滑动轴承简介

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在一般机器中，摩擦表面多边界摩擦和液体摩擦的 混合状态，称为混合摩擦（或称为非液体摩擦）。
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
1.3滑动轴承的分类
1.3.1按承受载荷的方向分： （1）径向轴承（支反力垂直于轴中心线）又叫向 心滑动轴承 （2）推力轴承（承受轴向载荷）又叫止推轴承 （3）径向－推力轴承（同时受径向和轴向载荷） 又叫向心止推轴承
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。 铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。
运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀系 数比金属大， 油自动进入摩擦表面起到 润滑作用。含油轴承加一次油，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。 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。
轴瓦磨损
表面划伤
疲劳点蚀
三、1.8轴承的磨损
磨损 ：运动副之间的摩擦导致零件表面的逐渐丧失或迁移。
零件磨损的三个阶段： １.磨合阶段
摩擦表面轮廓尖峰的形状变化和 材料表面被加工硬化的过程。 形成便于零件运动的最佳的粗 糙度。 ２.稳定磨损阶段 零件平稳缓慢磨损的阶段， 该阶段的长短决定着零件的寿命。 ３.剧烈磨损阶段 零件在短时间内磨损破坏。
∑ Fy =F ∑ Fx = 0
F
→稳定运转达到工作转速
e ∑ Fy =F ∑ Fx ≠ 0
转速继续升高
1.7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。 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。
优点：1)不随温度变化，可用于高温或低温； 2)没有油污染的危险； 3)回转精度高，运行噪音低。 缺点：承载能力不大，密封困难。 厂内应用的地方有静电喷涂喷枪处，其转速达到5万转以 上。
1.5轴承的结构及材料 1.5.1轴瓦的定位 为防止轴瓦做轴向和周向移动，常将轴瓦两端做出凸缘 作轴向定位，也可用紧定螺钉或销钉将其固定在轴承座上。
1.5.2 油孔和油沟：径向滑动轴承的轴瓦内孔为圆 柱形。若载荷方向向下，则下轴瓦为承载区，上轴瓦为 非承载区。润滑油应由非承载区引入，所以在顶部开进 油孔。在轴瓦内表面，以进油口为中心沿纵向、斜向或 横向开有油沟，以利于润滑油均布在整个轴颈上。 通常油沟的轴向长度约为轴瓦宽度的80%, 如图所 示, 以便在轴瓦两端留出封油部分, 防止润滑油的流 失。 轴瓦的油沟一般应开设在非压力区或剖分面上。 滑动轴承壳体和轴瓦的结构尺寸, 可参看有关手 册、 图册中的经验数据和公式， 并结合设计要求确 定。
1.1 滑动轴承的应用 由于滑动轴承的摩擦损耗一般较大，维护 也比较复杂，故很多场合常为滚动轴承取代。 只是由于滑动轴承本身一些独特的特点，使 得在某些特殊场合仍占重要地位。目前，滑 动轴承主要应用于以下几种情况：
1.转速特别高的场合;
2.载荷特别大的场合;
3.对轴的支承精度要求特别高的场合;
4.承受较大冲击、振动的场合;
1.3.2 按工作时的摩擦状态分 液体摩擦轴承 —两摩擦表面处于液体摩擦状态， 轴承的阻 力为润滑油的内摩擦力。 利用轴颈旋转时的 泵油作用把油带入 液体动压轴承 摩擦面间，建立油 膜把摩擦面分开。 在滑动表面间输入一 定压力的润滑油，靠 润滑油的压力使两表 面分开，并形成油膜 。
液体摩擦滑动轴承
而径向轴承有两种基本的型式： （1）整体式滑动轴承（又叫轴套） （2）剖分式滑动轴承（又叫轴瓦）
为
一、径向滑动轴承 (又称向心滑动轴承)按结构可分
整体轴套
轴承座 螺纹孔(油杯孔)
径向滑动轴承的典型结构1
１．整体式
整体轴套
优点： 结构简单，成本低廉。
缺点： 因磨损而造成的间隙无法调整； 只能从沿轴向装入或拆出。
轴承衬Biblioteka 整体轴套卷制轴套薄壁轴瓦
厚壁轴瓦
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
进油孔
油沟
轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。当载荷垂直向下或略 有偏斜时，轴承剖分面常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，则轴 承的剖分面也斜着布置（通常倾斜45），使剖分平面垂直于或接近垂 直于载荷方向。 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油 膜，又起冷却作用。
手柄 调节螺母
手柄
油壶或油枪
盖
调节螺母 连续供油 : 1) 滴油润滑
盖
2) 绳芯润滑 3) 油环润滑 4) 浸油润滑 5) 飞溅润滑 6) 压力循环润滑
杯体
弹簧
杯体
针阀
接头 油芯
20°
弹簧 针阀 接头
杯体
油芯 杯体
(2)脂润滑
旋盖式油脂杯、黄油枪
二、润滑装置 1. 油杯
压注式油杯 针阀式油 杯
1.6 动压润滑的基本原理
先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时， 液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量相等，板A 不会下沉。但若板A有载荷时，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。 如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷， 当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进油多而出油 少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进油端间隙大而速度曲线 内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这说明了在间隙内形成了压力油膜。 这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，中间必有一个位置呈三角形分布。
液体静压轴承
非液体摩擦轴承 —两摩擦表面处于边界摩擦状态和混合摩擦 状态下的滑动轴承。
1.3.3 按所使用的润滑剂的种类分
液体润滑轴承
气体润滑轴承
—以润滑油、水、液态金属等液体作润 滑剂的轴承。 —以气体如空气、氢、氩、氦等作润滑剂 的轴承。 —润滑脂等作润滑剂的轴承。
半固体润滑轴承
固体润滑轴承
—以固体，如二硫化钼、石墨、酞青染料 、聚四氟乙烯等作润滑利的轴承。
5.径向空间比较小的场合;
6.特殊的支承场合，如曲轴;
7.特殊的使用场合，如水下、有腐蚀的 介质。
1.2
摩擦状态
1. 干摩擦 固体表面直接接触，因而 →功耗↑ 磨损↑ 温度↑ →烧毁轴瓦 不允许出现干摩擦！ 2. 边界摩擦 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 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
轴承座 剖分式向心滑动轴承
二、 推力（止推）滑动轴承 作用：用来承受轴向载荷
组成：推力滑动轴承由3部分组成，即推力轴颈、推力轴瓦 和轴承座。在混合摩擦滑动轴承中有时轴瓦和轴承座制成一 体。
•止推滑动轴承结构如图所示，可分为三种 形式： （a）实心止推滑动轴承，轴颈端面的中部 压强比边缘的大，润滑油不易进人，润滑 条件差。 （b）空心止推滑动轴承，轴颈端面的中 空部分能存油，压强也比较均匀，承载能 力不大。 （c）多环止推滑动轴承，压强较均匀， 能承受较大载荷。但各环承载不等，环数 不能太多。
45˚
轴瓦及轴承衬材料
材料要求： 1）摩擦系数小； 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。
轴承衬
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。
零件的设计要求：缩短磨合期，延长稳定磨损期， 推迟剧烈磨损期。
四、润滑剂及其选择 常用润滑剂： 润滑油 — 液体，用途最广泛； 润滑脂 — 半固体，一般用于中低速； 固体润滑剂 — 主要用作油、脂的添加剂，也可单独使 用。 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。
1.9滑动轴承的润滑
一、润滑方法 间歇供油: (1 )油润滑
油沟的形式
1.5.3.轴承 衬
为节约贵重 的减摩材料和便 于修理, 常制成 双金属轴瓦, 即 以钢、铸铁或青 铜
金属轴瓦一般是铸造的，在瓦背上浇铸轴承衬时,为了使轴承 衬贴附牢固, 应在瓦背上预制燕尾形或螺纹形沟槽。
做瓦背,再在瓦背上浇铸一薄层减摩 材料(轴承衬)以提高轴瓦的工作性能 。厚度从零点几个毫米到6毫米。
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