机械设计基础 第11章 轴承1
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广泛使用的轴承材料，常作轴承合金的代用材料
铸锡磷青铜—耐磨性和减摩性好、机械强度高，重载轴承 铅青铜—抗疲劳强度高、抗冲击性和导热性好，铅可析出 铝青铜—抗冲击能力中，抗胶合能力较低
（3）黄铜 用于滑动速度不高的场合，性能不如上述两种
（4）铝合金 强度高、导热性好、耐腐蚀性好、价格低；
抗胶合能力差、耐磨性差，要求轴颈表面光滑
这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性 但轴承合金强度不高，价格很贵。
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。
在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层
轴承合金，这层轴承合金称轴承衬， 钢或铜制成的轴瓦机体称瓦背。
应用领域：高速重载和重要用途
轴承衬
瓦背
（2）青铜 抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高
滑动轴承
轴承
滚动轴承
用于特殊场合，如：高速、高精度、 重载、结构上要求剖分等场合。
已标准化，优点多，wk.baidu.com用广
11.1 滑动轴承概述 11.2 滑动轴承主要结构型式 11.3 失效形式及常用材料 11.4 轴瓦结构 11.5 滑动轴承润滑剂的选用 11.6 非液体摩擦滑动轴承的校核计算 11.7 液体摩擦滑动轴承简介
轴瓦失效实例:
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
11.3.2 滑动轴承的材料要求
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。
（1）有足够的疲劳强度————————寿命 （2）有足够的抗压强度————过量塑性变形 （3）有良好的减磨性和耐磨性— f 小，磨损小 （4）具有较好的抗胶合性—————粘着磨损 （5）对润滑油要有较好的吸附能力—润滑油膜 （6）有较好的适应性和嵌藏性———磨料磨损 （7）良好的导热性————————散热性能 （8）经济性、加工工艺性好
滑动轴承的类型； 主要结构型式； 失效形式及常用材料； 轴瓦结构； 润滑剂选用。
轴承，是所有机器的基础，是现代社会中不可缺少的 产品，素有“机械产业的粮食”之美称，它确保所有 产品的质量和设备的正常运转。
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
轴承的分类
11.1.1 滑动轴承的主要特点：
工作平稳，无噪声； 液体摩擦时摩擦损失小； 适合于高速； 径向尺寸小而且可剖分。
11.1.2 滑动轴承的分类
按承受载荷方向分为： 径向滑动轴承 推力滑动轴承
关键：轴瓦
径向滑动轴承的基本结构
按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩 擦状态，滑动轴承可分为:
液体动压润滑轴承 液体摩擦轴承
推 力 轴 承
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。 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%。
1.轴颈：碳钢或合金钢+热处理+精加工—轴
2.轴承座：铸铁或铸钢——机体
11.2.1 径向滑动轴承
分两种：整体式、剖分式 1.整体式
优点：结构简单；
油杯孔 轴瓦
缺点： 磨损后间隙过大时无法调整; 轴颈只能从轴承端部安装和 拆卸，无法用于中间轴颈。
常用于低速、轻载或间歇性工作的机器
轴承座
2.剖分式径向滑动轴承（剖分位置十分重要）
垂
倾
直
斜
载
载
荷
荷
用
用
优点： 剖分式径向滑动轴承装拆方便； 还可以通过增减剖分面上的调整垫片厚度来调整间隙。
（4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸 收震动，缓和冲击；
（5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小； （6）启动摩擦阻力较大（流体动压润滑）。
三峡水轮发电机组为 700MW ×26，每台机组总重约7000吨， 发电机的推力轴承负荷即达5500 吨，水轮机转轮名义直径约9.8米。
主推力轴承，直径2m，24块瓦，阿尔斯通、ABB公司、哈电
液体静压润滑轴承
非液体摩擦轴承（混合摩擦）
11.1.3 滑动轴承的应用
1.非液体摩擦滑动轴承：结构简单，使用方便，损耗较大。
2.液体摩擦滑动轴承的特点有： （1）在高速重载下能正常工作，寿命长，常用于水轮机、
轧钢机、大电机、机床等；
（2）精度高，磨损小，用于磨床主轴；
（3）结构灵活。可做成剖分式，能满足特殊结构的需 要，比如发动机曲轴上装连杆的轴承；
胶合——当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油 不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。
疲劳剥落——在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑 动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。
腐蚀——润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质 对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。
其它失效形式: 气蚀——气流冲蚀零件表面引起的机械磨损； 流体侵蚀——流体冲蚀零件表面引起的机械磨损； 电侵蚀——电化学或电离作用引起的机械磨损； 微动磨损——发生在名义上相对静止，实际上存在循环 的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。
无一种材料能够满足上述全部要求，故按主要设计指标 选择能够满足其要求的材料即可。
11.3.3 常用的轴瓦材料及其性质
轴瓦材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和非金属材料 金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁等。
（1）轴承合金 轴承合金又称白金或巴氏合金 锡基轴承合金，如ZSnSb11Cu6，ZSnSb8Cu4 铅基轴承合金，如ZPbSb16Sn16Cu2，ZPbSb15Sn5Cu3Cd2
剖分式径向滑动轴承 连接螺栓
轴承盖 轴瓦
轴承座
螺纹孔 榫口
11.2.2 推力滑动轴承
推力轴承一般由推力轴颈、推力轴瓦和轴承座等三部分组成， 在非液体摩擦滑动轴承中有时轴瓦和轴承座制成一体。
结构形式： F
1
F
1
F
2 1
2F
1
2 2
空心式——轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比
实心式要好。 作用：用来承受轴向载荷
3.轴承材料：轴瓦材料。 整体轴瓦
4.轴瓦 双金属轴瓦，轴承衬+瓦背
瓦背－托着轴承衬的材料－铜或钢 5.滑动轴承的失效主要指轴瓦的失效
12.3.1 滑动轴承常见失效形式
磨粒磨损——进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动， 对轴承表面起研磨作用。
刮伤——进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观 轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。
铸锡磷青铜—耐磨性和减摩性好、机械强度高，重载轴承 铅青铜—抗疲劳强度高、抗冲击性和导热性好，铅可析出 铝青铜—抗冲击能力中，抗胶合能力较低
（3）黄铜 用于滑动速度不高的场合，性能不如上述两种
（4）铝合金 强度高、导热性好、耐腐蚀性好、价格低；
抗胶合能力差、耐磨性差，要求轴颈表面光滑
这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性 但轴承合金强度不高，价格很贵。
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。
在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层
轴承合金，这层轴承合金称轴承衬， 钢或铜制成的轴瓦机体称瓦背。
应用领域：高速重载和重要用途
轴承衬
瓦背
（2）青铜 抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高
滑动轴承
轴承
滚动轴承
用于特殊场合，如：高速、高精度、 重载、结构上要求剖分等场合。
已标准化，优点多，wk.baidu.com用广
11.1 滑动轴承概述 11.2 滑动轴承主要结构型式 11.3 失效形式及常用材料 11.4 轴瓦结构 11.5 滑动轴承润滑剂的选用 11.6 非液体摩擦滑动轴承的校核计算 11.7 液体摩擦滑动轴承简介
轴瓦失效实例:
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
11.3.2 滑动轴承的材料要求
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。
（1）有足够的疲劳强度————————寿命 （2）有足够的抗压强度————过量塑性变形 （3）有良好的减磨性和耐磨性— f 小，磨损小 （4）具有较好的抗胶合性—————粘着磨损 （5）对润滑油要有较好的吸附能力—润滑油膜 （6）有较好的适应性和嵌藏性———磨料磨损 （7）良好的导热性————————散热性能 （8）经济性、加工工艺性好
滑动轴承的类型； 主要结构型式； 失效形式及常用材料； 轴瓦结构； 润滑剂选用。
轴承，是所有机器的基础，是现代社会中不可缺少的 产品，素有“机械产业的粮食”之美称，它确保所有 产品的质量和设备的正常运转。
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
轴承的分类
11.1.1 滑动轴承的主要特点：
工作平稳，无噪声； 液体摩擦时摩擦损失小； 适合于高速； 径向尺寸小而且可剖分。
11.1.2 滑动轴承的分类
按承受载荷方向分为： 径向滑动轴承 推力滑动轴承
关键：轴瓦
径向滑动轴承的基本结构
按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩 擦状态，滑动轴承可分为:
液体动压润滑轴承 液体摩擦轴承
推 力 轴 承
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。 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%。
1.轴颈：碳钢或合金钢+热处理+精加工—轴
2.轴承座：铸铁或铸钢——机体
11.2.1 径向滑动轴承
分两种：整体式、剖分式 1.整体式
优点：结构简单；
油杯孔 轴瓦
缺点： 磨损后间隙过大时无法调整; 轴颈只能从轴承端部安装和 拆卸，无法用于中间轴颈。
常用于低速、轻载或间歇性工作的机器
轴承座
2.剖分式径向滑动轴承（剖分位置十分重要）
垂
倾
直
斜
载
载
荷
荷
用
用
优点： 剖分式径向滑动轴承装拆方便； 还可以通过增减剖分面上的调整垫片厚度来调整间隙。
（4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸 收震动，缓和冲击；
（5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小； （6）启动摩擦阻力较大（流体动压润滑）。
三峡水轮发电机组为 700MW ×26，每台机组总重约7000吨， 发电机的推力轴承负荷即达5500 吨，水轮机转轮名义直径约9.8米。
主推力轴承，直径2m，24块瓦，阿尔斯通、ABB公司、哈电
液体静压润滑轴承
非液体摩擦轴承（混合摩擦）
11.1.3 滑动轴承的应用
1.非液体摩擦滑动轴承：结构简单，使用方便，损耗较大。
2.液体摩擦滑动轴承的特点有： （1）在高速重载下能正常工作，寿命长，常用于水轮机、
轧钢机、大电机、机床等；
（2）精度高，磨损小，用于磨床主轴；
（3）结构灵活。可做成剖分式，能满足特殊结构的需 要，比如发动机曲轴上装连杆的轴承；
胶合——当瞬时温升过高，载荷过大，油膜破裂时或供油 不足时，轴承表面材料发生粘附和迁移，造成轴承损伤。
疲劳剥落——在载荷得反复作用下，轴承表面出现与滑 动方向垂直的疲劳裂纹，扩展后造成轴承材料剥落。
腐蚀——润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质 对轴承材料有腐蚀，材料腐蚀易形成点状剥落。
其它失效形式: 气蚀——气流冲蚀零件表面引起的机械磨损； 流体侵蚀——流体冲蚀零件表面引起的机械磨损； 电侵蚀——电化学或电离作用引起的机械磨损； 微动磨损——发生在名义上相对静止，实际上存在循环 的微幅相对运动的两个紧密接触的表面上。
无一种材料能够满足上述全部要求，故按主要设计指标 选择能够满足其要求的材料即可。
11.3.3 常用的轴瓦材料及其性质
轴瓦材料可分为三类：金属材料、粉末冶金材料和非金属材料 金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁等。
（1）轴承合金 轴承合金又称白金或巴氏合金 锡基轴承合金，如ZSnSb11Cu6，ZSnSb8Cu4 铅基轴承合金，如ZPbSb16Sn16Cu2，ZPbSb15Sn5Cu3Cd2
剖分式径向滑动轴承 连接螺栓
轴承盖 轴瓦
轴承座
螺纹孔 榫口
11.2.2 推力滑动轴承
推力轴承一般由推力轴颈、推力轴瓦和轴承座等三部分组成， 在非液体摩擦滑动轴承中有时轴瓦和轴承座制成一体。
结构形式： F
1
F
1
F
2 1
2F
1
2 2
空心式——轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比
实心式要好。 作用：用来承受轴向载荷
3.轴承材料：轴瓦材料。 整体轴瓦
4.轴瓦 双金属轴瓦，轴承衬+瓦背
瓦背－托着轴承衬的材料－铜或钢 5.滑动轴承的失效主要指轴瓦的失效
12.3.1 滑动轴承常见失效形式
磨粒磨损——进入轴承间隙的硬颗粒有的随轴一起转动， 对轴承表面起研磨作用。
刮伤——进入轴承间隙的硬颗粒或轴径表面粗糙的微观 轮廓尖峰，在轴承表面划出线状伤痕。