第12章滑动轴承

机械设计第12章滑动轴承12－1概述

1．分类⑴根据轴承工作的摩擦性质分滑动(摩擦)轴承

滚动(摩擦)轴承

⑵根据承受载荷方向分径向轴承（承受径向载荷）

止推轴承（承受轴向载荷）

⑶根据轴承润滑状态分

无液体润滑轴承

不完全液体润滑轴承

液体润滑轴承

液体动力润滑轴承

液体静压滑动轴承

2．特点优点：⑴寿命长，宜于高速；

⑵耐冲击、振动：吸附膜作用；

⑶运转精度高；

⑷结构简单；

⑸承载能力高。缺点：起动阻力大，润滑、维护较滚动轴承复杂。3．应用场合

⑴高速；

⑵高精度；

⑶重载；

⑷装配时要求剖分式结构轴承（如曲轴）；

⑸巨大冲击、振动；

⑹特殊工作条件下（如水中、腐蚀介质等）工作的轴承；

⑺安装轴承处径向空间尺寸受限制时；12－2径向滑动轴承的典型结构

1．整体式特点：结构尺寸已标准化，结构简单，装拆不便，磨损后无法调整轴承间隙。应用：低速、轻载的间歇工作场合，但类似于曲轴的中间轴承无法安装。2．剖分式特点：由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦和双头螺柱组成，装拆方便，磨损后可通过减少剖分面垫片厚度来调整轴承间隙。应用：通常轴承宽径比小于1.5。12－2径向滑动轴承的典型结构

3．自动调心式特点：轴瓦外表面作成球面形状，与轴承盖及轴承座的球状内表面相配合，轴瓦可自动调位以适应轴颈在轴弯曲时所产生的偏斜。应用：轴承宽径比大于1.5时采用。12－2径向滑动轴承的典型结构

12－3滑动轴承的失效形式及常用材料

一、滑动轴承的失效

1、磨粒磨损进入轴承间隙的硬颗粒(如灰尘、砂粒等)有的嵌入轴承表面，有的游离于间隙中并随轴一起转动，它们都将对轴颈和轴承表面起研磨作用。在起动、停车或轴颈与轴承发生边缘接触时，它们都将加剧轴承磨损，导致几何形状改变、精度丧失，轴承间隙加大，使轴承性能在预期寿命前急剧恶化。

2、刮伤进入轴承间隙中的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶，在轴承上划出线状伤痕，导致轴承因刮伤而失效。3、咬粘(胶合)

当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，或在润滑油供应不足条件下，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生粘附和迁移，从而造成轴承损坏。咬粘有时甚至可能导致相对运动中止。4、疲劳剥落在载荷反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，当裂纹向轴承衬与衬背结合面扩展后，造成轴承衬材料的剥落；它与轴承衬和衬背因结合不良或结合力不足造成轴承衬的剥离有些相似，但疲劳剥落周边不规则，结合不良造成的剥离则周边比较光滑。5、腐蚀润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀性，特别是对铸造铜铅合金个的铅，易受腐蚀而形成点状的脱落。一、滑动轴承的失效12－3滑动轴承的失效形式及常用材料

材料要求：二、轴瓦及轴承衬材料1）摩擦系数小；2）导热性好，热膨胀系数小；3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；4）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，但应根据具体情况主要的使用要求。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。轴承衬一、轴承合金（白合金、巴氏合金）1）锡锑轴承合金优点：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。2）青铜缺点：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：t<120℃

由于巴式合金熔点低优点：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）具有特殊性能的轴承材料含油轴承：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。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。塑料轴承：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。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：用于不重要、低速轻载轴承。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。表12-1常用轴瓦及轴承衬材料的性能材料及其代号铸锡锑轴承合金ZSnSb11Cu6铸铅锑轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2铸锡青铜ZCuSn10P1铸锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5铸铝青铜ZCuAl10Fe3[p]Mpa[pv]Mpa.m/s平稳冲击25202015HBS金属型砂型最高工作温度℃轴径硬度150HBS150HBS45HBC45HBC45HBC150150280280280273090806560110100151581510151512§12－4轴瓦结构

一、轴瓦的形式与结构形式：整体式；对开式整体式轴瓦：整体轴套；单层、双层、三层等的卷制轴套非金属整体式轴瓦：整体非金属轴套；钢套上衬非金属材料对开式轴瓦有厚壁轴瓦和薄壁轴瓦之分。厚壁轴瓦用铸造方法制造，内表面可附有轴承衬，常将轴承合金用离心铸造法浇注在铸铁、钢或青铜轴瓦的内表面上。为使轴承合金和轴瓦贴附得好，常在轴瓦内表面上制出各种形式的榫头、凹沟或螺纹。薄壁轴瓦由于能用双金属板连续轧制等新工艺进行大量生产，故质量稳定，成本低，但轴瓦刚性小，装配时不再修刮轴瓦内圆表面，轴瓦受力后，其形状完全取决于轴承座的形状，因此，轴瓦和轴承座均需精密加工。薄壁轴瓦在汽车发动机、柴油机上得到广泛的应用。二、轴瓦的定位

轴瓦和轴承座不允许有相对移动。为了防止轴瓦移动，可将其两端做出凸缘来作轴向定位，也可以用紧定螺钉或销钉将其固定在轴承座上，或在轴瓦剖分面上冲出定位唇以供定位用。三、油孔及油槽

为了把润滑油导入整个摩擦面间，轴瓦或轴颈上须开设油孔或油槽。对于液体动压径向轴承，有轴向油槽和周向油槽两种形式可供选择。轴向油槽分为单轴向油槽和双轴向油槽。对于整体式径向轴承，轴颈单向旋转时，荷载方向变化不大，单轴向油槽最好开设在最大油膜厚度位置，以保证润滑油从压力最小的地方输入轴承。对开式径向轴承，常把轴向油槽开设轴承剖分面处（剖分面与荷载作用线成90°），如果轴颈双向旋转，可在轴承剖分面上开设双轴向油槽，通常轴向油槽应较轴承宽度稍短，以便在轴承两端留出封油面，防止润滑油从端部大量流失。周向油槽适用于载荷方向变动范围超出180°的场合，它常设在轴承宽度中部，把轴承分为两个独立部分；当宽度相同时，设有周向油槽轴承的承载能力低于设有轴向油槽的轴承。12－5滑动轴承润滑剂的选用一、润滑脂及其选择

选择润滑脂品种的一般原则为：

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。

2）

所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20~30℃，以免工作时润滑脂流失过多。

3）

在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性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。

使用润滑脂也可以形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。润滑脂属于半固体润滑剂，流动性差，故无冷却效果。常用在那些要求不高、难以经常供油，或低速重载以及作摆动运动的轴承中。二、润滑油及其选择

润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂。液体动压轴承常采用润滑油作润滑剂。原则上讲，当转速高、压力小时，应选用粘度较低的油，反之，当转速低、压力大时，应选用粘度较高的油。润滑油粘度随温度升高而降低,故在较高温度下工作的轴承(例如t>60℃)，油的粘度应高一些。三、固体润滑剂

固体润滑剂可以在摩擦表面上形成固体膜以减小摩擦阻力，通常只用于一些有特殊要求的场合。3.

固体润滑剂缺点：摩擦损耗较大、机械效率低，不适宜高速场合。目前使用最多的是钙基脂，有耐水性，常用于60℃以下的各种机械设备的轴承。聚氟乙烯树脂用于润滑油不能胜任工作的场合：高温、低速重载。石墨二流化钼（MoS2）---性能稳定、t>350℃才开始氧化，