【正文】 第 12章 滑動軸承 167。 121 概述 167。 122 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式 167。 123 滑動軸承的失效形式及常用材料 167。 125 滑動軸承潤滑劑的選用 167。 124 軸瓦結(jié)構(gòu) 167。 126 不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 167。 128 其它 形式滑動軸承簡介 167。 127 液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 滑動軸承的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)及軸瓦的材料和選用原則。 主要內(nèi)容 非液體摩擦和液體摩擦徑向滑動軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法。 液體摩擦動壓潤滑單油楔徑向滑動軸承的參數(shù)對軸承承載能力的影響。 軸瓦材料及其應(yīng)用。 軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及設(shè)計(jì)方法。 液體動壓潤滑的基本方程式。 液體摩擦動壓徑向滑動軸承的設(shè)計(jì)及主要參數(shù)選擇。 重點(diǎn)、難點(diǎn) 滑動軸承 滾動軸承 1）支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度； 2）減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損 分類： 滾動軸承 軸承的功用： 滑動軸承 應(yīng)用實(shí)例：汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電機(jī)、水泥攪拌機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械常采用滑動軸承。 優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣 用于高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場合。 由于滑動軸承的 摩擦損耗 一般較大，維護(hù) 也比較復(fù)雜，故很多場合常為滾動軸承取代。 只是由于滑動軸承本身一些獨(dú)特的特點(diǎn)，使 得在某些特殊場合仍占重要地位。目前，滑 動軸承主要應(yīng)用于以下幾種情況： 滑動軸承的應(yīng)用 概述 1）工作轉(zhuǎn)速高的軸承：因轉(zhuǎn)速高，用滾動軸承， Lh將大大降低。 2）特重型軸承；采用滾動軸承，造價太高（需單件生產(chǎn)）。 3）要求對軸的支承位置特別精確的軸承；因滑動軸承比滾動軸承影響精度的零件數(shù)要少，故可制造得更精確。 4）承受巨大沖擊和振動載荷的軸承； 5）據(jù)裝配要求須做成剖分的軸承； 如曲軸軸承； 設(shè)計(jì)滑動軸承時應(yīng)解決的問題： 1）確定軸承的結(jié)構(gòu)形式； 2）選擇軸瓦和軸承襯的材料； 3）確定軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)； 4）選擇潤滑劑和潤滑方法； 5）計(jì)算軸承的工作能力及熱平衡計(jì)算。 1. 干摩擦 固體表面直接接觸，因而 不用許出現(xiàn)干摩擦！ 2. 邊界摩擦 167。 121概述 摩擦狀態(tài) →功耗 ↑ 磨損 ↑ 溫度 ↑ →燒毀軸瓦 運(yùn)動副表面有一層厚度 1 μm的薄油膜，不足以將兩金屬表面分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削。 比干摩擦的磨損輕， f ≈ ~ v 有一層壓力油膜將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸。 3. 液體摩擦 摩擦和磨損極輕， f ≈ ~ v v f ηn/p o 在一般機(jī)器中，摩擦表面多為邊界摩擦和液體摩擦的混合狀態(tài)，稱為 混合摩擦（或稱為非 (半 )液體摩擦）。 邊界摩擦 混合摩擦 液體摩擦 摩擦特性曲線 稱無量綱參數(shù) ηn/p為軸承特性數(shù)。 η動力粘度， p壓強(qiáng) ， n每秒轉(zhuǎn)數(shù) 滑動軸承的分類 ? ? ? ? ? 1 按承受載荷的方向分： （ 1） 徑向軸承 （支反力垂直于軸中心線）又叫向心軸承 （ 2） 推力軸承 （承受軸向載荷）又叫止推軸承 （ 3）徑向－推力軸承（同時受徑向和軸向載荷） 又叫 向心止推軸承 而徑向軸承有兩種基本的型式： （ 1）整體式滑動軸承（又叫軸套） （ 2）剖分式滑動軸承（又叫軸瓦） ? 2 按 潤滑狀態(tài) 分 液體潤滑滑動軸承 不完全液體潤滑滑動軸承 滑動軸承的分類 液體動壓滑動軸承 液體靜壓滑動軸承 薄壁軸瓦 厚壁軸瓦 整體軸套 卷制軸套 徑向軸承 167。 15—2 滑動軸承 的結(jié)構(gòu)形式 一、向心滑動軸承 軸承座 (座體、蓋、螺栓或螺柱 ) 、軸套 (或軸瓦 ) 組成： 整體式徑向滑動軸承 對開（剖分）式徑向滑動軸承 調(diào)心滑動軸承 。 一、 向心滑動軸承 組成：軸承座、軸套或軸瓦、聯(lián)接螺栓等。 167。 122 滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式 整體式向心滑動軸承 （軸套） 油杯孔 軸套 軸承座 整體式滑動軸承 (a) 無油溝軸套 。 (b) 有油溝軸套 整體式滑動軸承 (a) 無油溝軸套 。 (b) 有油溝軸套 剖分式滑動軸承 ,由軸承座、軸承蓋、對開軸瓦、螺栓等組成。軸瓦和軸承座均為剖分式結(jié)構(gòu) , 在軸承蓋與軸承座的剖分面上制有階梯形定位口 , 便于安裝時定心。 剖分式向心滑動軸承 一、 向心滑動軸承 注： 剖分面的垂線與徑向力的夾角不得大于 35176。 ，否則，采用 45176。 傾斜剖分式 。 通過增減剖分面上的調(diào)整墊片的厚度來調(diào)整軸承間隙。 應(yīng)用比較廣泛。 剖分式軸瓦 軸瓦的定位 為防止軸瓦做軸向和周向移動，常將軸瓦兩端做出凸緣作軸向定位，也可用緊定螺釘或銷釘將其固定在軸承座上。 作用：用來承受軸向載荷 二、 推力滑動軸承 結(jié)構(gòu)形式： 2 1 F 1 F 2 F 2 1 F 2 1 空心式 軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件比 實(shí)心式 要好。 單環(huán)式 利用軸頸的環(huán)形端面止推，結(jié)構(gòu)簡單，潤滑 方便，廣泛用于低速、輕載的場合。 多環(huán)式 不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受 雙向軸向載荷。 各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低 50%。 實(shí)心式： 空心式： 實(shí)心式： 邊緣 v大，磨損快，中間 p↑↑ ，壓力分布不均 。 空心式： 壓力分布均勻性 ↑ 。 止推滑動軸承 推力軸承 實(shí)心式 空心式 單環(huán)式 多環(huán)式 中間比壓大 對于尺寸較大的平面推力軸承，為了改善軸承的性能，便于形成液體摩擦狀態(tài)?？稍O(shè)計(jì)成 多油楔形狀結(jié)構(gòu) 多油楔推力軸承 止推片 止推片 ? 寬徑比（ B/d）： 軸承寬度與直徑（軸承孔直徑）之比。 ? 它是徑向滑動軸承的一個重要參數(shù)。當(dāng)B/d，由于軸的彎曲變形和安裝誤差，將導(dǎo)致軸承兩端邊緣接觸而使得載荷集中更為嚴(yán)重，從而造成軸承溫升過高和加快局部磨損。這時可采用自動調(diào)心滑動軸承 自動調(diào)心軸承 B d 2 根據(jù)潤滑膜的形成原理不同分為： 動壓滑動軸承 靜壓滑動軸承 第 12章 滑動軸承 167。 121 概述 167。 122 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式 167。 123 滑動軸承的失效形式及常用材料 167。 125 滑動軸承潤滑劑的選用 167。 124 軸瓦結(jié)構(gòu) 167。 126 不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 167。 128 其它 形式滑動軸承簡介 167。 127 液體動力潤滑徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 167。 3. 滑動軸承的失效形式及常用材料 （一）滑動軸承的失效形式 磨粒磨損 進(jìn)入軸承間隙間的硬顆粒（如灰塵、砂粒等）嵌入軸承表面， 它們對軸頸和軸承表面起研磨作用。導(dǎo)致幾何形狀改變、精度喪 失，軸間隙加大，使軸承性能在預(yù)期壽命前急劇惡化。 非金屬外部顆粒磨損結(jié)果 (200:1) 金屬外部顆粒磨損結(jié)果 (100:1) 在安裝時 ,如果軸瓦安裝不正確 ,引起扭曲或局部接觸 ,在工 作時就很容易使軸瓦局部損壞。 安裝不正確引起的損壞 咬粘（膠合） 當(dāng)軸承溫升過高，載荷過大， 油膜破裂時，在潤滑油供應(yīng)不足條 件下，軸頸和軸的相對運(yùn)動表面材 料發(fā)生粘附和遷移，從而造成軸承 損壞。 疲勞剝落 在載荷反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動方向垂直的疲勞裂 紋，當(dāng)裂紋向軸承襯與襯背結(jié)合面擴(kuò)展后，造成軸承襯材料的剝 落。 腐 蝕 潤滑劑在使用中不斷氧化生成酸性物質(zhì)對軸承材料有腐蝕性， 特別是對鑄造銅鉛合金中的鉛，易受腐蝕而形成點(diǎn)狀的脫落。 受腐蝕而形成點(diǎn)狀的脫落 由于工作條件不同，滑動軸承還可能出現(xiàn)氣蝕、流體侵蝕、 電侵蝕和微動磨損等損傷。 氣蝕 電侵蝕 微動磨損 發(fā)生在名義上相對靜止，實(shí)際上存在循環(huán) 的微幅相對運(yùn)動的兩個緊密接觸的表面上。 其它失效形式 : 氣蝕 氣流沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損； 流體侵蝕 流體沖蝕零件表面引起的機(jī)械磨損； 電侵蝕 電化學(xué)或電離作用引起的機(jī)械磨損； 軸瓦失效實(shí)例 : 潘存云教授研制 疲勞點(diǎn)蝕 潘存云教授研制 表面劃傷 潘存云教授研制 軸瓦磨損 二、軸承材料 對材料性能要求 良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性。 良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性。 足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕的能力。 良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。 常用軸承材料 軸承合金、銅合金、鑄鐵、鋁基合金。 多孔鐵、多孔質(zhì)青銅。 酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯。 軸承合金 類 型 錫基軸承合金 鉛基軸承合金 特 點(diǎn) 嵌入性和摩擦順應(yīng)性最好 ，易于軸頸磨合，但強(qiáng)度低，價格較貴。 應(yīng) 用 重載、中高速場合。 金屬材料 多孔質(zhì)金屬材料 非金屬材料 材料要求： 軸瓦及軸承襯材料 1）摩擦系數(shù)?。? 2）導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)??； 3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強(qiáng)； 4）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。 軸承襯 一、軸承合金（白合金、巴氏合金） 1）錫銻軸承合金 優(yōu)點(diǎn)： f 小，抗膠合性能好、對油的吸附性強(qiáng)、耐腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承。 2）青銅 缺點(diǎn) ：價格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差； 只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上。 工作溫度： t120℃ 由于巴式合金熔點(diǎn)低 優(yōu)點(diǎn)： 青銅強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性 都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá) 250 ℃ 。 缺點(diǎn)： 可塑性差、不易跑合、與之相配的軸徑必須淬硬。 青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上。 鋁青銅 鉛青銅 錫青銅 →中速重載 →中速中載 →低速重載 3）具有特殊性能的軸承材料 含油軸承 ： 用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲潤滑油。可用于加油不方便的場合。 橡膠軸承： 具有較大的彈性，能減輕振動使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場合。 塑料軸承 ：具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液等潤滑的優(yōu)點(diǎn)。 運(yùn)轉(zhuǎn)時軸瓦溫度升高，由于油的膨脹系數(shù)比金屬大， 油自動進(jìn)入摩擦表面起到潤滑作用。含油軸承加一次油，可使用較長時間。 鑄鐵： 用于不重要、低速輕載軸承。 缺點(diǎn)： 導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此 缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用。 表 121 常用軸瓦及軸承襯材料的性能 材料及其代號 鑄錫銻軸承合金 ZSnSb11Cu6 鑄鉛銻軸承合金 ZPbSb16Sn16Cu2 鑄錫青銅 ZCuSn10P1 鑄錫青銅 ZCuSn5Pb5Zn5 鑄鋁青銅 ZCuAl10Fe3 [p] Mpa [pv] 平穩(wěn) 沖擊 25 20 20 15 HBS 金屬型 砂型 最高工作溫度 ℃ 軸徑硬度 150HBS 150HBS 45HBC 45HBC 45HBC 150 150 280 280 280 27 30 90 80 65 60 110 100 15 15 8 15 10 15 15 12 第 12章 滑動軸承 167。 121 概述 167。 122 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式 167。 12