第5章 滑动轴承

1、第第5章章 滑动轴承滑动轴承 滑动轴承的应用滑动轴承的应用 5.1 滑动轴承的特点和选材滑动轴承的特点和选材 组成组成：轴颈、轴瓦轴颈、轴瓦 并做相对运动并做相对运动 运动副运动副：两柱面或平面间的滑动副，低副两柱面或平面间的滑动副，低副 摩擦状态摩擦状态：滑动摩擦滑动摩擦 1、滑动轴承的工作状态、滑动轴承的工作状态 载荷的传递载荷的传递：可全部或部分通过滑动轴承的润滑介质传递，可全部或部分通过滑动轴承的润滑介质传递， 有时通过轴颈和轴瓦直接接触传递有时通过轴颈和轴瓦直接接触传递 工作状态工作状态：混合摩擦状态、流体摩擦状态混合摩擦状态、流体摩擦状态 2、滑动轴承的材料和性能特点、滑动轴承的材

2、料和性能特点 轴瓦材料轴瓦材料：铜、锡、铝、锑等有色金属或非金属铜、锡、铝、锑等有色金属或非金属 要求：要求：（1）足够的强度）足够的强度 （2）良好的塑性、顺应性和嵌藏性）良好的塑性、顺应性和嵌藏性 （3）减摩）减摩耐磨性优良耐磨性优良 （4）抗腐蚀性、热性能、工艺性和经济性好）抗腐蚀性、热性能、工艺性和经济性好 轴瓦上开有油腔、油槽轴瓦上开有油腔、油槽 轴瓦内表面设计一层或多层轴承衬轴瓦内表面设计一层或多层轴承衬 3、滑动轴承的分类、滑动轴承的分类 按承载方向按承载方向： 径向滑动轴承径向滑动轴承 推力滑动轴承推力滑动轴承 组合滑动轴承组合滑动轴承-径向轴向滑动轴承径向轴向滑动轴承 -自动

3、调心滑动轴承自动调心滑动轴承 径向滑动轴承按轴瓦的加工安装方式：径向滑动轴承按轴瓦的加工安装方式： 整体式径向滑动轴承：整体式径向滑动轴承： 由轴承座和减摩材料制成的轴瓦组成，轴承座上部开有螺纹孔，以由轴承座和减摩材料制成的轴瓦组成，轴承座上部开有螺纹孔，以 便安装润滑油杯。其特点是结构简单；但当滑动表面磨损后，轴颈便安装润滑油杯。其特点是结构简单；但当滑动表面磨损后，轴颈 与轴套之间的间隙无法调整；装拆很不方便，甚至无法安装。另外与轴套之间的间隙无法调整；装拆很不方便，甚至无法安装。另外 这种轴承只能从轴颈端部装拆，对于质量大的轴和具有中间轴颈的这种轴承只能从轴颈端部装拆，对于质量大的轴和具

4、有中间轴颈的 轴装拆很不方便。所以这种轴承只能用于低速、轻载或间歇性工作轴装拆很不方便。所以这种轴承只能用于低速、轻载或间歇性工作 的机器中。如农业机械，手工机械等。的机器中。如农业机械，手工机械等。 整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承 按摩擦状态分：按摩擦状态分： 混合摩擦状态滑动轴承、流体润滑轴承、固体润滑轴承混合摩擦状态滑动轴承、流体润滑轴承、固体润滑轴承 剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承 剖分式滑动轴承：剖分式滑动轴承： 由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦 和双头螺柱组成。和双头螺柱组成。 轴承的剖分面应与载荷方向近轴承的剖分面应与载荷方向近 于垂直，多数轴

5、承的剖分面是于垂直，多数轴承的剖分面是 水平的，也有倾斜的。轴承盖水平的，也有倾斜的。轴承盖 和轴承座剖分面常作成阶体形、和轴承座剖分面常作成阶体形、 以便对中和防止横向错动。在剖分面间放少量薄垫片。当轴瓦以便对中和防止横向错动。在剖分面间放少量薄垫片。当轴瓦 磨损后用减少垫片的方法，或将剖面刮掉一层金属的办法，来磨损后用减少垫片的方法，或将剖面刮掉一层金属的办法，来 调整轴颈与轴套之间的间隙。调整轴颈与轴套之间的间隙。 这种轴承的特点是装拆方便，轴瓦磨损后间隙可调整。这种轴承的特点是装拆方便，轴瓦磨损后间隙可调整。 轴瓦结构：轴瓦结构：有整体式和剖分式两种有整体式和剖分式两种 剖分式轴瓦用于

6、剖分式径向轴承，轴瓦可以是单层材料剖分式轴瓦用于剖分式径向轴承，轴瓦可以是单层材料 或多层材料（即双金属或多金属）制成。或多层材料（即双金属或多金属）制成。 在轴瓦上应制出油孔和油沟，以便向轴承加注润滑油，在轴瓦上应制出油孔和油沟，以便向轴承加注润滑油， 使摩擦表面得到润滑，为使润滑油均布在整个轴颈上，使摩擦表面得到润滑，为使润滑油均布在整个轴颈上， 并防止油流失，油沟应具有足够的长度，约为轴瓦长度并防止油流失，油沟应具有足够的长度，约为轴瓦长度 的的80%，但不能开通。为防止剖分式轴瓦沿轴向窜动，但不能开通。为防止剖分式轴瓦沿轴向窜动， 轴瓦两边应制有凸缘。轴瓦两边应制有凸缘。 整体式轴瓦整

7、体式轴瓦剖分式轴瓦剖分式轴瓦 剖分式轴瓦的油沟形式剖分式轴瓦的油沟形式 当轴瓦内表面浇注轴承衬时，为当轴瓦内表面浇注轴承衬时，为 了保证轴承衬与轴瓦结合牢固，了保证轴承衬与轴瓦结合牢固， 在轴瓦内表面应制出沟槽。在轴瓦内表面应制出沟槽。 轴承衬的固定沟槽轴承衬的固定沟槽 5.2 滑动轴承的设计滑动轴承的设计 5.2.1 混合摩擦状态滑动轴承的设计准则混合摩擦状态滑动轴承的设计准则 1. 轴承承载面平均压强的设计计算轴承承载面平均压强的设计计算 p = F/A p MPa 径向轴承：径向轴承： )( 4 2 1 2 2 DD F p BD F p 推力轴承：推力轴承： 2. 轴承摩擦热效应的限制

8、性计算轴承摩擦热效应的限制性计算 用压强和速度的乘积来表征摩擦功耗用压强和速度的乘积来表征摩擦功耗 pv pv Mpa.m/s 或或 102100060 4 pv B Fn B Fn pv F d B 3. 轴承最大滑动速度的条件性计算轴承最大滑动速度的条件性计算 vv 4. 滑动轴承的几何参数滑动轴承的几何参数 相对间隙：相对间隙： C / r 宽径比：宽径比： B / D 径向配合，优先选径向配合，优先选H9/d9和和H8/f7 及及D9/h9和和F8/h7 见见p171例例5-1 F d B 5.2.2 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 1. 滑动轴承形成流体动力润滑

9、的条件滑动轴承形成流体动力润滑的条件 流体润滑方式：流体润滑方式： 静压方式静压方式-流体直接泵入承载区承载流体直接泵入承载区承载 动压方式动压方式-利用轴承相对运动表面的特殊要求以运利用轴承相对运动表面的特殊要求以运 动条件形成的压力承载动条件形成的压力承载 实现流体润滑的条件：实现流体润滑的条件： 条件条件1：承载区构成楔形空间，使流体由大口流向小口：承载区构成楔形空间，使流体由大口流向小口 条件条件2：有充足的流体供给，并具有一定的黏度：有充足的流体供给，并具有一定的黏度 条件条件3：相对运动表面间有最小间距：相对运动表面间有最小间距 2. 流体动压润滑轴承承载流体膜的力学方程流体动压润

10、滑轴承承载流体膜的力学方程 （1）一维流体润滑力学基本方程）一维流体润滑力学基本方程 x h u x ph x 6)( 3 （2）径向滑动轴承形成流体动压润滑的条件力学方程）径向滑动轴承形成流体动压润滑的条件力学方程 a、二维流体润滑力学方程、二维流体润滑力学方程 x h uu z ph zx ph x )(6)()( 21 33 b、无限短轴承的雷诺方程、无限短轴承的雷诺方程 x h uu z ph z )(6)( 21 3 c、无限长轴承的雷诺方程、无限长轴承的雷诺方程 x h uu x ph x )(6)( 21 3 3. 滑动轴承的性能滑动轴承的性能 性能：承载能力、润油动流量、摩擦力

11、、温升、稳定性性能：承载能力、润油动流量、摩擦力、温升、稳定性 a）油膜承载力的计算）油膜承载力的计算 S pdSF b) 润滑剂流量润滑剂流量 l qdlQ c)摩擦力和摩擦功耗摩擦力和摩擦功耗 RdF u zV u QC uF T 4. 流体动压润滑向心轴承的设计流体动压润滑向心轴承的设计 1）向心滑动轴承的性能参数）向心滑动轴承的性能参数 2）简化计算公式）简化计算公式 相对系数：相对系数： r 最小间隙：最小间隙：hmin = - e = e / (R - r) 体积流量：体积流量：Q = d 功耗：功耗： Pu = uF R 平均温度：平均温度：tm =*(t1 + t2 ) = t1 + t/2 3）性能计算过程 ）性能计算过程 （5）向心