定标准是Pr（接触应力）最小必须大于或于等10MPa） 。 半径高过小时：1）瓦背与座孔贴合不紧，热量不易传递。 2）瓦背与座孔贴合面有可能产生缝隙。 3）瓦背与座孔表面丧失“锁紧”能力。 半径高过大时：轴瓦产生塑性变形、弹张量消失、配合压力反变小，其后果与过盈量 不足相似。
Shaft
轴瓦结构要素的作用与要求
3.张开量 轴瓦两对口平面和外圆面的两条交棱之间的距离与轴瓦名义外径之差，称之为 弹张量。在正常的状态下，该值应始终为正值，以使轴瓦装入座孔后在座孔内产 生径向的压应力而紧贴座孔。该值的选取如下表：
座孔直径（轴径尺寸） φ26～φ120（φ23～φ113） 最小弹开量 0.5（0.2） 弹量公差范围 【1.5】 【2.0】 【2.5】 【2.5】 【3.0】 【4.0】 【4.0】
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滑动轴承的主要类型
根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。 根据能承受载荷的方向，可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。 (或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承）。
根据润滑状态，滑动轴承可分为：1)不完全液体润滑滑动轴承。
2)完全液体润滑滑动轴承。
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运动特点
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用。如果由于 润滑不良，轴瓦与转轴之间就存在直接的摩擦，摩擦会产生很高的温度，虽然轴瓦是 由于特殊的耐高温合金材料制成，但发生直接摩擦产生的高温仍然足于将其烧坏。轴 瓦还可能由于负荷过大、温度过高、润滑油存在杂质或黏度异常等因素造成烧瓦。烧 瓦后滑动轴承就损坏了。
木
材
应用于多粉尘条件下工作的轴承
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轴承材料
三、目前公司常用材料: 1.铝基合金：AlSn20Cu、AlSn12Si2.5Pb1.7、A20、AlSn6CuNi等。 缺点：锡其合金的疲劳强度较低，轻载荷下使用。 优点：锡基合金的材料抗咬合性能特别好，而且易于和钢背材料粘结，拥有较好 的耐蚀性、顺应性、嵌藏性、相容性及亲油性。 2.铜基合金：CuPb20Sn4、CuPb24Sn4、CuPb24Sn、AC21等 缺点：1）材料的硬度较高，因此，顺应性、嵌藏性较差。 2）合金中的铅易受润滑油中酸性物质的腐蚀，耐蚀性较差。 3）价格较贵。 优点：1）疲劳强度高，承载能力。 2）抗压能力、耐高温能力强。 3.工作表面镀层材料：PbSn10Cu2、PbSnCuIn、SnCu、PVD等 。 1）改善铜合金层材料表面的抗咬合性、嵌藏性、顺应性和抗蚀能力。 2）基本要求：电镀前必须先镀Ni，厚度通常为0.001～0.003mm。