机械设计第十二章

(一)滑动轴承失效形式 1.磨粒磨损 进入轴承间隙的硬颗粒(如灰尘、砂粒等)有的嵌入轴承
表面，有的游离于间隙中并随轴一起转动，它们都将对轴 颈和轴承表面起研磨作用。
2.刮伤 进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶， 在轴瓦上划出线状伤痕，导致轴承因刮伤而失效。
3.咬粘(胶合) 当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，或在润滑油 供应不足情况下，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘 附和迁移，从而造成轴承损坏。咬粘有时甚至可能导致相 对运动中止。
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。应满足以下要求：
轴承衬
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。
抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。
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。
(4)铸铁
用于不重要、低速轻载轴承。
(5)多孔质金属材料
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。
(6)非金属材料
工程塑料：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。导热性差、膨胀系数大、容易变形。 可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。
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单轴向油槽开在非承载区 （在最大油膜厚度处）
碳-石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于 不良环境中。
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。
木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。
12-4轴瓦结构
(一)轴瓦的形式和构造 整体轴套(需从轴端安装和拆卸，可修复性差 )
轴承座
螺纹孔
油杯孔
整体轴套
特点： 结构简单，成本低廉。 因磨损而造成的间隙无法调整。 只能从沿轴向装入或拆出。
应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。
(二)对开式径向滑动轴承
油杯座孔
螺栓
螺母
套管 上轴瓦
轴承盖 下轴瓦
轴承座
对开式轴承(剖分轴套)
对开式轴承(整体轴套)
特点：轴瓦磨损后可以用减少剖分面处的垫片厚度来调整 轴承间隙，调整后应修刮轴瓦内孔
滑动轴承概述1
根据摩擦性质分→滑动轴承、滚动轴承
滚动轴承→摩擦系数小、启动阻力小、已标准化→应 用较广
使用滑动轴承场合：
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。
第十二章 滑动轴承
12-1 概述 12-2 滑动轴承的主要结构型式 12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料 12-4 轴瓦结构 12-5 滑动轴承润滑剂的选 12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 12-7 液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算 12-8 其它形式滑动轴承简介
12-1滑动轴承概述
4.疲劳剥落 在载荷反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的 疲劳裂纹，裂纹扩展后，造成轴承衬材料的剥落。
5.腐蚀 润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承 材料有腐蚀性，特别是对铸造铜铅合金中的铅，易受腐蚀 而形成点状的脱落。
磨损 划伤 胶合
疲劳裂纹 与剥落
二、滑动轴承的材料
滑动轴承的失效形式及常用材料2
不能单独使用
(2)铜合金
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பைடு நூலகம்跑合、相配轴径必须淬硬。
使用方法：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。
铅青铜→高速重载
锡青铜→中速重载
铝青铜→低速重载
(3)铝基合金
有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度，摩擦性能也 较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。
单层、双层或多层材料的卷制轴套，只适用于薄壁轴 瓦，具有很高的生产率。
对开式轴瓦 (可直接从轴中部安装和拆卸，可修复)
厚壁轴瓦：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。
薄壁轴瓦：节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的 加工精度要求高 。
铸造轴瓦：铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适 用于厚壁轴瓦。
滑动轴承分类： 按承受载荷方向分：径向轴承、止推轴承 按润滑状态分：流体润滑、不完全流体润滑、自润滑 按承载机理分：流体动力润滑、流体静力润滑
滑动轴承设计内容 1.轴承的形式和结构选择 2.轴瓦的结构和材料选择 3.轴承的结构参数确定 4.轴承工作能力及热平衡计算
12-2滑动轴承的典型结构
(一)整体式径向滑动轴承
(三)止推滑动轴承的结构
Fa
Fa
Fa
Fa
空心式
单环式
多环式
空心式：接触面上压力分布较实心式均匀 单环式：结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载场合
多环式：能承受较大轴向载荷，还可承受双向轴向载荷。 各环间载荷分布不均，单位面积的承载能力比单 环式低50%。
12-3滑动轴承的失效形式及常用材料
滑动轴承的失效形式及常用材料1
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。
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。
轴承合金
铜合金
金属材料 滑 动 轴
铝基轴承合金 铸铁 多孔质金属材料
承
材
工程塑料
料
非金属材料
碳-石墨 橡胶
木材
(1)轴承合金（白合金、巴氏合金） 材料：锡、铅、锑、铜等金属的合金， 锡或铅为基体 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 使用方法：作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜 轴瓦上。工作温度120℃
(二)轴瓦的定位
滑动轴承的轴瓦结构3
目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。
轴向定位：
轴瓦一端或两端做凸缘
凸缘
周向定位：
紧定螺钉 （也可做轴向定位）
销钉 （也可做轴向定位）
轴瓦
紧定螺钉
圆柱销
轴承座
(三)轴瓦的油孔及油槽
滑动轴承的轴瓦结构4
目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。