第17章 滑動(dòng)軸承

1、第17章 滑動(dòng)軸承 1 1 概述概述 2 2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類(lèi)型徑向滑動(dòng)軸承的主要類(lèi)型 3 3 滑動(dòng)軸承材料滑動(dòng)軸承材料 4 4 軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦結(jié)構(gòu) 5 5 軸承潤(rùn)滑材料軸承潤(rùn)滑材料 6 6 潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑方法 7 7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 17-1 概述 軸承支撐軸頸，或軸上的回轉(zhuǎn)零件（支 撐件） 一、分類(lèi) 推力軸承 按軸承工作的摩擦性質(zhì) 徑向軸承 按受載方向 滾動(dòng)（摩擦）軸承 滑動(dòng)（摩擦）軸承 17-1 概述 二、特點(diǎn)： 1、滑動(dòng)軸承工作平穩(wěn)、可靠、噪聲較滾 動(dòng)軸承低； 2、如能保證液體摩擦潤(rùn)滑，可大大減少 摩擦損失和表面磨損，油膜又具有一定的 吸振能力； 3、普通滑動(dòng)

2、軸承的起動(dòng)摩擦力較滾動(dòng)軸 承大得多。 17-1 概述 三、應(yīng)用場(chǎng)合 機(jī)床、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等 四、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、決定軸承的結(jié)構(gòu)形式； 2、選擇軸瓦和軸承襯的材料； 3、決定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)； 4、選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方法； 5、計(jì)算軸承工作能力。 17-2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類(lèi)型 一、整體式軸承 軸承座為鑄鐵， 孔內(nèi)壓入減摩材料制 成的軸套，軸套上有 油空和油溝，用于低 速、輕載及間隙工作； 缺點(diǎn)為間隙無(wú)法 調(diào)整，軸頸只能從端 部裝入。 17-2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類(lèi)型 二、剖分式軸承二、剖分式軸承 由軸承座、軸承蓋、由軸承座、軸承蓋、 剖分式軸瓦、螺柱組成。剖分式軸瓦、螺柱組成。 為節(jié)省材料，軸瓦表為

3、節(jié)省材料，軸瓦表 面貼附一層軸承襯，不承面貼附一層軸承襯，不承 載表面開(kāi)油溝，軸瓦式軸載表面開(kāi)油溝，軸瓦式軸 承與軸頸直接接觸的零件承與軸頸直接接觸的零件 （剖分面須與載荷垂直），（剖分面須與載荷垂直）， 軸承蓋與軸承座剖分面為軸承蓋與軸承座剖分面為 階梯狀，以便定位和防止階梯狀，以便定位和防止 工作時(shí)錯(cuò)動(dòng)。工作時(shí)錯(cuò)動(dòng)。 寬徑比寬徑比B/d1.5時(shí)，時(shí)， 可采用自動(dòng)調(diào)心軸承可采用自動(dòng)調(diào)心軸承 17-2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類(lèi)型 17-3 滑動(dòng)軸承材料 軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱(chēng)為軸承材料。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱(chēng)為軸承材料。 一、對(duì)軸承材料的要求一、對(duì)軸承材料的要求 軸瓦的失效形式是磨損，由于強(qiáng)度不足

4、而出現(xiàn)的疲軸瓦的失效形式是磨損，由于強(qiáng)度不足而出現(xiàn)的疲 勞損壞和由于工藝原因而出現(xiàn)的軸承襯脫落等現(xiàn)象也時(shí)勞損壞和由于工藝原因而出現(xiàn)的軸承襯脫落等現(xiàn)象也時(shí) 有發(fā)生。因此對(duì)軸承材料的主要要求如下：有發(fā)生。因此對(duì)軸承材料的主要要求如下： 1、減摩性、減摩性 減摩性包括以下特性：減摩性包括以下特性： 1）與潤(rùn)滑劑的親和力強(qiáng)，能形成牢固的邊界吸附膜；）與潤(rùn)滑劑的親和力強(qiáng)，能形成牢固的邊界吸附膜； 2）摩擦系數(shù)低，發(fā)生摩擦?xí)r，摩擦表面溫度低，防止邊）摩擦系數(shù)低，發(fā)生摩擦?xí)r，摩擦表面溫度低，防止邊 界膜因高溫而破壞；界膜因高溫而破壞； 3）當(dāng)邊界膜破壞時(shí)，能迅速形成新的邊界膜，這些性能）當(dāng)邊界膜破壞時(shí)，能迅

5、速形成新的邊界膜，這些性能 最終均通過(guò)摩擦系數(shù)反映出來(lái)。最終均通過(guò)摩擦系數(shù)反映出來(lái)。 減摩性不僅與摩擦副材料有關(guān)，還與潤(rùn)滑劑有關(guān)。減摩性不僅與摩擦副材料有關(guān)，還與潤(rùn)滑劑有關(guān)。 17-3 滑動(dòng)軸承材料 2、耐磨性、耐磨性 抵抗磨粒磨損和膠合磨損的性質(zhì)。抵抗磨粒磨損和膠合磨損的性質(zhì)。 當(dāng)處于邊界磨損狀態(tài)時(shí)，在穩(wěn)定磨損階段的磨損率要當(dāng)處于邊界磨損狀態(tài)時(shí)，在穩(wěn)定磨損階段的磨損率要 低，以便長(zhǎng)期保持尺寸精度，磨損率取決于材料的機(jī)械低，以便長(zhǎng)期保持尺寸精度，磨損率取決于材料的機(jī)械 性能、表面粗糙度和邊界膜強(qiáng)度。性能、表面粗糙度和邊界膜強(qiáng)度。 3、跑合性（磨合性）、跑合性（磨合性） 因磨損和塑性變型而磨合。

6、因磨損和塑性變型而磨合。 磨合時(shí)，軸頸和軸承的真實(shí)接觸面積增大，因而降低磨合時(shí)，軸頸和軸承的真實(shí)接觸面積增大，因而降低 了單位面積的壓力，也減少了摩擦力，使摩擦表面上的了單位面積的壓力，也減少了摩擦力，使摩擦表面上的 溫度降低并改善了潤(rùn)滑條件。溫度降低并改善了潤(rùn)滑條件。 17-3 滑動(dòng)軸承材料 4、順應(yīng)性和嵌藏性、順應(yīng)性和嵌藏性 軸承材料常靠產(chǎn)生彈性和塑性變型以及磨損來(lái)補(bǔ)償對(duì)軸承材料?？慨a(chǎn)生彈性和塑性變型以及磨損來(lái)補(bǔ)償對(duì) 中誤差和適應(yīng)其幾何誤差而不影響運(yùn)轉(zhuǎn)特性的能力，稱(chēng)中誤差和適應(yīng)其幾何誤差而不影響運(yùn)轉(zhuǎn)特性的能力，稱(chēng) 為適應(yīng)性或順應(yīng)性；為適應(yīng)性或順應(yīng)性； 污物和外來(lái)微粒易于嵌入，使之防止擦傷和

7、磨粒磨損污物和外來(lái)微粒易于嵌入，使之防止擦傷和磨粒磨損 的能力稱(chēng)為嵌藏性，彈性模量低的金屬材料順應(yīng)性和嵌的能力稱(chēng)為嵌藏性，彈性模量低的金屬材料順應(yīng)性和嵌 藏性較好。藏性較好。 5、抗粘著性、抗粘著性 粘著磨損嚴(yán)重時(shí)，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力稱(chēng)粘著磨損嚴(yán)重時(shí)，摩擦副咬死，材料抗咬死的能力稱(chēng) 抗粘著性?？拐持浴?采用表面處理工藝或用非金屬涂層，避免同種金屬相采用表面處理工藝或用非金屬涂層，避免同種金屬相 互摩擦，均可提高抗粘著能力?；ツΣ?，均可提高抗粘著能力。 17-3 滑動(dòng)軸承材料 6、耐蝕性、耐蝕性 軸承材料中的鎘、鉛等元素，容易被潤(rùn)滑油中的酸軸承材料中的鎘、鉛等元素，容易被潤(rùn)滑油中的酸

8、 性物質(zhì)腐蝕，在軸瓦表面形成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展成海綿狀性物質(zhì)腐蝕，在軸瓦表面形成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展成海綿狀 空間，并在摩擦過(guò)程中形成小塊剝落。雖然軸承材料中空間，并在摩擦過(guò)程中形成小塊剝落。雖然軸承材料中 的銀、銅等元素在溫度不高時(shí)與油中的硫生成硫化物膜，的銀、銅等元素在溫度不高時(shí)與油中的硫生成硫化物膜， 能起減摩的作用，但在高溫時(shí)，這種膜極易破裂剝落。能起減摩的作用，但在高溫時(shí)，這種膜極易破裂剝落。 選擇合適的材料，表面鍍銦及其它元素、降低表面溫度選擇合適的材料，表面鍍銦及其它元素、降低表面溫度 和選取適當(dāng)?shù)挠涂商岣吣臀g性。和選取適當(dāng)?shù)挠涂商岣吣臀g性。 7、抗壓強(qiáng)度和耐疲性、抗壓強(qiáng)度和耐疲性 軸上載

9、荷要通過(guò)軸承傳到機(jī)座上，受載要有疲勞強(qiáng)軸上載荷要通過(guò)軸承傳到機(jī)座上，受載要有疲勞強(qiáng) 度，靜載要有抗壓強(qiáng)度。度，靜載要有抗壓強(qiáng)度。 8、工藝性、工藝性 9、經(jīng)濟(jì)性、經(jīng)濟(jì)性 17-3 滑動(dòng)軸承材料 二、軸承材料的分類(lèi)二、軸承材料的分類(lèi) 金屬材料：金屬材料：軸承合金、青銅、鋁（鋅）基合金、減摩鑄鐵等軸承合金、青銅、鋁（鋅）基合金、減摩鑄鐵等 粉末冶金材料：粉末冶金材料：含油軸承含油軸承(低速重載，具有低速重載，具有自潤(rùn)滑性能自潤(rùn)滑性能)。 非金屬材料：非金屬材料：塑料、橡膠、硬木等塑料、橡膠、硬木等 強(qiáng)度低，僅用作強(qiáng)度低，僅用作軸承襯軸承襯 17-4 軸瓦結(jié)構(gòu) 一、軸瓦和軸承襯一、軸瓦和軸承襯 剖分

10、軸瓦：見(jiàn)下圖剖分軸瓦：見(jiàn)下圖 雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦：為了改善軸瓦表面的摩雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦：為了改善軸瓦表面的摩 擦性質(zhì)，常在內(nèi)表面澆注一層或兩層減摩材料，稱(chēng)為擦性質(zhì)，常在內(nèi)表面澆注一層或兩層減摩材料，稱(chēng)為 軸承襯，所以軸瓦有雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦軸承襯，所以軸瓦有雙金屬軸瓦、三金屬軸瓦 軸承襯的厚度隨軸承直徑的增大而增大，一般由十軸承襯的厚度隨軸承直徑的增大而增大，一般由十 分之幾毫米到分之幾毫米到6mm。 6.3 6.3 6.3 3.2 3.2 3.2 3.2 25 其余 D(H8) D (K6) 0 17-4 軸瓦結(jié)構(gòu) 二、滑動(dòng)軸承的摩擦狀態(tài)： 1、干摩擦狀態(tài)、干摩擦狀態(tài) 應(yīng)避免此

11、種摩擦狀態(tài)。應(yīng)避免此種摩擦狀態(tài)。 摩擦表面無(wú)潤(rùn)滑劑，功率損失嚴(yán)重，摩擦表面無(wú)潤(rùn)滑劑，功率損失嚴(yán)重， 磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。 2、邊界摩擦狀態(tài)、邊界摩擦狀態(tài) 摩擦表面間有潤(rùn)滑油存在，金屬表摩擦表面間有潤(rùn)滑油存在，金屬表 面上形成了一層極薄的邊界油膜。面上形成了一層極薄的邊界油膜。 部分仍直接接觸但尖峰。部分仍直接接觸但尖峰。 多數(shù)滑動(dòng)軸承都是這種摩擦狀態(tài)。多數(shù)滑動(dòng)軸承都是這種摩擦狀態(tài)。 3、液體摩擦狀態(tài)、液體摩擦狀態(tài) 兩摩擦表面完全被潤(rùn)滑油分隔開(kāi)，兩摩擦表面完全被潤(rùn)滑油分隔開(kāi)， 形成了一定厚度的壓力油膜。形成了一定厚度的壓力油膜。 這種摩擦狀態(tài)是潤(rùn)滑油分子之

12、間這種摩擦狀態(tài)是潤(rùn)滑油分子之間 的摩擦，摩擦系數(shù)極小。的摩擦，摩擦系數(shù)極小。 重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。 非液體摩擦非液體摩擦 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 液體摩擦滑液體摩擦滑 動(dòng)軸承動(dòng)軸承 17-4 軸瓦結(jié)構(gòu) 二、油孔、油溝和油二、油孔、油溝和油 室室 油孔：供應(yīng)潤(rùn)滑油；油孔：供應(yīng)潤(rùn)滑油； 油溝：輸送和分布潤(rùn)油溝：輸送和分布潤(rùn) 滑油；滑油； 油室：使?jié)櫥脱虞S油室：使?jié)櫥脱虞S 向均勻分布，并起到向均勻分布，并起到 貯油和穩(wěn)定供油的作貯油和穩(wěn)定供油的作 用用 油溝、油孔：油溝、油孔：，否則，否則， 油溝長(zhǎng)度油溝長(zhǎng)度0.8B0.8B（軸瓦寬度），即（軸瓦寬度），即。 17-4

13、軸瓦結(jié)構(gòu) 用用油孔和油孔和油溝將油導(dǎo)油溝將油導(dǎo) 入摩擦表面并使之布滿(mǎn)入摩擦表面并使之布滿(mǎn) 摩擦面，其位置和形狀摩擦面，其位置和形狀 對(duì)軸承的工作能力和壽對(duì)軸承的工作能力和壽 命影響很大。命影響很大。 混合潤(rùn)滑軸承混合潤(rùn)滑軸承 寧可犧牲一部分承載面寧可犧牲一部分承載面 積，而將油溝盡量延伸積，而將油溝盡量延伸 到承載區(qū)，以向承載區(qū)到承載區(qū)，以向承載區(qū) 供油；供油； 液體潤(rùn)滑軸承液體潤(rùn)滑軸承 油溝開(kāi)在非承載區(qū)的間油溝開(kāi)在非承載區(qū)的間 隙最大處，不允許在承隙最大處，不允許在承 載區(qū)開(kāi)油溝，否則將降載區(qū)開(kāi)油溝，否則將降 低承載能力（圖低承載能力（圖17.7）。 17-5 軸承潤(rùn)滑材料 潤(rùn)滑的目的減少摩

14、擦功耗，降低磨損 率，冷卻、防塵、防銹、吸振。 常用潤(rùn)滑材料潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂，還有 固體（石墨、二氧化鉬）和氣體。 （自學(xué)） 17-6 潤(rùn)滑方法 潤(rùn)滑狀態(tài)與供油方式有關(guān)。 一、油潤(rùn)滑 1、間歇式供油 17-6 潤(rùn)滑方法 2、連續(xù)供油 17-6 潤(rùn)滑方法 二、脂潤(rùn)滑（間歇供應(yīng)）二、脂潤(rùn)滑（間歇供應(yīng)） 三、潤(rùn)滑方式的確定三、潤(rùn)滑方式的確定 潤(rùn)滑方式可根據(jù)系數(shù)潤(rùn)滑方式可根據(jù)系數(shù)k選定選定 P：平均壓強(qiáng)平均壓強(qiáng)Mpa；v：軸頸線(xiàn)速度軸頸線(xiàn)速度m/s k2：脂潤(rùn)滑，油杯潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，油杯潤(rùn)滑 k 216：針閥式壓油油杯潤(rùn)滑針閥式壓油油杯潤(rùn)滑 k 1632；油杯或飛濺潤(rùn)滑；油杯或飛濺潤(rùn)滑 k 32；壓力循環(huán)潤(rùn)

15、滑；壓力循環(huán)潤(rùn)滑 17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 一、工作能力準(zhǔn)則一、工作能力準(zhǔn)則 1、失效形式、失效形式 磨損、膠合磨損、膠合 2、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)依據(jù) 保證邊界膜不被破壞。保證邊界膜不被破壞。 3、計(jì)算方法：、計(jì)算方法： 簡(jiǎn)化計(jì)算（條件性計(jì)算）簡(jiǎn)化計(jì)算（條件性計(jì)算） 失失 效效 形形 式式 圖圖 例例 磨損及膠合 點(diǎn)蝕及金屬剝落 1 1、限制軸承平均壓強(qiáng)、限制軸承平均壓強(qiáng) p dB F p F F 徑向載荷徑向載荷, N, N； d d 軸頸直徑軸頸直徑, mm, mm； B B 軸瓦有效寬度軸瓦有效寬度,mm,mm； pp 許用壓強(qiáng)許用壓強(qiáng), ,MpaMpa。 ：，。 2 2、限制、限制p

16、vpv值值 20000100060 pv B Fndn dB F pv MpaMpam/sm/s pvpv摩擦功耗摩擦功耗發(fā)熱量發(fā)熱量易膠合易膠合 ：限制：限制pvpv是為了是為了。 軸承發(fā)熱量軸承發(fā)熱量單位面積摩擦功耗單位面積摩擦功耗pvpv 二、徑向軸承二、徑向軸承 17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 3 3、限制滑動(dòng)速度、限制滑動(dòng)速度v v smv dn v/ 100060 ：。 已知：徑向載荷已知：徑向載荷F F，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n，寬徑比，寬徑比 0 . 1 d B vv，pp， pvpv 。 求：保證混合潤(rùn)滑條件下的軸頸直徑求：保證混合潤(rùn)滑條件下的軸頸直徑d=d=？ 解：解：1 1）由：

17、）由： p dB F p p F d 綜合應(yīng)用：綜合應(yīng)用： 2 2）由：）由： 100060 v dn v n v d 100060 1)1) dd 2)2) p、pv、v見(jiàn)表見(jiàn)表17.1、17.2 17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 三、推力軸承（方法同徑向軸承）三、推力軸承（方法同徑向軸承） 結(jié)構(gòu)：空心、實(shí)心、單環(huán)、多環(huán) 17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 實(shí)心式：由于跑和時(shí)中心與邊緣的磨損不均勻，實(shí)心式：由于跑和時(shí)中心與邊緣的磨損不均勻， 愈近邊緣部分磨損愈快，所以中心部分壓強(qiáng)極愈近邊緣部分磨損愈快，所以中心部分壓強(qiáng)極 高，空心式和環(huán)狀軸頸可以克服這一缺點(diǎn)。載高，空心式和環(huán)狀軸頸可以克服這一缺點(diǎn)。載 荷很大時(shí)可以采用多環(huán)軸頸，它能承受雙向軸荷很大時(shí)可以采用多環(huán)軸頸，它能承受雙向軸 向載荷。向載荷。 17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 17-7 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 Mpap kddz F p a )( 4 2 0 2 1 1 1、限制軸承的、限制軸承的壓強(qiáng)壓強(qiáng) p ： 2 2、限制軸承的、限制軸承的 pv 值值 ： smMpapv zdd Fn pv/ )(30000 0 F:軸向載荷，N； v：推力軸頸平均直徑處的 圓周速度，m/s