滑动轴承分析
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§15-1 §15-2 §15-3 §15-4 §15-5 §15-6 §15-7 §15-8
第15章 滑动轴承
摩擦状态 滑动轴承的结构型式 轴瓦及轴承衬材料 润滑剂和润滑装置 非液体摩擦滑动轴承的计算 动压润滑的基本原理 液体动压多油楔轴承简介 静压轴承与空气轴承简介
轴承的功用：
1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；
全损耗 系统用油 L-AN15 13.5~16.5 -10 165 GB443-89 L-AN32 28.8~32.2 -10 170
L-AN46 41.4~50.6 -10 180
用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
整体轴套
卷制轴套
薄壁轴瓦
厚Hale Waihona Puke Baidu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 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
一般为6~12。
固定式
---倾角固定，顶部预留平台，
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
280
45HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
§15-4 润滑剂和润滑装置
y dy
ox
粘度----重要参数是粘度，它是选择润滑油的主要依据。 粘度表征液体流动的内摩擦特性。
du
实液验体结层果与：层之τ=间η 摩dd擦uy 切--应---力牛分：析顿位置液y处体薄层流的受动力 定B 律
y
η----液体的动力粘度，简称粘度 量纲：力·时间/长度2
单位：N ·s /m2 (Pa ·s) 或泊：1P=1 dyn ·s /cm2
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。
巴氏合金
F
F
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；
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。
不用许出现干摩擦！
2. 边界摩擦
v
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
v
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。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。
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。
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
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。
运动粘度： ν =
η ρ
单位： m2 / s 或斯St：cm2 /s 或厘斯cSt：1St=100 cSt
我国石油产品是用运动粘度标定的
表15-2 常用常用润滑油的主要性质
名称
代号
40 ℃的粘度 凝点 闪点(开式) mm2/s ≤ C ≥ C
主要用途
L-AN7 6.12~7.48 -10 110 L-AN10 9.0~11.0 -10 125
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。
§15-1 摩擦状态
1. 干摩擦
vv
固体表面直接接触，因而
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦
一、 润滑剂
作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
液体润滑剂----润滑油
A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水 平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附
分类
半固体润滑剂----润滑脂 作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的 液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。
固体润滑剂
A
1. 润滑油 在用的大部分润滑油为矿物油（石油） 在轴承中，润滑油最重要的物理参数
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：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。
轴承座 轴承
联接螺栓
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
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15-1 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℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
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。
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。
第15章 滑动轴承
摩擦状态 滑动轴承的结构型式 轴瓦及轴承衬材料 润滑剂和润滑装置 非液体摩擦滑动轴承的计算 动压润滑的基本原理 液体动压多油楔轴承简介 静压轴承与空气轴承简介
轴承的功用：
1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；
全损耗 系统用油 L-AN15 13.5~16.5 -10 165 GB443-89 L-AN32 28.8~32.2 -10 170
L-AN46 41.4~50.6 -10 180
用于高速底负荷机械、 精密机床、纺织纱锭的 润滑和冷却。
普通机床的液压油。 用于一般滑动轴承、 齿轮、蜗轮的润滑
整体轴套
卷制轴套
薄壁轴瓦
厚Hale Waihona Puke Baidu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 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
一般为6~12。
固定式
---倾角固定，顶部预留平台，
铸铅锑轴承合金
15
10
ZPbSb16Sn16Cu2
30
150 150HBS
铸锡青铜
15
ZCuSn10P1
15
90 80
280
45HBC
铸锡青铜
8
ZCuSn5Pb5Zn5
15
65 60 280
45HBC
铸铝青铜 ZCuAl10Fe3
15
12
110 100 280 45HBC
§15-4 润滑剂和润滑装置
y dy
ox
粘度----重要参数是粘度，它是选择润滑油的主要依据。 粘度表征液体流动的内摩擦特性。
du
实液验体结层果与：层之τ=间η 摩dd擦uy 切--应---力牛分：析顿位置液y处体薄层流的受动力 定B 律
y
η----液体的动力粘度，简称粘度 量纲：力·时间/长度2
单位：N ·s /m2 (Pa ·s) 或泊：1P=1 dyn ·s /cm2
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。
巴氏合金
F
F
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；
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。
不用许出现干摩擦！
2. 边界摩擦
v
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
v
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。
摩擦和磨损极轻，f ≈ 0.001 ~ 0.01
在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。
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。
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
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。
运动粘度： ν =
η ρ
单位： m2 / s 或斯St：cm2 /s 或厘斯cSt：1St=100 cSt
我国石油产品是用运动粘度标定的
表15-2 常用常用润滑油的主要性质
名称
代号
40 ℃的粘度 凝点 闪点(开式) mm2/s ≤ C ≥ C
主要用途
L-AN7 6.12~7.48 -10 110 L-AN10 9.0~11.0 -10 125
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。
§15-1 摩擦状态
1. 干摩擦
vv
固体表面直接接触，因而
→功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦
一、 润滑剂
作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。
液体润滑剂----润滑油
A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水 平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附
分类
半固体润滑剂----润滑脂 作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的 液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。
固体润滑剂
A
1. 润滑油 在用的大部分润滑油为矿物油（石油） 在轴承中，润滑油最重要的物理参数
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：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。
轴承座 轴承
联接螺栓
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
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15-1 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℃
轴径硬度
20 15
27
150 150HBS
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。
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。