第13章滑动轴承

1、第十三章第十三章 滑动轴承滑动轴承13-1 摩擦、磨损及润滑基本知识摩擦、磨损及润滑基本知识摩擦：摩擦：在外力的作用下一个物体相对另一个物体运在外力的作用下一个物体相对另一个物体运动或有相对运动趋势时，由法向外力引起的两物体动或有相对运动趋势时，由法向外力引起的两物体接触面间产生的切向力，这种现象称为摩擦，这种接触面间产生的切向力，这种现象称为摩擦，这种切向力称为摩擦力。切向力称为摩擦力。现在把研究有关摩擦、磨损和润滑的科学与技术统称为现在把研究有关摩擦、磨损和润滑的科学与技术统称为摩摩擦学擦学。把在机械设计中正确运用摩擦学知识与技术，使之。把在机械设计中正确运用摩擦学知识与技术，使之具有良好

2、的摩擦性能的这一过程称为具有良好的摩擦性能的这一过程称为摩擦学设计摩擦学设计。一、摩擦一、摩擦根据摩擦面间存在润滑剂的情况，将摩擦根据摩擦面间存在润滑剂的情况，将摩擦表面的摩擦可分为：表面的摩擦可分为：干摩擦、边界摩擦干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦液体摩擦和混合摩擦摩摩 擦擦内摩擦内摩擦外摩擦外摩擦二、磨损二、磨损磨损分类方法有多种，大体可概括为两类：磨损分类方法有多种，大体可概括为两类：根据磨损结果着重对磨损表面外观描述，如根据磨损结果着重对磨损表面外观描述，如点蚀磨损点蚀磨损、胶合磨损胶合磨损、擦伤磨损擦伤磨损等；等；根据磨损机理来分类，分为根据磨损机理来分类，分为:粘着磨损粘着磨损

3、、磨料磨料磨损磨损、疲劳磨损疲劳磨损和和腐蚀磨损腐蚀磨损等。等。三、润滑剂三、润滑剂润滑剂润滑剂是是润滑油润滑油、润滑脂润滑脂和和润滑剂润滑剂的总称。的总称。润滑油的粘度润滑油的粘度反映了润滑油在外力作用下抵抗剪反映了润滑油在外力作用下抵抗剪切变形的能力，也是切变形的能力，也是内摩擦力内摩擦力大小的标志。大小的标志。1、润滑油的粘度、润滑油的粘度动力粘度动力粘度 ，单位，单位 ，称为，称为“帕秒帕秒”，常用，常用 表示。表示。运动粘度运动粘度 ，单位，单位cm2/s,称为称为“斯斯”，常用，常用St表示。表示。SP a2S/mN条件粘度，如恩氏粘度，用条件粘度，如恩氏粘度，用 表示。表示。tE

4、2、润滑油的粘温特性和粘压特性、润滑油的粘温特性和粘压特性1）粘温特性）粘温特性 润滑油的粘度随着温度升高而迅速下降。润滑油的粘度随着温度升高而迅速下降。mttt)/(00)/ln()/ln(00ttmt2）粘压特性）粘压特性 润滑油的粘度随着压力的升高而增大。润滑油的粘度随着压力的升高而增大。pe00-常压下油的粘度；常压下油的粘度；P -油的压力；油的压力；-粘压指数。粘压指数。3、润滑油的其它特性、润滑油的其它特性1）油性）油性2）凝点）凝点3）极压性）极压性4）酸值）酸值4、润滑脂、润滑脂钙基润滑脂钙基润滑脂钠基润滑脂钠基润滑脂锂基润滑脂锂基润滑脂铝基润滑脂铝基润滑脂5、固体润滑剂、固

5、体润滑剂无机化合物无机化合物 石墨、二硫化钼、二硫化钨、石墨、二硫化钼、二硫化钨、 氮化硼氮化硼有机化合物有机化合物 蜡、聚四氟乙烯、酚醛树脂蜡、聚四氟乙烯、酚醛树脂金属及金属化合物金属及金属化合物 Pb、 Sn、 Zn主要应用于不宜使用润滑油或润滑脂的场合，如高温、主要应用于不宜使用润滑油或润滑脂的场合，如高温、高压、极低温、真空、不允许污染及无法给油的场合。高压、极低温、真空、不允许污染及无法给油的场合。有时与金属混合制成自润滑复合材料。有时与金属混合制成自润滑复合材料。6、气体润滑剂、气体润滑剂气体润滑剂主要有空气、氢气和氩气等。气体润滑剂主要有空气、氢气和氩气等。气体润滑剂应用于不能用

6、润滑油的场合，如原子能气体润滑剂应用于不能用润滑油的场合，如原子能工业、化学工业、食品工业和纺织工业等。工业、化学工业、食品工业和纺织工业等。四、润滑方式及润滑装置1）油润滑）油润滑润滑方法有间歇供油润滑和连续供油润滑两种。针阀式油杯针阀式油杯油芯式油杯油芯式油杯浸油润滑浸油润滑油环润滑油环润滑压力循环润滑装置压力循环润滑装置飞溅润滑飞溅润滑溅油盘装置溅油盘装置2）脂润滑）脂润滑旋盖油杯旋盖油杯脂润滑压注油杯脂润滑压注油杯13-2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式滑动轴承的特点：滑动轴承的特点：1）在高速重载下能正常工作，寿命长；）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；）精度高；3）

7、可做成剖分式，满足特殊场合的需要；）可做成剖分式，满足特殊场合的需要；4）液体摩擦轴承具有缓冲、吸振的作用；）液体摩擦轴承具有缓冲、吸振的作用；5）径向尺寸小；）径向尺寸小；6）起动摩擦阻力大。）起动摩擦阻力大。 按所受载荷的方向滑动轴承分为：按所受载荷的方向滑动轴承分为：径向滑动径向滑动轴承轴承和和推力滑动轴承推力滑动轴承。一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承1）整体式径向滑动轴承）整体式径向滑动轴承2）剖分式径向滑动轴承）剖分式径向滑动轴承1）整体式径向滑动轴承）整体式径向滑动轴承整体式轴承结构简单、成本低，但磨损后间隙无法调整，整体式轴承结构简单、成本低，但磨损后间隙无法调整，轴径只能从端部

8、装入。轴径只能从端部装入。2） 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在装拆轴时轴径不需要轴向移动，拆装方便，剖分式滑动轴承在装拆轴时轴径不需要轴向移动，拆装方便，可调节轴承间隙。可调节轴承间隙。二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承图 1 3 - 1 2 固 定 瓦 推 力 轴 承推力滑动轴承用来承受轴向载荷。推力滑动轴承用来承受轴向载荷。图 1 3 - 1 2 固 定 瓦 推 力 轴 承固定瓦推力轴承结构固定瓦推力轴承结构13.3 轴承材料和轴瓦结构轴承材料和轴瓦结构一、轴瓦材料一、轴瓦材料1）要求轴瓦材料具备下述性能：）要求轴瓦材料具备下述性能： 轴瓦材料要有足够的轴瓦材料要有足够

9、的疲劳强度疲劳强度，保证轴瓦在变载荷作用，保证轴瓦在变载荷作用下有足够的寿命。下有足够的寿命。 轴瓦材料要有足够的轴瓦材料要有足够的抗压强度抗压强度，以防止产生过大的塑性，以防止产生过大的塑性变形。变形。 轴瓦材料要有良好的轴瓦材料要有良好的减摩性、耐磨性减摩性、耐磨性，要求摩擦系数小；，要求摩擦系数小；轴瓦轴瓦抗磨损抗磨损性能好。性能好。 抗胶合抗胶合能力强，以防止因摩擦发热使油膜破裂后造成胶合。能力强，以防止因摩擦发热使油膜破裂后造成胶合。 有较好的有较好的吸附吸附能力，便于形成边界膜。能力，便于形成边界膜。 较好的较好的顺应性顺应性和和嵌藏性嵌藏性。 顺应性：顺应性：轴瓦顺应轴的弯曲及其

10、它几何误差的能力。轴瓦顺应轴的弯曲及其它几何误差的能力。 嵌藏性：嵌藏性：轴瓦材料容纳进润滑油中微小的固体颗粒，以避免轴瓦材料容纳进润滑油中微小的固体颗粒，以避免 轴瓦和轴颈被刮伤的能力。轴瓦和轴颈被刮伤的能力。 要有经济性、加工工艺性和耐腐蚀性等。要有经济性、加工工艺性和耐腐蚀性等。2）常见的轴瓦材料及其性质）常见的轴瓦材料及其性质轴瓦材料可分为三类：轴瓦材料可分为三类：金属材料金属材料、粉末冶金材料粉末冶金材料和和非金属非金属材料材料。 铸铁铸铁 轻载、低速轴承的轴瓦材料。轻载、低速轴承的轴瓦材料。 轴承合金轴承合金又称白金或巴氏合金，轴承合金的减摩、耐磨性又称白金或巴氏合金，轴承合金的减

11、摩、耐磨性好，抗胶合性好，嵌藏性好，是最好的轴瓦或轴承衬材料。好，抗胶合性好，嵌藏性好，是最好的轴瓦或轴承衬材料。 青铜青铜 强度高，承载能力大，抗胶合性能仅次于轴承合金。强度高，承载能力大，抗胶合性能仅次于轴承合金。可在较高温度下工作，但可塑性差，不易跑合。可在较高温度下工作，但可塑性差，不易跑合。 其他材料其他材料 用粉末冶金法制成的轴承，具有多孔性组织，用粉末冶金法制成的轴承，具有多孔性组织，孔隙内可以贮存润滑油孔隙内可以贮存润滑油含油轴承。含油轴承。 非金属材料非金属材料 石墨、橡胶、塑料、尼龙。石墨、橡胶、塑料、尼龙。二、轴瓦结构二、轴瓦结构轴承衬与瓦背的结合形式轴承衬与瓦背的结合形

12、式整体式轴瓦整体式轴瓦剖分式轴瓦剖分式轴瓦为了向摩擦表面输送和分布润滑剂，在轴瓦内表面为了向摩擦表面输送和分布润滑剂，在轴瓦内表面开有油沟。开有油沟。液体摩擦轴承的油沟液体摩擦轴承的油沟应开在应开在非承载区非承载区，周，周向油沟应开在轴承的向油沟应开在轴承的两端，以免影响承载两端，以免影响承载能力。能力。轴向油沟轴向油沟径向油沟径向油沟对某些承载较大的轴承，为使润滑油沿轴向能较均对某些承载较大的轴承，为使润滑油沿轴向能较均匀的分布在轴瓦内，开有油室。匀的分布在轴瓦内，开有油室。开在整个非承载区的油室开在整个非承载区的油室开在两侧的油室，适于载荷方开在两侧的油室，适于载荷方向变化或轴经常正、反向

13、旋转向变化或轴经常正、反向旋转的轴承。的轴承。13.4 非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计计算计算一、非液体摩擦径向滑动轴承的计算一、非液体摩擦径向滑动轴承的计算 1 1）验算平均压强）验算平均压强 p 值值.pdLFpr100060.100060.pLnFdLndFprr100060.nd2）验算）验算 pv 值值 pv值与摩擦率损耗成正比值与摩擦率损耗成正比,它简略地表征轴承的它简略地表征轴承的发热因素。发热因素。3）验算速度）验算速度v二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算1） 验算单位压力验算单位压力 k由于止推面上有油由于止推面上有油沟使止推的

14、面积减小的沟使止推的面积减小的系数系数.).(4202pkddZFpa2） 验算验算pvm值值mmpp100060.ndmmm环形推力面的平均线速度环形推力面的平均线速度m/sdm环形推力面的平均直径（环形推力面的平均直径（mm)20dddm13.5 液体动压润滑原理简介液体动压润滑原理简介一、形成动压油膜的必要条件一、形成动压油膜的必要条件1)相对运动两工作表面间相对运动两工作表面间必须有楔形间隙；必须有楔形间隙；2)两工作表面间要充满具两工作表面间要充满具有一定粘度的润滑油；有一定粘度的润滑油；3)两工作表面间要有一定两工作表面间要有一定的相对速度的相对速度,并保证润并保证润滑油从大口流入

15、，从滑油从大口流入，从小口流出。小口流出。借助于相对运动在轴承间隙中形成的压力油膜称为借助于相对运动在轴承间隙中形成的压力油膜称为动压油膜动压油膜。二、向心滑动轴承动压油膜形成过程二、向心滑动轴承动压油膜形成过程动压轴承的承载能力与轴径的转速、润滑油动压轴承的承载能力与轴径的转速、润滑油的粘度轴承的长径比、楔形间隙尺寸等有关。的粘度轴承的长径比、楔形间隙尺寸等有关。为了获得液体摩擦，必须保证一定的油膜厚为了获得液体摩擦，必须保证一定的油膜厚度。度。13.6 13.6 液体静压润滑原理简介液体静压润滑原理简介一、液体静压推力轴承工作原理一、液体静压推力轴承工作原理液体静压轴承液体静压轴承是是用高压油泵把高用高压油泵把高压油送到轴承间压油送到轴承间隙中隙中,强制形成油强制形成油膜膜,靠液体的静压靠液体的静压平衡外载荷。平衡外载荷。二、二、 液体静压径向轴承的工作原理液体静压径向轴承的工作原理静压向心轴承工作原理图静压向心轴承工作原理图径向封油面径向封油面轴向封油面轴向封油面液体静压轴承的主要特点：液体静压轴承的主要特点：1）润滑状态和油膜力与轴颈转速关系很小，即使）润滑状态和油膜力与轴颈转速关系很小，即使轴颈不转也可以形成油膜。轴颈不转也可以形成油膜。2）提高油压就可以提高承载能力，在重载条件下）提