1、第九章 滑动轴承具体内容 滑动轴承的特点、分类及应用；滑动轴承的结构型式、轴瓦的结构及轴承材料；滑动轴承的润滑；滑动轴承的失效形式和设计准则；非流体润滑状态滑动轴承的设计；流体润滑状态滑动轴承的设计简介。重点 非流体润滑状态滑动轴承的设计。难点 流体润滑状态滑动轴承的设计。第一节 滑动轴承的特点、分类及应用滑动轴承是支承轴的部件。它主要由轴承座和轴瓦两部分组成。轴颈与轴瓦在工作中做相对运动。一、滑动轴承的特点1、滑动轴承的主要优点面接触，承载能力大；轴承工作面上的油膜具有减振、缓冲和降低噪声的作用；处于液体摩擦状态下，摩擦系数小、磨损轻微、寿命长；影响精度的零件数少，可达到很高的回转精度；对重
2、型轴承可单件生产，成本较低；可做成剖分式，便于安装；径向尺寸小，适合轴密集排列或轴上回转零件径向尺寸小的场合；能在水中、腐蚀介质中、或无润滑介质条件中工作。2、滑动轴承的主要缺点和滚动轴承相比，滑动轴承启动不够灵活；互换性差；对润滑要求高；维修不够方便。二、滑动轴承的分类按承受载荷方向不同，分为径向滑动轴承（承受径向力）和止推滑动轴承（承受轴向力） 。根据滑动表面间润滑状态不同，分为液体润滑轴承（摩擦表面（轴颈和轴瓦表面）完全被润滑油隔开） 、非液体润滑轴承（摩擦表面不能完全被润滑油隔开） 。根据轴瓦结构不同，分为整体式滑动轴承（轴瓦为一完整的柱状孔） 、剖分式滑动轴承（轴瓦为两块）三、滑动轴
3、承的应用在轧钢机、汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机中，在雷达、天文望远镜及各类仪表中广泛应用。第二节 滑动轴承的结构型式、轴瓦的结构及轴承材料一、滑动轴承的结构型式1、径向滑动轴承的结构型式（1）整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承由轴承座和整体式轴瓦组成，见图 9.1 所示。1轴承座；2整体轴瓦；3油孔；4螺纹孔图 9.1 整体式径向滑动轴承螺纹孔 4 是用来安装润滑油杯的。轴瓦上开有油孔，其内表面设有油槽。这种轴承结构简单，制造方便，成本低。缺点是轴瓦磨损后，轴颈与轴瓦间过大的间隙无法调整；只能从轴颈端部装拆，对于重量大的轴或具有中间轴颈的轴，装拆困难，甚至无法装拆。整体式径向滑动轴
4、承多用于低速、轻载、间歇工作的不重要的场合。整体式径向滑动轴承已标准化，其标准见 JB/T25601991（2）剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、双头螺栓或螺柱组成，见图 9.2 所示。1轴承座；2轴承盖；3双头螺柱；4螺纹孔；5油孔；6油槽；7剖分式轴瓦图 9.2 剖分式径向滑动轴承轴承座与轴承盖剖分面做成阶梯形，利于对中和防止横向错位。轴承剖分面应尽可能与载荷方向垂直，故有些轴承的剖分面做成与水平方向呈 45角的型式，如图 9.3 所示。图 9.3 斜开剖分式径向滑动轴承2、止推滑动轴承的结构型式轴上的轴向推力应采用止推轴承来承受。止推面可利用轴的端面（图9
5、.4（a） ）也可以在轴的中段做出凸肩（图 9.4（b） ）或装上推力圆盘（图 9.4（c ） ）。止推面为楔形面，不是一平面。图 9.4（a）所示为固定式止推滑动轴承，它由轴承座、衬套、径向轴瓦和止推轴瓦组成。图 9.4（b）所示为可倾式止推滑动轴承，它是将止推轴瓦制成多个可绕一支点摆动的可倾瓦块，其倾斜角能随载荷、转速的改变而自行调整。（a） （b） （c）1轴承座；2衬套；3径向轴瓦；4止推轴瓦；5销钉图 9.4 止推滑动轴承二、轴瓦的结构1、轴瓦的结构型式轴瓦是轴承中直接支撑轴颈的部件，是轴承中的重要零件。它的结构是否合理对轴承工作性能影响很大。常用的轴瓦有整体式和剖分式两种，见图 9
6、.5 所示。整体式轴瓦又称为轴套，剖分式轴瓦由上、下两半组成。（a）整体式轴瓦 （b）剖分式轴瓦图 9.5 轴瓦的结构对于重要的轴承，为提高轴承承载能力并节约贵重金属，轴瓦用轴承衬的结构，衬厚一般为 0.56mm。为使轴承衬与轴瓦牢固结合，在结合处可制成沟槽（见图 9.6） 、螺纹等连接型式。图 9.6 浇铸的轴瓦结构为了将润滑油导入整个摩擦面，在轴瓦须开设油孔、油槽。常见油槽形式见图 9.7 所示。油孔、油槽开设时应遵循的原则：要开在非载荷区，以保证承载区油膜的连续性；油槽要足够长，以保证润滑和散热效果，但不能开通到端部，以免漏油。图 9.7 油槽的形式2、轴瓦的定位轴瓦和轴承座不允许有相对
7、移动。为防止轴瓦沿轴向移动和周向转动，将其两端做出凸肩来轴向定位（如图 9.5 所示） ，也可用紧定螺钉（如图 9.8 所示（a）和销钉（如图 9.8（ b）所示）将其固定在轴承座上。（a）紧定螺钉固定 （b）销钉固定图 9.8 轴瓦的固定三、滑动轴承的材料轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。1、轴承材料的基本要求由于滑动轴承在工作中要承受载荷、冲击和摩擦，所以轴承所用材料必须满足下列要求：要有足够的强度和塑性；有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性能；良好的摩擦顺应性和可嵌入性；有良好的导热性；良好的加工工艺性能和经济性2、轴承常用材料（1）轴承合金 轴承合金，又称巴氏合金，有锡锑合金和铅锑合金两大
8、类。锡锑合金塑性好，导热性好，摩擦顺应性和可嵌入性良好，减摩性、耐磨性和抗胶合性能非常良好，适用于高速、重载场合，但机械强度低、价格较贵，常用作轴承衬。铅锑合金各方面性能与锡锑合金相近，但较脆，不宜承受较大的冲击载荷，故它一般用于中速、中载的轴承衬。（2）铜合金 轴承用铜合金有锡青铜、铅青铜、铝青铜和黄铜。青铜具有较高的强度、较好的减摩性、耐磨性、导热性能好，价格比轴承合金便宜，是最常用的轴承材料。（3）铝基合金 铝基合金是新发展起来的轴承材料，它有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度，摩擦性能也好，应用逐渐广泛。在部分领域取代了轴承合金和青铜。（4）铸铁 铸铁具有一定减摩性、耐磨性，价格低廉，但其
9、他性能远不如轴承合金和青铜，故只能用于轻载、低速和无冲击载荷的场合。（5）粉末冶金材料粉末冶金材料，它主要是由铁、铜、石墨等粉末经压制、烧结而成的。这种材料为多孔结构，使用前在润滑油中浸渍数小时，使空隙中充满润滑油，因而通常把这种材料制成的轴承叫含油轴承。含油轴承在工作时能自动润滑。常用于轻载、低速、润滑困难的场合。（6）非金属材料塑料、橡胶、尼龙等非金属材料也可制成轴承。但只能应用于某些特殊要求（如，无润滑条件）或工作条件恶劣（如，水处理设备）的场合。第三节 滑动轴承的润滑滑动轴承在工作中承受摩擦的作用。为减少滑动轴承的摩擦和磨损，延长其使用寿命，必须对滑动轴承进行润滑。润滑效果的好坏，主要
10、取决于能否合理选择润滑剂和润滑装置及润滑方法。一、润滑剂的选用滑动轴承可选用的润滑剂有四种：气体、液体、半液体和固体。一般情况下，主要选用液体（润滑油）和半液体（润滑脂） 。固体和气体润滑剂只在高速、高温或其他特殊情况下采用。1、润滑油选择润滑油时，应根据轴承平均压强和滑动速度选择所用的润滑油，参见教材上表 113。一般而言，粘度较低的润滑油适用于高转速、轴承压强较小、低温的场合；反之，粘度高的润滑油适用于低转速、轴承压强高（大于 10MPa） 、高温的场合。2、润滑脂润滑脂是由润滑油和各种稠化剂混合稠化而成。在重载、低速、和不宜采用润滑油的场合选用润滑脂，参见表 112。润滑脂选用的一般原则
11、：压强高而转速低时，选用针入度小的品种；反之，选用针入度大的品种。所选用润滑脂的滴点，应高于轴承的工作温度 2030。潮湿及有水淋的环境下，应选用防水性强的钙基、铅基润滑脂。工作温度较高的轴承，应选用钠基、钙基润滑脂。二、润滑装置及润滑方法1、间断式润滑（1）手工加油润滑 就是用油壶或油枪向注油杯注油，或直接用油枪向油孔注油。手工加油润滑常用油杯有压配油杯和旋盖式油杯，如图 9.9 所示。压配油杯内盛装润滑脂。用油枪定期向压配油杯加压注入润滑脂，压配油杯腔内油压增大，润滑脂在压力作用下被注入轴承中。旋盖式油杯内也盛装润滑脂。定期向下旋转杯盖，使空腔体积减小而将润滑脂注入轴承中。（a）压配油杯
12、（b）旋盖式油杯图 9.9 手工加油润滑油杯（2）滴油润滑 油通过润滑装置连续滴入润滑部位。常用润滑装置有针阀式油杯和 A 型弹簧盖油杯，见图 9.10 所示（a）针阀式油杯 （b）A 型弹簧盖油杯1手柄；2调节螺母；3针阀 2扭转弹簧；4毛线或棉纱图 9.10 滴油润滑装置2、连续润滑（1）油环润滑如图 9.11 所示，轴瓦开槽处的轴颈套一油环，油环浸在油池中。轴旋转时，摩擦力带动油环旋转，润滑油随油环带入轴颈表面并由此进入轴承表面。这种方法简单可靠，适用于转速在 1002000r/min 的水平轴承。（2）飞溅润滑飞溅润滑是利用浸在油中的转动体把油飞溅起来，形成细细油滴或油雾，直接飞溅到润
13、滑处，或同时利用集油槽将箱壁上的油汇合并导入润滑部位。形成飞溅的条件是回转件的圆周速度要大于 23m/s。当速度小于 2m/s 时，可利用刮油板把回转件所蘸的油刮下并导入润滑部位。飞溅润滑常用形式如图 9.12 所示。图 9.11 油环润滑 图 9.12 飞溅润滑3、油泵循环给油润滑油泵循环给油润滑是最完善的给油方法，给油量准确、稳定、安全可靠，但设备费用高，常常用于高速精密的重要机器中。第四节 滑动轴承的失效形式和设计准则一、滑动轴承的失效形式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，加剧轴承磨损，
14、导致几何形状改变、精度丧失，轴承间隙加大，使轴承性能在预期寿命前急剧恶化。2、疲劳剥落在载荷反复作用下，轴承表面会出现与相对滑动方向垂直的疲劳裂纹。疲劳裂纹扩展后导致轴承衬材料剥落，轴承的承载能力降低，甚至无法工作而失效。3、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条件下，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生黏附和迁移，从而造成轴承损坏。胶合有时甚至可能导致抱轴事故发生。4、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，易形成点状的脱落。5、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，在轴承上划出线状伤痕，导致轴承丧失了设计要求而失效。二、滑动轴承的设
15、计计算准则1、非液体润滑状态滑动轴承的设计准则多数滑动轴承是在非液体摩擦状态下工作，即使是液体摩擦的滑动轴承，在启动和停车时也仍为非液体摩擦状态。非液体摩擦滑动轴承轴瓦的失效形式主要是磨损和胶合，因此其设计计算准则是：维持边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。但是，影响边界油膜强度的因素很复杂，其规律尚未完全被人们掌握，因此目前采用的计算方法是间接的、条件性的。实践证明，若能限制平均压强 ，就保证润滑油不被过p大的压力挤出，轴承表面不会过度磨损；若能限制压强与轴颈线速度的乘积，就能保证轴承温升不会过高，油膜不会破裂，胶合不会发生。pv2、液体润滑状态滑动轴承的设计准则第五节 非流体润滑状态
16、滑动轴承的设计一、径向滑动轴承的设计计算图 9.13 径向滑动轴承设计计算简图图 9.13 为径向滑动轴承的设计计算简图。径向滑动轴承的设计计算通常主要是根据已知轴承所承受的径向载荷 （N） 、轴颈转速 （r/min ） 、轴径 （mm） ，Fnd验算 （MPa）和 （MPam/s） 。具体设计过程及步骤如下：ppv1、根据工作条件及设计要求，确定轴承的结构形式，并选择合适的材料。2、根据轴承的宽径比 ，确定轴承宽度 （mm） 。宽径比 的取值范dB/BdB/围为 0.51.5。高速重载，宽径比 取小值；低速重载，宽径比 取大值。/3、验算轴承的平均压强 值pMPa 9.1BdF式中， 轴承材
17、料的许用平均压强，MPa，其值见教材上表 111 或查阅相关p资料和手册。4、验算轴承的 值v值与摩擦功率损耗成正比，它简略地表征轴承的发热因素。 值越高，pv pv轴承温升越高，越容易引起边界油膜的破裂。 值的验算式为：pvMPam/s 9.2BFndBF19060式中， 轴承材料的许用值，MPam/s，其值见教材上表 111 或查阅相关pv资料和手册；轴颈圆周速度，m/s。5、验算轴承最大相对滑动速度 v对于 值和 值验算均合格的轴承，当相对滑动速度很高时，其工作表面将pv很快磨损，因此此项计算对于轻载高速轴承非常重要。验算式为m/s 9.3v式中， 轴承许用线速度，m/s，其值查相关设计手册。v6、确定轴瓦与轴颈平均间隙 滑动轴承的轴颈与轴瓦间的间隙大小，对滑动轴承的工作性能有明显影响。间隙较大，轴承承载能力和运转精度下降，摩擦小，温升较低；间隙较小，轴承运转精度较高，承载能力高，但摩擦功耗及温升较大。合适的轴瓦与轴颈平均间隙 为：（1）连续或往复运转的通用机械 025.1.d（2）粗糙机械 .03.d上两式适用于铸造轴承合金材料轴承。若为铜合金，应将上述计算值乘系数1.5。
