滑动轴承(重点)

作者：朱理分类滚动轴承滑动轴承优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。9.1滑动轴承概述9.1.1滑动轴承的类型、特点和应用按摩擦性质分按受载方向分按润滑状态分向心推力(径向止推)轴承向心(径向)轴承推力(止推)轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承1.滑动轴承的类型作者：朱理2.滑动轴承的应用领域1）工作转速特高的轴承，汽轮发电机；2）要求对轴的支承位置特别精确的轴承，如精密磨床；3）特重型的轴承，如水轮发电机；4）承受巨大冲击和振动载荷的轴承，如破碎机；5）根据装配要求必须做成剖分式的轴承，如曲轴轴承；6）在特殊条件下（如水中、或腐蚀介质）工作的轴承，如舰艇螺旋桨推进器的轴承；7）轴承处径向尺寸受到限制时，可采用滑动轴承。如多辊轧钢机。9.1.2滑动轴承的设计内容轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；轴承的结构参数设计润滑剂及其供应量的确定；轴承工作能力及热平衡计算。作者：朱理9.2.1径向滑动轴承的典型结构组成：轴承座、轴套或轴瓦等。9.2滑动轴承的典型结构油杯孔轴承(1)结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。(2)因磨损而造成的间隙无法调整。(3)只能从沿轴向装入或拆。1.整体式径向滑动轴承轴承座特点：作者：朱理将轴承座或轴瓦分离制造，两部分用联接螺栓。剖分式向心滑动轴承螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦2.对开式径向滑动轴承特点：结构复杂，可以调整因磨损而造成的间隙，安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器。榫口作者：朱理轴承座轴承盖榫口榫口联接螺栓联接螺母轴瓦作者：朱理3.其它类型的径向滑动轴承结构图示为自动调心式向心滑动轴承，轴瓦外表面做成球形，与轴承座的球状内表面相配合。当轴有弯曲变形或两轴承座的轴线不对中时，轴瓦能自动调心。自动调心式向心滑动轴承主要用于刚性较小的结构和轴承宽度B与轴颈直径d之比(宽径比B／d)大于1.5的轴承。作者：朱理另外，为了解决整体式滑动轴承间隙无法调整的问题，保证机械的正常运转和旋转精度，还可采用间隙可调式径向滑动轴承(如图所示)。左图为外锥式，轴套沿外表面纵向切有槽，因此轴套具有弹性，当调节螺母使轴套轴向移动时，依靠轴套的弹性变形调节与轴颈的间隙；右图所示内锥式，当轴套外圆柱面上两端螺母一松一紧时，轴套就能沿轴向移动，从而调整轴承间隙。作者：朱理潘存云教授研制潘存云教授研制作用：用来承受轴向载荷9.2.2普通止推滑动轴承的典型结构结构形式：潘存云教授研制21F1F2F21F21空心式——轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式要好。单环式——利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑便，广泛用于低速、轻载的场合。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。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%。作者：朱理潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为6~12。——倾角固定，顶部预留平台类型固定式可倾式用来承受停车后的载荷。——倾角随载荷、转速自行调整，性能好FF巴氏合金绕此边线自行倾斜F作者：朱理9.3滑动轴承材料和轴瓦结构9.3.1滑动轴承材料1.轴承材料性能的要求(1)减摩性——材料副具有较低的摩擦系数。(2)耐磨性——材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。(3)抗胶合——材料的耐热性与抗粘附性。(4)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。(5)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。(6)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。轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬的材料。作者：朱理工程上常用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。轴承衬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。能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。滑动轴承材料金属材料非金属材料轴承合金铜合金铝基轴承合金铸铁多孔质金属材料工程塑料碳-石墨橡胶木材2.常用轴承材料作者：朱理潘存云教授研制（1）轴承合金（白合金、巴氏合金）是锡、铅、锑、铜等金属的合金，锡或铅为基体。优点：f小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。缺点：价格贵、机械强度较差；只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上。工作温度：t120℃由于巴式合金熔点低潘存云教授研制作者：朱理（2）铜合金优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性都优于轴承合金。工作温度高达250℃。缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。铝青铜铅青铜锡青铜中速重载中速中载低速重载（3）铝基合金铝锡合金：有相当好的耐腐蚀合和较高的疲劳强度，摩擦性能也较好。在部分领域取代了较贵的轴承合金与青铜。（4）铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。作者：朱理含油轴承：用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。运转时轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大，油自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油，可使用较长时间。（5）多孔质金属材料橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。工程塑料：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。（6）非金属材料碳-石墨：是电机电刷常用材料，具有自润滑性，用于不良环境中。木材：具有多孔结构，可在灰尘极多的环境中使用。作者：朱理9.3.2滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类整体式对开式按加工分类按尺寸分类按材料分类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。轴瓦的类型整体轴套对开式轴瓦作者：朱理9.3.2滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类按加工分类按尺寸分类按材料分类轴瓦的类型厚壁薄壁潘存云教授研制薄壁轴瓦潘存云教授研制厚壁轴瓦整体式对开式节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高。具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。作者：朱理9.3.2滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类按加工分类按尺寸分类按材料分类轴瓦的类型单材料多材料单一材料潘存云教授研制两种材料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。厚壁薄壁整体式对开式作者：朱理9.3.2滑动轴承轴瓦结构一、轴瓦的形式和结构按构造分类按加工分类按尺寸分类按材料分类轴瓦的类型潘存云教授研制铸造轴瓦卷制轴套铸造轧制铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。单材料多材料厚壁薄壁整体式对开式作者：朱理潘存云教授研制——将轴瓦一端或两端做凸缘凸缘定位二、轴瓦的定位方法轴向定位凸耳(定位唇)定位凸耳凸缘目的：防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相对移动。作者：朱理紧定螺钉周向定位销钉潘存云教授研制潘存云教授研制三、轴瓦的油孔和油槽作用：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。潘存云教授研制进油孔油槽潘存云教授研制F作者：朱理开孔原则：形式：按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。F（2）轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。（1）尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载能力；双轴向油槽开在轴承剖分面上δδ单轴向油槽在最大油膜厚度处φa作者：朱理潘存云教授研制潘存云教授研制45˚宽径比B/d——轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数液体润滑摩擦的滑动轴承B/d=0.5~1非液体润滑摩擦的滑动轴承B/d=0.8~1.5轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。Bd作者：朱理9.4滑动轴承的润滑9.4.1滑动轴承的润滑剂及其选择1.作用分类液体润滑剂——润滑油半固体润滑剂——润滑脂固体润滑剂2.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。１）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。选择原则：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。作者：朱理１）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。选择原则：２）所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20～30℃，以免工作时润滑脂过多地流失。３）在有水淋或潮湿的环境下，应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。作者：朱理潘存云教授研制但p10MPa时可忽略。变化很小0.080.070.060.050.040.030.020.0130405060708090℃η润滑油的特性：（1）温度t↑（2）压力p↑选用原则：(1)载荷大、转速低的轴承，宜选用粘度大的油；(2)载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；η↓η↑粘—温图L-TSA32L-TSA32L-TSA32L-TSA323.润滑油及其选择(3)高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。作者：朱理聚氟乙烯树脂适用场合：用于润滑油不能胜任工作的场合，如高温、低速重载、有环境清洁要求。石墨二流化钼（MoS2）——性能稳定、t350℃才开始氧化，可在水中工作。——摩擦系数低，使用温度范围广(-60~300℃)，但遇水性能下降。——摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：1）调和在润滑油中；2）涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3）混入金属或塑料粉末中烧结成型。其应用日渐广泛4.固体润滑剂及其选择特点：可在滑动表面形成固体膜。作者：朱理9.4.2滑动轴承的润滑方式和润滑装置为了获得良好的润滑效果,除应正确选择润滑剂外,还应选用适当的润滑方法和相应的润滑装置。(1)滴油润滑1.润滑油润滑润滑油的供应可以是间歇的或连续的。间歇式供油只用于小型、低速或作间歇运动的工作场合。连续供油润滑比较可靠，对于重要的轴必须采用连续供油的方法。间歇式供油一般用人工油壶或油枪向注油杯内注油，有压配式油杯和旋转式注油杯。连续滴油供油可采用针阀式油杯和油芯油杯。作者：朱理针阀式油杯可以调节螺母控制油孔开口大小而改变供油量，并且扳动手柄关闭针阀而停止供油。间歇式供油油杯针阀式油杯油芯油杯不易调节供油量，并且在停车时仍继续供油，引起无用的消耗。油芯油杯作者：朱理(2)油环润滑在轴颈上套一油环，油环下部浸在油池中，当轴颈旋转时靠摩擦力带动油环把润滑油带到轴颈上。轴颈速度过高和过低，油环带的油量都会不足，通常转速不低于60r/min的场合。油环润滑作者：朱理(3)飞溅润滑用浸在油池中的传动件(例如齿轮)回转时将润滑油溅到箱体的内壁，再经油沟流入到轴承进行润滑。作者：朱理(4)压力润滑用油泵供应压力油进行润滑，可保证供油充分，能带走摩擦热以冷却轴承，但压力润滑系统较复杂，成本较高，多用于高速、重载轴承上。2.脂润滑脂润滑只能间歇供应，旋盖式油脂杯(如图所示)是应用最广的脂润滑装置。杯中装满润滑脂后，旋转上盖即可将润滑脂挤入轴承中。压力润滑示意图旋盖式油脂杯作者：朱理pvvk2/mmNBdFp9.4.3润滑方式的选择式中p——轴承承载压力,F——轴承所受载荷,单位N；根据k≤6脂润滑;B——轴承宽度,单位mm；d——轴颈直径,单位mm；v——轴颈速度,单位m/s；k——载荷系数;k＞100压力循环润滑。k=50~100飞溅、油环或压力循环润滑；k=6~50滴油或油绳润滑；作者：朱理9.5不完全液体润滑滑动轴承设计计算9.5.1滑动轴承