1、12-1 滑动轴承概述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,12-4 滑动轴承轴瓦结构,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,第十二章 滑动轴承,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承简介,12-8 其它形式滑动轴承,滑动轴承概述2,一、滑动轴承的特点,滚动轴承绝大多数都已标准化，应用广泛。,工作转速很高，如汽轮发电机。,要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。,承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。,特重型的载荷，如水轮发电机。,根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。,在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。,径向
2、尺寸受限制时，如多辊轧钢机。,12-1 滑动轴承概述,以下场合，主要使用滑动轴承：,二、滑动轴承分类,根据能承受载荷的方向,根据润滑状态,向心轴承,(径向轴承),推力轴承,向心推力轴承,(止推轴承),(径向止推轴承),完全液体润滑滑动轴承,不完全液体润滑滑动轴承,滑动轴承概述1,1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。,2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。,3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。,三、轴承应满足如下基本要求：,四、滑动轴承设计内容,轴承的型式和结构选择,润滑剂及其供应量的确定,轴瓦的结构和材料选择,轴承的结构参数设计,轴承工作能力及热平衡计算,径向滑动轴承的典型结
3、构1,一、径向滑动轴承的结构,整体式径向滑动轴承,优点：,应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,因磨损而造成的间隙无法调整；,只能从沿轴向装入或拆出。,12-2 滑动轴承的典型结构,结构简单，成本低廉。,缺点：,径向滑动轴承的典型结构2,对开式径向滑动轴承,特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。,应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。,对开式轴承(整体轴套),对开式轴承(剖分轴套),径向滑动轴承的典型结构3,三、止推滑动轴承的结构,止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构：, 空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的有改善。, 单环式：利用轴颈的环形
4、端面止推，结构简单，润滑方便。, 多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。 由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低50%。,空心式,单环式,多环式,滑动轴承的失效形式及常用材料1,汽车用滑动轴承故障原因的平均比率,轴承表面的磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀。,一、滑动轴承常见失效形式有：,滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失效形式。,12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料,滑动轴承的失效形式及常用材料2,二、滑动轴承的材料, 减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。, 耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。, 抗胶合性：材料的耐热性与抗粘
5、附性。, 摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。, 嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。,此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。, 磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的表面形状和粗糙度的能力（或性质）。,滑动轴承的失效形式及常用材料3,一、轴瓦的形式和结构,按构造分 类,整体式,对开式,按加工分 类,铸造,轧制,按尺寸分 类,厚壁,薄壁,按材料分 类,单材料,多材料,需从轴端安装和拆卸，可修复性差。,可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。,节省材料，但刚度不足，故对轴承孔精度要
6、求高 。,具有足够的强度和刚度,可降低对轴承孔的精度要求,强度足够的材料可以直接作成轴瓦,如黄铜,灰铸铁,轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦,铸造工艺性好，可大批生产，适用于厚壁轴瓦,只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率,12-4 滑动轴承轴瓦结构,滑动轴承的轴瓦结构2,整体式轴瓦,多材料、整体式、薄壁轧制轴瓦,多材料、对开式厚壁铸造轴瓦,滑动轴承的轴瓦结构3,二、轴瓦的定位, 目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。, 方法：对于轴向定位：,对于周向定位：,滑动轴承的轴瓦结构4,三、轴瓦的油孔及油槽, 目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。, 原则：尽量开在非承载区，轴
7、向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。, 形式：按油槽走向沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。,按油槽数量分单油槽、多油槽等。,单轴向油槽开在非承载区 （在最大油膜厚度处）,双轴向油槽开在非承载区 （在轴承剖分面上）,双斜向油槽 （用于不完全液体润滑轴承）,一、润滑脂及其选择, 特 点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。, 适用场合 ：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。, 选择原则：当压力高和滑动速度低时，选择针入度小一些的品种；反之，选择针入度大一些的品种。,所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约2030，以免工作时润滑脂过多地流失。,在潮湿的环境下，应
8、选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。,12-5 滑动轴承润滑剂的选择,滑动轴承润滑剂的选择2,二、润滑油及其选择, 特点：流动性好，可形成动压、静压或边膜界润滑膜。, 适用场合：不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。, 选择原则：主要考虑润滑油的粘度。,转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应高一些。,高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。,三、固体润滑剂及其选择, 特点：可在滑动表面形成固体膜。, 适用场合：特殊场合，如环境清洁要求处、真空中或高温中。, 常用类型：二硫化钼，碳石墨，聚四氟乙烯等。, 使用方法：涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面
9、；制成复合材料，依靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。,不完全液体润滑滑动轴承的设计计算1,一、失效形式与设计准则, 工作状态：因采用润滑脂、油绳或滴油润滑，故无法形成完全的承载油膜，工作状态为边界润滑或混合摩擦润滑。, 失效形式：边界油膜破裂。, 设计准则：保证边界膜不破裂。,12-6 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,因边界膜强度与温度、轴承材料、轴颈和轴承表面粗糙 度、润滑油供给等有关，目前尚无精确的计算方法，但一般 可作条件性计算。, 校核内容：,验算摩擦发热pvpv，fpv是摩擦力，限制pv即间接限制摩擦发热。,验算滑动速度vv ，p，pv的验算都是平均值。考虑到轴瓦不同心，受载时轴线弯
10、曲及载荷变化等的因素，局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v 。,验算平均压力 p p，以保证强度要求。,不完全液体润滑滑动轴承的设计计算2,二、径向滑动轴承的设计计算, 已知条件：径向载荷F (N)、转速n(r/mm)及轴颈直径d (mm),验算轴承的平均压力p (MPa),B轴承宽度，mm（根据宽径比B/d确定） p轴瓦材料的许用压力，MPa。,验算摩擦热,v圆周速度，m/s； pv轴承材料的pv许用值，MPam/s,验算滑动速度v (m/s),v材料的许用滑动速度,选择配合,p、v、 pv 的选择,一般可选H9/d9或H8/f7、H7/f6,液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算1,12
11、-7 液体动力润滑径向滑动轴承简介,一、流体动力润滑基本方程,假设条件 ：, 流体为牛顿流体，即 。, 流体的流动是层流，即层与层之间没有物质和能量的交换；, 忽略压力对流体粘度的影响，实际上粘度随压力的增高而增加；, 略去惯性力及重力的影响，故所研究的单元体为静平衡状态或匀速直线 运动，且只有表面力作用于单元体上；, 流体不可压缩，故流体中没有“洞”可以“吸收”流质；, 流体中的压力在各流体层之间保持为常数。,液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算2,在以上假设下，从两平板所构成的楔形空间中，取某一层液体的一部分作为单元体，通过建立平衡方程和给定边界条件，可得一维雷诺方程：,流体动力润滑的必要条
12、件是：, 相对运动的两表面间构成楔形空间。, 楔形空间中充满具有粘性的液体。, 两板相对运动的结果，应使液体在粘性力的作用下由楔形空间的大端流向楔形空间的小端 。,液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算3,二、径向滑动轴承形成流体动力润滑时的状态, 轴承的孔径D和轴颈的直径d名义尺寸相等；直径间隙是公差形成的。, 轴颈上作用的液体压力与F相平衡，在与F垂直的方向，合力为零。, 轴颈最终的平衡位置可用a和偏心距e来表示。, 轴承工作能力取决于hlim，它与、和F等有关，应保证hlimh。,初始状态,稳定工作状态,演示,其它形式滑动轴承简介1,12-8 其它形式滑动轴承,一、无润滑轴承和自润滑轴承, 无润滑轴承：工作时外界不提供润滑剂的轴承。, 自润滑轴承：当无润滑轴承材料本身就是固体润滑材料时，或轴瓦中含有润滑介质，这种无润滑轴承常称自润滑轴承。,二、多油楔滑动轴承,固定轴瓦多油楔轴承,可倾轴瓦多油楔轴承,三、液体静压轴承,四、气体润滑轴承,
