轴承支承轴及轴上零件，保证轴的旋转精度。根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点。而谈动轴承是标准零件，成批量生产成本低，安装方便，广泛应用。对于初学者来讲，谈动轴承的类型选择；寿命计算；组合设计是比较难掌握。因此，滚动轴承的寿命计算和组合设计是本章讨论的重点。 §11-1 滑动轴承概述 一、滑动轴承的类型 滑动轴承按其承受载荷的方向分为： （1）径向滑动轴承，它主要承受径向载荷。 （2）止推滑动轴承，它只承受轴向载荷。 滑动轴承按摩擦（润滑）状态可分为液体摩擦（润滑）轴承和非液体摩擦（润滑）轴承。 （1）液体摩擦轴承（完全液体润滑轴承）液体摩擦轴承的原理是在轴颈与轴瓦的 摩擦面间有充足的润滑油，润滑油的厚度较大，将轴颈和轴瓦表面完全隔开。因而摩擦系数很小，一般摩擦系数=0.001-0.008。由于始终能保持稳定的液体润滑状态。这种轴承适用于高速、高精度和重载等场合。 （2）非液体摩擦轴承（不完全液体润滑轴承） 非液体摩擦轴承依靠吸附于轴和轴承孔表面的极薄油膜，单不能完全将两摩擦表面隔开, 有一部分表面直接接触。因而摩擦系数大，=0.05?0.5。如果润滑油完全流失，将会出现干摩擦。剧烈摩擦、磨损，甚至发生胶合破坏。 二、潸动轴承的特点 优点：（1）承载能力高；（2）工作平稳可靠、噪声低；（3）径向尺寸小；（4）精度高；（5）流体涧滑时，摩擦、磨损较小；（6）油膜有一定的吸振能力 缺点：（1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。（2）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦；（3）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。 §11-2 滑动轴承的结构和材料 一、径向滑动轴承 1.整体式滑动轴承 整体式滑动轴承结构如图所示，由轴承座1和轴承衬套2组成，轴承座上部有油孔，整体衬套有油沟，分别用以加油和引油，进行润滑。这种轴承结构简单，价格低廉，但轴的装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整。使用于轻载低速或间歇工作的场合。 2.对开式滑动轴承
滑动轴承失效分析（有基础知识，也有经验，不 错） 滑动轴承在工作中丧失其规定功能，从而导致故障或不能正常工作的现象称为失效。轴承的失效按其寿命可分为正常失效和早期失效两种。分析工作主要是针对早期失效的轴承，找出其失效的原因，提出改进措施，以提高轴承运转的寿命和可靠性。由此可见，轴承的失效分析是提高轴承可靠性系统工程中的重要环节，是一门跨学科的技术领域，它既有综合性，又有实用性。所谓综合性表现在它涉及面很广，包括产品的结构设计、机械制造工艺、材料的选用与冶金技术，以及摩擦学、腐蚀学、工程力学、断裂力学、金属物理和表面物理等广泛的学科领域和技术门类。失效分析技术必须依赖于这些相关学科的发展而向前发展，而这些相关学科的发展又都与失效分析工作密切相关。 所谓实用性表现在轴承的失效分析工作必须从生产实际出发并紧密地为生产服务。它的积极意义在于：(1)可以分析出轴承失效的主要原因，提出改进措施，不断提高轴承产品的质量。(2)可以判断设计是否合理，纠正某些不尽合理的方面以提高轴承产品的可靠性。(3)可以发现轴承零件在冷、热加工中存在的问题。纠正不合理的加工工艺。(4)可以判断材料选择的合理性及原材料质量存在的间题。所以说轴承的失效分析工作是与轴承产品质量及其生产发展密切相关的重要工作。 本文的探讨将以滚动轴承的失效为主。 一、轴承失效的表现形式 轴承失效一般可分为止转失效和丧精失效两种。止转失效就是轴承因失去工作能力而终止转动。例如卡死、断裂等。丧精失效就是因几何尺寸变化了配合间隙，失去了原设计要求的回转精度，虽尚能继续转动，但属非正常运转。例如磨损、腐蚀等。轴承失效的影响因素很复杂，而且各类轴承的工作条件和失效因素的差异，产生的失效形式和形貌特征亦各不相同。按其损伤机理大致可分为：接触疲劳失效、摩擦磨损失效、断裂失效、变形失效、腐蚀失效和游隙变化失效等几种基本形式。 1.接触疲劳失效 接触疲劳失效是各类轴承表面最常见的失效形式之一，是轴承表面受到交变应力的作用而产生的失效。接触疲劳剥落在轴承表面也有疲劳裂纹的萌生、扩展和断裂的过程。初始的接触疲劳裂纹首先从接触表面以下最大正交切应力处产生，然后扩展到表面形成剥落，如麻点状的称为点蚀或麻点剥落，剥落成小片状的称浅层剥落。初始裂纹在硬化层与
滑动轴承 1 概述 1.1滑动轴承的分类 滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为：1）径向滑动轴承，主要承受径向载荷；2）推力滑动轴承，承受轴向载荷。 按照滑动表面间润滑状态的不同可分为：1）液体润滑轴承；2）不完全液体润滑轴承；3）自润滑轴承。 按照液体润滑承载机理不同，液体润滑轴承又分为1）液体动压润滑轴承；2）液体静压润滑轴承。 1.2滑动轴承的特点及应用 与滚动轴承相比，滑动轴承有如下特点：1）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；3）滑动轴承能做成剖分式的，能满足特殊结构需要；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收振动、缓和冲击；5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承小；6）启动摩擦阻力较大；7）非液体摩擦滑动轴承具有结构简单、使用方便等优点。 2 滑动轴承的主要结构形式 2.1径向滑动轴承 2.1.1整体式径向滑动轴承 组成：轴承座（常为铸铁）、轴瓦（开油孔，内表面开油沟以送油）。 优点：结构简单。 缺点：1）磨损后，间隙无法调整；2）轴颈只能从一端装入，对中间轴颈的轴无法安装。 2.1.2剖分式径向滑动轴承 它是由轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和联接螺栓等所组成。轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。为了安装时容易对心，在轴承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的梯口。轴承盖应当适度压紧轴瓦，使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。
当载荷垂直向下或略有偏斜时，轴承的中分面常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，则轴承的中分面也斜着布置（通常倾斜45°，使中分平面垂直于或接近垂直于载荷）。 2.2推力滑动轴承 轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。止推面可以利用轴的端面，也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。后面将论述两平行平面之间是不能形成动压油膜的，因此须沿轴承止推面按若干块扇形面积开出楔形。 实心式空心式 单环式多环式
滑动轴承的失效形式 1、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。 2、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。 3、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。 4、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。 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，材料腐蚀易形成点状剥落。 6、气蚀---气流冲蚀零件表面引起的机械磨损； 7、流体侵蚀---流体冲蚀零件表面引起的机械磨损； 8、电侵蚀---电化学或电离作用引起的机械磨损； 9、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。 轴瓦磨损
安装不正确引起的损坏 在安装时,如果轴瓦安装不正确,引起扭曲或局部接触,在工作时就很容易使轴瓦局部损坏。 磨 粒 磨 损 进入轴承间隙间的硬颗粒（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。在起动、停车或轴颈发生边缘接触时，它们都加剧轴承磨损，疲劳点蚀
导致几何形状改变、精度丧失，轴间隙加大，使轴承性能在预期寿命前急剧恶化 非金属外部颗粒磨损结果(200:1) 金属外部颗粒磨损结果(100:1) 咬粘（胶合） 当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，在润滑油供应不足条件下，轴颈和轴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。 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，当裂纹向轴承衬与衬背结合面扩展后，造成轴承衬材料的剥落。它与轴承衬和衬背因结合不良或结合力不足造成轴承衬的剥离有些相似，但疲劳剥落周边不规则，结合不良造成的剥离则周边比较光滑。 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。氧对锡基巴氏合金的腐蚀，会使轴承表面形成一层由SnO2和SnO混合组成的黑色硬质覆盖层，它能擦伤轴颈表面，并使轴承间隙变小。此外，硫对含银或含铜的轴承材料的腐蚀，润滑油中水分对铜铅合金的腐蚀，都应予以注意。
滚动轴承的主要失效形式和解决方案 焊接13-2班王立洲1308030225 （材料科学与工程学院阜新123000） 【摘要】轴承是机械设备上的常用零部件,也是比较容易损坏的零件之一。按照轴承工作的摩擦性质进行分类,轴承可以分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)。而滚动轴承是最常见的一类轴承,本文主要针对滚动轴承的失效形式进行了分析并提出解决方案 【关键词】轴承内圈；游隙；保持架；摩擦表面；轴承失效；接触表面； 一、轴承失效的基本形式 轴承失效一般可分为止动失效和精度丧失两种。止动失效是轴承因失去工作能力而终止转动。如卡死、断裂等；精度丧失是指轴承因尺寸变化，失去了原设计要求的精度，虽尚能继续转动，但属非正常运转，例如磨损、腐蚀等。轴承失效的影响因素很复杂，而且因各类轴承的工作条件和结构的差异，产生的失效形式和形貌特征各不相同。按其损伤机理可分为：接触疲劳失效、摩擦磨损失效、断裂失效、变形失效、腐蚀失效和游隙变化失效等几种基本模式[1]。 1.接触疲劳失效 轴承疲劳指由滚动体与滚道接触处产生的重复应力引起的组织变化。疲劳明显地表现为金属材料以不同的尺寸和形态从滚道或滚动体表面剥落。按照GB/T24611标准，疲劳又分为次表面起源型疲劳和表面起源型疲劳。 1.1次表面起源型疲劳 次表面起源型疲劳是指在滚动接触载荷作用下，某一深度(即次表面)开始出现显微裂纹。对于润滑充分和制造良好的轴承，剥落首先始于表面下的裂纹，并向滚动接触表面扩展，进而产生小片状剥落、片状剥落(麻点)，然后剥离。大多数学者认为，显微裂纹的出现常常是由轴承钢中的夹杂物引起，Lundberg等人假设，最大正交剪切应力导致了裂纹的产生，而这一剪切应力位于表面下某一深度处。甚至还进一步假设，疲劳裂纹形成于材料表面下的缺陷点，这些缺陷点包括微观夹物和晶格位错。微观夹杂物比较容易理解，而晶格缺陷则是指对于质量合格的产品，由于接触应力导致组织变化，从而产生微裂纹(形核)，最终由微裂纹扩展、连通并造成疲劳剥落，不过，这一过程需要的时间很长，即疲劳寿命很长［2］。 1.2表面起源型疲劳 表面起源型疲劳是由表面损伤导致的一种失效形式。表面损伤是在润滑状态恶劣且出现一定程度的滑动时，对滚动接触金属表面微凸体的损伤，这将引起微凸体显微裂纹、显微片状剥落以及显微片状剥落区;另外由于污染物颗粒、储运在滚道面上形成的压痕或塑性变形压痕也可导致表面起源型疲劳[3]。 表面起源型疲劳的典型特征是疲劳裂纹起源于零件表面并向内部扩展。对于用普通钢材生产的民用轴承，疲劳模式失效所占比例较高;但对于特种轴承，由于钢材冶炼及加工质量均较好，且大多设计安全系数较高，故疲劳模式失效的比例相对较低，大多是表面起源型疲劳。金属的早期疲劳一般起源于金属材料的冶金陷，以及表面加工缺陷、孔边、沟槽、缺口等应力集中部位。疲劳的显微特征分为疲劳源区和疲劳裂纹扩展区。疲劳源区的主要特征是可以找到由夹杂物或第二相质点引起的疲劳裂纹萌生，或呈放射状特征的疲劳源［4］。由于轴承具有较高的硬度和转速，故因裂纹形成的疲劳条纹(或辉纹)极少见到。 2.磨损失效 磨损失效系指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏，并最终导致轴承尺寸精度丧失及其它相关问题。磨损可
第十三章滚动轴承 1滚动轴承相对于滑动轴承的特点有：1）起动阻力小；2）承受冲击载荷能力差；3）寿命较短；4）噪声较大；5）润滑方便；6）维护简便；7）节省有色金属；8）径向尺寸大；上述有多少条是滚动轴承的优点？ （A）1条；（B）2条；（C）3条；（D）4条。 2滚动轴承的基本元件是：1）内圈；2）外圈；3）滚动体；4）保持架。不可缺少的元件是哪个？ （A）1）；（B）2）；（C）3）；（D）4）。 3图示滚动轴承中，有多少种只能承受径向载荷？ （A）1种； （B）2种； （C）3种； （D）4种。 4题3图中，有多少中轴承只能承受轴向载荷？（）（A）1种；（B）2种；（C）3种；（D）4种。 5下列轴承中，哪一类不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷？（）（A）深沟球轴承；（B）角接触球轴承； （C）调心球轴承；（D）圆锥滚子轴承。 6在尺寸相同的情况下，下列哪一类轴承能承受的轴向载荷最大？（）（A）深沟球轴承；（B）调心球轴承； （C）角接触球轴承；（D）圆锥滚子轴承。 7下列轴承中，当尺寸相同时，哪一类轴承的极限转速最高？（）（A）深沟球轴承；（B）滚针轴承； （C）圆锥滚子轴承；（D）推力球轴承。 8角接触球轴承承受轴向载荷的能力，主要取决于哪一个因素？（）（A）轴承宽度；（B）滚动体数目； （C）轴承精度；（D）接触角大小。 9具有调心作用的轴承代号为哪两个？（）（A）1000型；（B）3000型； （C）6000型；（D）7000型。 10下列轴承中，精度最高的是哪一个？（）（A）6205/P2；（B）6310/P4；（C）6208/P5；（D）6418。 11 6312轴承内圈的内径是多少？（） （Ａ）12mm；（B）60mm；（C）120mm；（D）312mm。
问答题 1.问：滑动轴承的主要失效形式有哪些？ 答：磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等。 2.问：什么是轴承材料？ 答：轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。 3.问：针对滑动轴承的主要失效形式，轴承材料的性能应着重满足哪些要求？ 答：良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性，良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性，足够的强度和抗腐蚀能力，良好的导热性、工艺性、经济性等。 4.问：常用的轴承材料有哪几类？ 答：常用的轴承材料可分为三大类：1）金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等；2）多孔质金属材料；3）非金属材料，如工程塑料、碳-石墨等。 5.问：滑动轴承设计包括哪些主要内容？ 答：1）决定轴承的结构型式；2）选择轴瓦和轴承衬的材料；3）决定轴承结构参数；4）选择润滑剂和润滑方法；5）计算轴承工作能力。 6.问：一般轴承的宽径比在什么范围内？ 答：一般轴承的宽径比B/d在0.3～1.5范围内。 7.问：滑动轴承上开设油沟应注意哪些问题？ 答：油沟用来输送和分布润滑油。油沟的形状和位置影响轴承中油膜压力分布情况。油沟不应开在油膜承载区内，否则会降低油膜的承载能力。轴向油沟应比轴承宽度稍短，以免油从油沟端部大量流失。 8.问：选择动压润滑轴承用润滑油的粘度时，应考虑哪些因素？ 答：应考虑轴承压力、滑动速度、摩擦表面状况、润滑方式等条件。可以通过计算和参考同类轴承的使用经验初步确定。 9.问：在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制p值的主要目的是什么？ 答：主要目的是为了不产生过度磨损。 10.问：在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是什么？ 答：限制轴承的温升。 11.问：液体动压油膜形成的必要条件是什么？ 答：润滑油有一定的粘度，粘度越大，承载能力也越大；有足够充分的供油量；有相当的相对滑动速度，在一定范围内，油膜承载力与滑动速度成正比关系；相对滑动面之间必须形成收敛性间隙（通称油楔）。
轴承 轴承支承轴及轴上零件，保证轴的旋转精度。根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点。而滚动轴承是标准零件，成批量生产成本低，安装方便，广泛应用。对于初学者来讲，滚动轴承的类型选择；寿命计算；组合设计是比较难掌握。因此，滚动轴承的寿命计算和组合设计是本章讨论的重点。 §11—1 滑动轴承概述 一、滑动轴承的类型 滑动轴承按其承受载荷的方向分为： （1）径向滑动轴承，它主要承受径向载荷。 （2）止推滑动轴承，它只承受轴向载荷。 滑动轴承按摩擦（润滑）状态可分为液体摩擦（润滑）轴承和非液体摩擦（润滑）轴承。 （1）液体摩擦轴承（完全液体润滑轴承）液体摩擦轴承的原理是在轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油，润滑油的厚度较大，将轴颈和轴瓦表面完全隔开。因而摩擦系数很小，一般摩擦系数=～。由于始终能保持稳定的液体润滑状态。这种轴承适用于高速、高精度和重载等场合。 （2）非液体摩擦轴承（不完全液体润滑轴承） 非液体摩擦轴承依靠吸附于轴和轴承孔表面的极薄油膜，单不能完全将两摩擦表面隔开，有一部分表面直接接触。因而摩擦系数大，=～。如果润滑油完全流失，将会出现干摩擦。剧烈摩擦、磨损，甚至发生胶合破坏。 二、滑动轴承的特点 优点：（1）承载能力高；（2）工作平稳可靠、噪声低；（3）径向尺寸小；（4）精度高；（5）流体润滑时，摩擦、磨损较小；（6）油膜有一定的吸振能力
缺点：（1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。（2）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦；（3）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。 §11—2 滑动轴承的结构和材料 一、径向滑动轴承 1．整体式滑动轴承 整体式滑动轴承结构如图所示，由轴承座1和轴承衬套2组成，轴承座上部有油孔，整体衬套内有油沟，分别用以加油和引油，进行润滑。这种轴承结构简单，价格低廉，但轴的装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整。使用于轻载低速或间歇工作的场合。 2．对开式滑动轴承 对开式滑动轴承结构如图所示，由轴承座、轴承盖、对开式轴瓦、双头螺柱和垫片组成。轴承座和轴承盖接合面作成阶梯形，为了定位对中。此处放有垫片，以便磨损后调整轴承的径向间隙。故装拆方便，广泛应用。 3．自动调心轴承 结构如图所示，其轴瓦外表面作成球面形状，与轴承支座孔的球状内表面相接触，能自动适应轴在弯曲时产生的偏斜，可以减少局部磨损。适用于轴承支座间跨距较大或轴颈较长的场合。 二、止推滑动轴承 止推滑动轴承结构如图所示，可分为三种形式： 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。 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。 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。 三、轴承材料 滑动轴承的主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏等 1. 所以对轴承材料的要求： 主要就是考虑轴承的这些失效形式，对轴承材料的要求如下， (1)足够的抗拉强度、疲劳强度和冲击能力；