第13章滑动轴承

1、湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 第第13章章 滑动轴承滑动轴承13-1 滑动轴承的特点、类型及应用滑动轴承的特点、类型及应用13-2 滑动轴承的材料与润滑滑动轴承的材料与润滑13-3 非液体摩擦滑动轴承的设计计算非液体摩擦滑动轴承的设计计算湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 本本 章章 概概 要要 (1) (1) 滑动轴承的特点、类型及应用滑动轴承的特点、类型及应用 (2) (2) 了解滑动轴承的润滑与摩擦状态。了解滑动轴承的润滑与摩擦状态。 (3) (3) 熟悉滑动轴承的主要结构型式、轴瓦及轴承材料熟悉滑动轴承的主要结构型式、轴瓦及轴承材料 (4) (4) 非液体摩擦滑动轴承的计算非

2、液体摩擦滑动轴承的计算 湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 一、一、 特点特点主要优点：主要优点：结构简单，制造、装拆方便；结构简单，制造、装拆方便；13-1 滑动轴承的特点、类型及应用滑动轴承的特点、类型及应用具有良好的耐冲击性和吸振性；具有良好的耐冲击性和吸振性；运转平稳，旋转精度高；运转平稳，旋转精度高；高速时较滚动轴承寿命长；高速时较滚动轴承寿命长；可做成剖分式；可做成剖分式；主要缺点：主要缺点：维护复杂；维护复杂；对润滑条件要求高；对润滑条件要求高；边界润滑时轴承的摩擦损耗大；边界润滑时轴承的摩擦损耗大；湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云A.

3、 干摩擦干摩擦 固体表面直接接触，因而固体表面直接接触，因而 不允许出现干摩擦！不允许出现干摩擦！B. 边界摩擦边界摩擦1.摩擦状态摩擦状态 功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 运动副表面有一层厚度运动副表面有一层厚度1 m的薄油的薄油膜，不足以将两金属表面分开，其表膜，不足以将两金属表面分开，其表面微观高峰部分仍将相互搓削。面微观高峰部分仍将相互搓削。比干摩擦的磨损轻比干摩擦的磨损轻，f 0.1 0.3v有一层压力油膜将两金属表面隔开，有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不直接接触。彼此不直接接触。C. 液体摩擦液体摩擦摩擦和磨损极轻摩擦和磨损极轻，f 0.001 0.01 vv

4、 v二二 滑动轴承的类型滑动轴承的类型湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 fn/p o在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。在一般机器中，处于以上三种情况的混合状态。边界摩擦边界摩擦混合摩擦混合摩擦液体摩擦液体摩擦摩擦特性曲线摩擦特性曲线湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 按所受载荷方向分：按所受载荷方向分：推力滑动轴承（承受轴向载荷）推力滑动轴承（承受轴向载荷）2. .滑动轴承的类型滑动轴承的类型径向滑动轴承（主要承受径向载荷）径向滑动轴承（主要承受径向载荷）按其滑动表面间摩擦状态分：按其滑动表面间摩擦状态分：干摩擦滑动轴承干摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承（边界摩擦或混合摩擦）非液体

5、摩擦滑动轴承（边界摩擦或混合摩擦）液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 （1） 径向滑动轴承径向滑动轴承组成：组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。2. .滑动轴承的类型滑动轴承的类型整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承榫口榫口螺纹孔螺纹孔轴承座轴承座轴承轴承轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 薄壁轴瓦薄壁轴瓦轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。布在整

6、个轴径上。进油孔进油孔油沟油沟F厚壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 设计：潘存云设计：潘存云轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。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。于形成动压油膜，又起冷却作用。45 油沟形式油沟形式 宽径比宽径比B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。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液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.51非液体润滑摩擦的滑动轴承非液体润滑摩擦的滑动

7、轴承: B/d=0.81.5 Bd湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 设计：潘存云作用：作用：用来承受轴向载荷；与径向轴承联合使用用来承受轴向载荷；与径向轴承联合使用 可同时承受径向和轴向载荷可同时承受径向和轴向载荷 （2） 推力滑动轴承推力滑动轴承 常用结常用结构形式构形式穿心式穿心式单环式单环式结构特点：结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面止推面。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。其数量一般为般为612。多环式多环式表表12-1湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 设计：潘存云（2） 推力

8、滑动轴承推力滑动轴承 结构特点：结构特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。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在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形块扇形块。其数量。其数量一般为一般为612。倾角固定，顶部预留平台倾角固定，顶部预留平台， 类型类型固定式固定式可倾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。倾角随载荷、转速自行调整，性能好。 FF设计：潘存云F湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损）减少转轴与支承之间

9、的摩擦和磨损分类：分类：滚动轴承滚动轴承三、滑动轴承的应用三、滑动轴承的应用滑动轴承滑动轴承应用实例：应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用滑动轴承。滑动轴承。优点多，应用广优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。构上要求剖分等场合。湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 材料要求：材料要求：13-2 滑动轴承的材料与润滑滑动轴承的材料与润滑1）摩擦系数小；）摩擦系数小；2）导热性好，热膨胀系数小；）导热性好，热膨胀

10、系数小；3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；4）有足够的机械强度和塑性。）有足够的机械强度和塑性。能同时满足这些要求的材料是难找的，应根据具体情况满足其主要的使用要求工程上常用浇铸或压合的方法将薄层材料工程上常用浇铸或压合的方法将薄层材料（轴承衬）粘附在轴瓦机体的内表面上。（轴承衬）粘附在轴瓦机体的内表面上。轴承衬轴承衬1、轴承合金（白合金、巴氏合金）、轴承合金（白合金、巴氏合金）优点：优点： f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐小，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、蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、

11、重载的轴承。重载的轴承。轴瓦承受载荷，并于轴有相对滑动，产生摩擦、磨损，并引起发热和温升轴瓦和轴承衬统称为轴承材料一、常用轴承材料一、常用轴承材料湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 2 青铜青铜缺点：缺点：价格贵、机械强度较差；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。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：工作温度：t120 由于巴式合金熔点低优点：优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性 都优于轴承合金。工作温度高达都优于轴承合金。工作温度高达250 。缺点：缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必

12、须淬硬可塑性差、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。铸铁轴瓦上。铝青铜铝青铜铅青铜铅青铜锡青铜锡青铜中速重载中速重载中速中载中速中载低速重载低速重载湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 3 具有特殊性能的轴承材料具有特殊性能的轴承材料含油轴承：含油轴承： 用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组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。织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。橡胶轴承：橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平具有较大的弹性，能减轻振动使运转平

13、稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻稳，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。机等有泥沙的场合。塑料轴承：塑料轴承：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐具有摩擦系数低、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。磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。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。铸铁：铸铁：用于不重要、低速轻载轴承。用于不重要、低速轻载轴承。缺点：缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此 缺陷，可作为轴承

14、衬粘复在金属轴瓦上使用。缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 表表13-2 常用轴瓦及轴承衬材料的性能常用轴瓦及轴承衬材料的性能材料及其代号材料及其代号 铸锡锑轴承合金铸锡锑轴承合金ZSnSb11Cu6铸铅锑轴承合金铸铅锑轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2铸锡青铜铸锡青铜ZCuSn10P1铸锡青铜铸锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5铸铝青铜铸铝青铜ZCuAl10Fe3pMpapvMpa.m/s平稳平稳冲击冲击25202015HBS金属型金属型 砂型砂型最高工作最高工作温度温度轴径硬度轴径硬度150HBS150HBS150HBS150HBS45HBC45HB

15、C45HBC45HBC45HBC45HBC150150150150280280280280280280272730309090808065656060110110100100151515158 815151010151515151212湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 A在轴承中，润滑油最重要的物理参数是粘度，它是选择润滑油的主要依据。粘度表征液体流动的内摩擦特性设计：潘存云二二 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑1 1、 润滑剂润滑剂作用：作用：降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。降低摩擦功耗、减少磨损、冷却、吸振、防锈等。分类分类液体液体润滑剂润滑剂润滑油润滑油半固体半固体润滑剂润滑

16、剂润滑脂润滑脂固体固体润滑剂润滑剂A. 润滑油润滑油在用的大部分润滑油为矿物油（石油）粘度粘度重要参数重要参数 A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。液体层与层之间摩擦切应力：液体层与层之间摩擦切应力：=dudy牛顿液体流动定律牛顿液体流动定律 液体的液体的动力粘度，动力粘度，简称简称粘度粘度 量纲：量纲：力力时间时间/ /长度长度2单位：单位：N s /m/m2 (Pa s s)或泊：或泊：1P=1 dyn s /cm/cm2 运动粘度：运动粘度：单位：单位： m m

17、2 / / s 或斯或斯St：cmcm2 / /s 或厘斯或厘斯cSt：1St=100 cSt1St=100 cSt实验结果：实验结果： oxyydydu分析位置y处薄层的受力 B我国石油产品是用运动粘度标定的 = 液体的密度液体的密度湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 表表13-3 常用常用润滑油的主要性质常用常用润滑油的主要性质名名 称称全损耗全损耗系统用油系统用油GB443-89汽轮机油汽轮机油GB11120-89代代 号号40 的粘度的粘度mm2/sL- -AN7 6.127.48 - -10 110凝点凝点 C闪点闪点(开式开式) C用于高速底负荷机械、用于高速底负荷机械、精密机床

18、、纺织纱锭的精密机床、纺织纱锭的润滑和冷却。润滑和冷却。普通机床的液压油。普通机床的液压油。用于一般滑动轴承、用于一般滑动轴承、齿轮、蜗轮的润滑齿轮、蜗轮的润滑用于重型机床导轨、用于重型机床导轨、矿山机械的润滑。矿山机械的润滑。用于汽轮机、发电机等用于汽轮机、发电机等高速高负荷轴承和各种高速高负荷轴承和各种小型液体润滑轴承小型液体润滑轴承L-AN100 90110 0 210L- -AN10 9.011.0 - -10 125L- -AN15 13.516.5 - -10 165L- -AN32 28.832.2 - -10 170L- -AN46 41.450.6 - -10 180L- -

19、AN68 61.274.8 - -10 190L-TSA32 28.835.2- -7 180L-TSA46 41.450.6主要用途主要用途湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 设计：潘存云0.080.080.070.070.060.060.050.050.040.040.030.030.020.020.010.013030 4040 50506060 7070 8080 9090B.B. 润滑脂润滑脂润滑油的特性润滑油的特性 1）温度）温度 t 2）压力）压力p 选用原则选用原则 1) 载荷大、温度高的轴承，载荷大、温度高的轴承，宜选用粘度大的油；宜选用粘度大的油；2) 载荷小、转速高的轴

20、承，载荷小、转速高的轴承，宜选用粘度小的油；宜选用粘度小的油； 润滑油与各种稠化剂润滑油与各种稠化剂（钙、钠、铝、锂等金属（钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成。皂）混合稠化而成。优点：优点：密封简单、不需要经密封简单、不需要经常添加、不易流失；对速度常添加、不易流失；对速度和温度不敏感，适用范围广和温度不敏感，适用范围广 但但p 350 才开始氧化，可在水中工作才开始氧化，可在水中工作摩擦系数低，使用温度范围广摩擦系数低，使用温度范围广 (- -60300 )，但遇水性能下降。，但遇水性能下降。摩擦系数低，只有石墨的一半。摩擦系数低，只有石墨的一半。使用方式：使用方式：1.1.调和在润滑油中；调和在润滑油中；2.2.涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜；3.3.混入金属或塑料粉末中烧结成型。混入金属或塑料粉末中烧结成型。其应用日渐广泛湖南科技大学专用 作者： 潘存云教授 主要失效形式：表面胶合与烧瓦主要失效形式：表面胶合与烧瓦在在油、脂油、脂中加入少量中加入少量石墨石墨或或二流化钼二流化钼粉末，形成边界油粉末，形成边界油膜，填平粗糙表面而减少磨损。不能完全排除磨损。膜，填平粗糙表面而减少磨损。不能完全排除磨损。1. 轴承的压强轴承的压强pF径向载荷