第十二章 滑動軸承

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1、12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇12-6 不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算12-8 其它形式滑動軸承簡介其它形式滑動軸承簡介第十二章第十二章 滑動軸承滑動軸承12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述軸承的作用是支承軸。軸在工作時可以是旋轉的，也可以是靜止的。軸承的作用是支承軸。軸在工作時可

2、以是旋轉的，也可以是靜止的。自行車工作時，軸承外自行車工作時，軸承外圈及滾珠隨前輪輪轂一起圈及滾珠隨前輪輪轂一起轉動，車軸與軸承內圈固轉動，車軸與軸承內圈固定不動。定不動。12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述1能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。2具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。3具有一定的支承剛度，保證被支承零件的回轉精度。具有一定的支承剛度，保證被支承零件的回轉精度。根據(jù)軸承中摩擦的性質，可分為根據(jù)軸承中摩擦的性質，可分為滑動軸承滑動軸承和和滾動軸承滾動軸承。一、軸承應滿足如下基本要求：一、軸承應滿足如下基本

3、要求：二、軸承的分類二、軸承的分類12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述根據(jù)軸承中摩擦的性質，可分為根據(jù)軸承中摩擦的性質，可分為滑動軸承滑動軸承和和滾動軸承滾動軸承。二、軸承的分類二、軸承的分類根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。(或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）?；蚍Q為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）。根據(jù)潤滑狀態(tài)，滑動軸承可分為：不完全液體潤滑滑動軸承。根據(jù)潤滑狀態(tài)，滑動軸承可分為：不完全液體潤滑滑動軸承。完全液體潤滑滑動軸承。完全液體潤滑滑動軸承。12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述四、滑動軸承設

4、計內容四、滑動軸承設計內容三、滑動軸承的特點三、滑動軸承的特點滾動軸承絕大多數(shù)都已標準化，故得到廣泛的應用。但是在以下場合，滾動軸承絕大多數(shù)都已標準化，故得到廣泛的應用。但是在以下場合，則主要使用滑動軸承：則主要使用滑動軸承：工作轉速很高，如汽輪發(fā)電機。工作轉速很高，如汽輪發(fā)電機。要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。特重型的載荷，如水輪發(fā)電機。特重型的載荷，如水輪發(fā)電機。根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。在特殊條件下工作的

5、軸承，如軍艦推進器的軸承。在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進器的軸承。徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。軸承的型式和結構選擇；軸瓦的結構和材料選擇；軸承的結構參數(shù)設計軸承的型式和結構選擇；軸瓦的結構和材料選擇；軸承的結構參數(shù)設計；潤滑劑及其供應量的確定；軸承工作能力及熱平衡計算。潤滑劑及其供應量的確定；軸承工作能力及熱平衡計算。第十二章第十二章 滑動軸承滑動軸承12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構12-5 滑動軸承

6、潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇12-6 不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算12-8 其它形式滑動軸承簡介其它形式滑動軸承簡介12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構一、徑向滑動軸承的結構一、徑向滑動軸承的結構整體式徑向滑動軸承整體式徑向滑動軸承軸承座軸承座整體軸套整體軸套螺紋孔螺紋孔油杯孔油杯孔特點：結構簡單，成本低廉。特點：結構簡單，成本低廉。應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。因磨損而造成的間隙無法調整。因磨損而造成的間隙無法調整。只能

7、從沿軸向裝入或拆出。只能從沿軸向裝入或拆出。對開式徑向滑動軸承對開式徑向滑動軸承特點：結構復雜、可以調整磨損而造成的特點：結構復雜、可以調整磨損而造成的 間隙、安裝方便。間隙、安裝方便。應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。對開式軸承對開式軸承(剖分軸套剖分軸套)12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構三、止推滑動軸承的結構三、止推滑動軸承的結構止推滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結構形式有：止推滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結構形式有：空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤

8、滑條件較實心式的改善?？招氖剑狠S頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式的改善。單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用 于低速、輕載的場合。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。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。由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低由于各環(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%。空心式空心式單環(huán)式單環(huán)式多環(huán)式多環(huán)式第十二章第十二章 滑動軸承滑動軸承12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述12-2 滑動軸承的

9、典型結構滑動軸承的典型結構12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇12-6 不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算12-8 其它形式滑動軸承簡介其它形式滑動軸承簡介12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料軸承表面的磨粒磨損、刮傷、膠合、疲勞剝落和腐蝕。軸承表面的磨粒磨損、刮傷、膠合、疲勞剝落和腐蝕。一、滑動軸承常見失效形式一、滑動軸承常見失效形式磨損

10、磨損疲勞剝落疲勞剝落膠合膠合劃傷劃傷疲勞裂紋疲勞裂紋腐蝕腐蝕滑動軸承還可能出現(xiàn)氣蝕、電侵蝕、流體侵蝕和微動磨損等失效形式。滑動軸承還可能出現(xiàn)氣蝕、電侵蝕、流體侵蝕和微動磨損等失效形式。12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料氣蝕氣蝕電腐蝕電腐蝕汽車用滑動軸承故障原因的平均比率汽車用滑動軸承故障原因的平均比率故障原因故障原因不干凈不干凈潤滑油不足潤滑油不足安裝誤差安裝誤差對中不良對中不良超載超載比率比率38.338.311.111.115.915.98.18.16.06.0故障原因故障原因腐蝕腐蝕制造精度低制造精度低氣蝕氣蝕其它其它比率比率5.65.65.55.52.8

11、2.86.76.7一、滑動軸承常見失效形式一、滑動軸承常見失效形式二、滑動軸承的材料二、滑動軸承的材料軸承材料是指在軸承結構中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承軸承材料是指在軸承結構中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應滿足以下要求：襯的材料。軸承材料性能應滿足以下要求：減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。耐磨性：材料的抗磨性能耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。通常以磨損率表示?？鼓z合性抗膠合性：材料的耐熱性與抗膠合性。：材料的耐熱性與抗膠合性。摩擦順應性：摩擦順應性：材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不材料通過表

12、層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不 良的能力。良的能力。嵌入性嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨：材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨 粒磨損的性能。粒磨損的性能。此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經(jīng)濟性。此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經(jīng)濟性。磨合性磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀 和粗糙度的能力（或性質）。和粗糙度的能力（或性質）。12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料12-3 滑

13、動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料軸承合金軸承合金也稱巴氏也稱巴氏合金或白合金合金或白合金銅合金銅合金青銅青銅 錫青銅、鉛青銅、鋁青銅錫青銅、鉛青銅、鋁青銅 黃銅黃銅鋁基鋁基軸承合金軸承合金鋁鋁錫合金錫合金鑄鐵鑄鐵灰鑄鐵、耐磨鑄鐵灰鑄鐵、耐磨鑄鐵多孔質金屬材料多孔質金屬材料多孔質鐵、多孔質青銅多孔質鐵、多孔質青銅工程塑料工程塑料酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等碳碳石墨石墨電機電刷常用材料電機電刷常用材料橡膠橡膠可用水作潤滑劑可用水作潤滑劑木材木材應用于多粉塵條件下工作的軸承應用于多粉塵條件下工作的軸承金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料滑滑動動軸軸承

14、承材材料料第十二章第十二章 滑動軸承滑動軸承12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇12-6 不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算12-8 其它形式滑動軸承簡介其它形式滑動軸承簡介12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構一、軸瓦的形式和結構一、軸瓦的形式和結構按構造按構造分類分類整體式整體式對

15、開式對開式需從軸端安裝和拆卸，可修復性差。需從軸端安裝和拆卸，可修復性差。可以直接從軸的中部安裝和拆卸，可修復?？梢灾苯訌妮S的中部安裝和拆卸，可修復。按尺寸按尺寸分類分類厚壁厚壁薄壁薄壁節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的加工精度要求高節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的加工精度要求高 。具有足夠的強度和剛度，可降低對軸承座孔的加工精度要求。具有足夠的強度和剛度，可降低對軸承座孔的加工精度要求。12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構按材料按材料分類分類單材料單材料多材料多材料強度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。強度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。軸瓦襯強度不足，故采

16、用多材料制作軸瓦。軸瓦襯強度不足，故采用多材料制作軸瓦。按加工按加工分類分類鑄造鑄造軋制軋制鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚壁軸瓦。鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚壁軸瓦。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產(chǎn)率。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產(chǎn)率。12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構二、軸瓦的定位二、軸瓦的定位 目的：防止軸瓦相對于軸承座產(chǎn)生軸向和周向的相對移動。目的：防止軸瓦相對于軸承座產(chǎn)生軸向和周向的相對移動。方法：對于軸向定位有：方法：對于軸向定位有：凸緣凸緣軸瓦一端或兩端做凸緣軸瓦一端或兩端做凸緣定位唇定位唇定位唇（凸耳）定位唇（凸耳）對于周向定位有：對于周向定位

17、有：緊定螺釘緊定螺釘緊定螺釘緊定螺釘（也可做軸向定位）（也可做軸向定位）軸軸 瓦瓦圓柱銷圓柱銷軸承座軸承座銷釘銷釘（也可做軸向定位）（也可做軸向定位）三、軸瓦的油孔及油槽三、軸瓦的油孔及油槽 目的：把潤滑油導入軸頸和軸承所構成的運動副表面。目的：把潤滑油導入軸頸和軸承所構成的運動副表面。原則：原則：盡量開在非承載區(qū)，盡量開在非承載區(qū)，盡量不要降低或少降低承載區(qū)油膜的承載盡量不要降低或少降低承載區(qū)油膜的承載 能力；軸向油槽不能開通至軸承端部，應留有適當?shù)挠头饷妗Ｄ芰?；軸向油槽不能開通至軸承端部，應留有適當?shù)挠头饷?。形式：按油槽走向分形式：按油槽走向分沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等。沿軸向、繞周向

18、、斜向、螺旋線等。按油槽數(shù)量分按油槽數(shù)量分單油槽、多油槽等。單油槽、多油槽等。單軸向油槽開在非承載區(qū)單軸向油槽開在非承載區(qū)（在最大油膜厚度處）（在最大油膜厚度處）雙軸向油槽開在非承載區(qū)雙軸向油槽開在非承載區(qū)（在軸承剖分面上）（在軸承剖分面上）雙斜向油槽雙斜向油槽（用于不完全液體潤滑軸承）（用于不完全液體潤滑軸承）12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構第十二章第十二章 滑動軸承滑動軸承12-1 滑動軸承概述滑動軸承概述12-2 滑動軸承的典型結構滑動軸承的典型結構12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料滑動軸承的失效形式及常用材料12-4 滑動軸承軸瓦結構滑動軸承軸瓦結構12-5 滑動軸承潤滑

19、劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇12-6 不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算12-7 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算12-8 其它形式滑動軸承簡介其它形式滑動軸承簡介滑動軸承潤滑劑的選擇1一、潤滑脂及其選擇一、潤滑脂及其選擇 特點：無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜。特點：無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜。適用場合適用場合：要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載以及作擺動運動的：要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載以及作擺動運動的 軸承中。軸承中。選擇原則：選擇原則：當壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小一些的品種；反之，選擇當壓力

20、高和滑動速度低時，選擇針入度小一些的品種；反之，選擇針入度大一些的品種。針入度大一些的品種。所用潤滑脂的滴點，一般應較軸承的工作溫度高約所用潤滑脂的滴點，一般應較軸承的工作溫度高約2030，以免，以免工作時潤滑脂過多地流失。工作時潤滑脂過多地流失。在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應選擇防水性能強的鈣基或鋁基潤滑脂。在有水淋或潮濕的環(huán)境下，應選擇防水性能強的鈣基或鋁基潤滑脂。在溫度較高處應選用鈉基或復合鈣基潤滑脂。在溫度較高處應選用鈉基或復合鈣基潤滑脂。12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇壓力壓力p/MPa軸頸軸頸圓周速度圓周速度v/(m/

21、s)最高工作溫度最高工作溫度/C選用的牌號選用的牌號11753號鈣基脂號鈣基脂1.06.50.55552號號鈣基脂鈣基脂 6.5 0.5753號號鈣基脂鈣基脂 6.50.551202號號鈣基脂鈣基脂6.5 0.51101號號鈣鈣鈉基鈉基脂脂1.06.5 1-50110鋰基鋰基脂脂6.5 0.5602號壓延機脂號壓延機脂注：注：1）“壓力壓力”或或“壓強壓強”，本教案統(tǒng)用，本教案統(tǒng)用“壓力壓力”。2）在潮濕環(huán)境，溫度在）在潮濕環(huán)境，溫度在75120 C的的條件下，應考慮用鈣條件下，應考慮用鈣鈉基潤滑脂。鈉基潤滑脂。3）在潮濕環(huán)境，工作溫度在）在潮濕環(huán)境，工作溫度在75C以下，沒有以下，沒有3號鈣

22、基脂時也可以用鋁基脂。號鈣基脂時也可以用鋁基脂。4）工作溫度在）工作溫度在110120 C也也可用鋰基脂或鋇基脂。可用鋰基脂或鋇基脂。5）集中潤滑時，稠度要小些。）集中潤滑時，稠度要小些。12-5 滑動軸承潤滑劑的選擇滑動軸承潤滑劑的選擇二、潤滑油及其選擇二、潤滑油及其選擇 特點特點：有有良好的流動性，可形成動壓、靜壓或邊界膜潤滑膜良好的流動性，可形成動壓、靜壓或邊界膜潤滑膜。適用場合適用場合：不完全液體潤滑滑動軸承和完全液體潤滑滑動軸承不完全液體潤滑滑動軸承和完全液體潤滑滑動軸承。選擇原則選擇原則：主要考慮潤滑油的粘度。主要考慮潤滑油的粘度。轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應高

23、一些。轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應高一些。高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些。高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些。軸頸軸頸圓周速度圓周速度v/(m/s)平均壓力平均壓力p3MPa軸頸軸頸圓周速度圓周速度v/(m/s)平均壓力平均壓力p=(37.5)MPa9.0L-AN68、110、150L-AN68、110L-AN46、68L-AN32、46L-AN15、22、32L-AN7、10、150.10.10.30.30.60.61.21.22.0L-AN150L-AN100、150L-AN100L-AN68、100L-AN68注：注：1）表中潤滑油是以）表中潤滑油

24、是以40C時運動粘度為基礎的牌號時運動粘度為基礎的牌號 2）不完全液體潤滑，工作溫度）不完全液體潤滑，工作溫度 100000r/min)、低摩擦損失、無污染、承載能力低。應用：高速磨頭、高速離心分離機、原子反應堆等場合。五、磁懸浮軸承磁懸浮軸承(Magnetic Bearing)是利用磁力作用將轉子懸浮于空中，使轉子與定子之間沒有機械接觸。其原理是磁感應線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉子的重量就固定在運轉的軌道上，利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個轉子懸空，在固定運轉軌道上。與傳統(tǒng)的滾珠軸承、含油軸承相比，磁軸承不存在機械接觸，轉子可以運行到很高的轉速，具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點，特別適用于高速、真空、超凈等特殊環(huán)境中。