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机械设计基础与实践滑动轴承本讲稿第一页，共二十一页1 1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2 2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3 3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。一、轴承应满足如下基本要求：一、轴承应满足如下基本要求：二、轴承的分类二、轴承的分类 轴承轴承用来支承轴及轴上零件，保证轴的回转精度。根据轴承工作的摩擦性用来支承轴及轴上零件，保证轴的回转精度。根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸质，可分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点。而滚动轴承是标准部件，价格较低，安装方小、耐冲击和承载能力大等优点。而滚动轴承是标准部件，价格较低，安装方便，应用广泛。便，应用广泛。14.1 14.1 滑动轴承的分类和结构特点滑动轴承的分类和结构特点本讲稿第二页，共二十一页14.1.1 14.1.1 滑动轴承的分类、特点及应用滑动轴承的分类、特点及应用滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：要使用滑动轴承：工作转速很高，如汽轮发电机。工作转速很高，如汽轮发电机。要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。特重型的载荷，如水轮发电机。特重型的载荷，如水轮发电机。根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。工作时轴承和轴颈的支撑面间形成直接或间接活动摩擦的轴承，称为滑动工作时轴承和轴颈的支撑面间形成直接或间接活动摩擦的轴承，称为滑动轴承。轴承。14.1 14.1 滑动轴承的分类和结构特点滑动轴承的分类和结构特点本讲稿第三页，共二十一页根据所承受载荷的方向、滑动轴承可分为径向轴承、推力轴承两大类。根据所承受载荷的方向、滑动轴承可分为径向轴承、推力轴承两大类。根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和剖分式两类。根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和剖分式两类。滑动轴承的分类滑动轴承的分类根据颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和非液根据颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承体摩擦滑动轴承根据工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同，液体摩擦滑根据工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同，液体摩擦滑 动轴承又分为动轴承又分为液体动压润滑轴承和液体静压润滑轴承，简称动液体动压润滑轴承和液体静压润滑轴承，简称动 压轴承和静压轴承。压轴承和静压轴承。14.1 14.1 滑动轴承的分类和结构特点滑动轴承的分类和结构特点本讲稿第四页，共二十一页14.1.2 14.1.2 滑动轴承的结构滑动轴承的结构径向滑动轴径向滑动轴承的典型结承的典型结构构1 11.1.径向滑动轴承径向滑动轴承(1)(1)整体式滑动轴承整体式滑动轴承特点：结构简单，成本低廉。特点：结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。轴承座轴承座整体轴套整体轴套螺纹孔螺纹孔油杯孔油杯孔因磨损而造成的间隙无法调整。因磨损而造成的间隙无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。只能从沿轴向装入或拆出。14.1 14.1 滑动轴承的分类和结构特点滑动轴承的分类和结构特点本讲稿第五页，共二十一页(2)(2)部分式滑动轴承部分式滑动轴承特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。部分式轴承部分式轴承(整体轴套整体轴套)对开式轴承对开式轴承(剖分轴套剖分轴套)14.1 14.1 滑动轴承的分类和结构特点滑动轴承的分类和结构特点本讲稿第六页，共二十一页2.2.推力滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：推力滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用 于低速、轻载的场合。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。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。由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低由于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%50%。空心式空心式单环式单环式多环式多环式14.1 14.1 滑动轴承的分类和结构特点滑动轴承的分类和结构特点本讲稿第七页，共二十一页14.2 14.2 滑动轴承的摩擦状态和失效形式滑动轴承的摩擦状态和失效形式 摩擦是指在外力作用下，一物体相对另一物体运动或有运动趋势时，在其接摩擦是指在外力作用下，一物体相对另一物体运动或有运动趋势时，在其接触表面间所产生切向阻力（摩擦力）的现象。滑动轴承运动时，其轴颈与轴瓦相触表面间所产生切向阻力（摩擦力）的现象。滑动轴承运动时，其轴颈与轴瓦相对运动的摩擦性质为滑动摩擦。实践表明，随着工作条件和润滑性能的变化，轴对运动的摩擦性质为滑动摩擦。实践表明，随着工作条件和润滑性能的变化，轴颈与轴瓦滑动表面间的摩擦状态亦有所不同。根据两滑动表面之间有油、无油，颈与轴瓦滑动表面间的摩擦状态亦有所不同。根据两滑动表面之间有油、无油，油多、油少的不同润滑情况，可能产生以下几种摩擦状态油多、油少的不同润滑情况，可能产生以下几种摩擦状态 (a)(a)干摩擦干摩擦 (b)(b)边界摩擦边界摩擦 (c)(c)液体摩擦液体摩擦 (d)(d)混合摩擦混合摩擦本讲稿第八页，共二十一页 滑动轴承的失效是由多种原因引起的，其失效形式也有多种，有时几种滑动轴承的失效是由多种原因引起的，其失效形式也有多种，有时几种形式并存，相互影响。根据滑动轴承的工作情况，其主要失效形式为形式并存，相互影响。根据滑动轴承的工作情况，其主要失效形式为:磨粒磨损磨粒磨损 刮伤刮伤 胶合胶合(烧瓦烧瓦)疲劳破坏疲劳破坏 腐蚀磨损腐蚀磨损 14.2 14.2 滑动轴承的摩擦状态和失效形式滑动轴承的摩擦状态和失效形式 本讲稿第九页，共二十一页14.3 14.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构滑动轴承的材料和轴瓦结构 14.3.1 14.3.1 轴瓦的结构和滑动轴承的材料轴瓦的结构和滑动轴承的材料1.1.轴瓦的结构轴瓦的结构常用的轴瓦结构有整体式和剖分式两类。常用的轴瓦结构有整体式和剖分式两类。整体式整体式 整体式轴承整体式轴承采用整体式轴瓦，整采用整体式轴瓦，整体式轴瓦又称轴套，体式轴瓦又称轴套，分为光滑轴套和带纵分为光滑轴套和带纵向油槽轴套两种。向油槽轴套两种。本讲稿第十页，共二十一页部分式部分式 部分式轴承采用部分式部分式轴承采用部分式轴瓦。为了使轴承与轴瓦结轴瓦。为了使轴承与轴瓦结合牢固，可在轴瓦基体内壁合牢固，可在轴瓦基体内壁制出沟槽，使其与合金轴承制出沟槽，使其与合金轴承衬结合更牢。衬结合更牢。为了使润滑油能均匀流到为了使润滑油能均匀流到整个工作表面上，轴瓦上要开整个工作表面上，轴瓦上要开出油沟，油沟和油孔应开在非出油沟，油沟和油孔应开在非承载区，以保证承载区油膜的承载区，以保证承载区油膜的连续性。连续性。观看油孔、油沟样式动画观看油孔、油沟样式动画14.3 14.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构滑动轴承的材料和轴瓦结构 本讲稿第十一页，共二十一页2.2.轴承材料轴承材料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。轴承材料性能应满足以下要求：衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求：减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。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。良的能力。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。粒磨损的性能。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。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。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（或性质）。和粗糙度的能力（或性质）。14.3 14.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构滑动轴承的材料和轴瓦结构 本讲稿第十二页，共二十一页常用轴承材料有：常用轴承材料有：金属材料金属材料粉末冶金材料粉末冶金材料非金属材料非金属材料轴承合金（巴氏合金、白合金）是由锡、铅、锑、铜等组成的合金轴承合金（巴氏合金、白合金）是由锡、铅、锑、铜等组成的合金铜合金铜合金 分为青铜和黄铜两类。分为青铜和黄铜两类。铸铁铸铁 有普通灰铸铁、球墨铸铁等。有普通灰铸铁、球墨铸铁等。由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成的多孔隙轴瓦材料。由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成的多孔隙轴瓦材料。有塑料、硬木、橡胶和石磨等，其中塑料用的最多有塑料、硬木、橡胶和石磨等，其中塑料用的最多14.3 14.3 滑动轴承的材料和轴瓦结构滑动轴承的材料和轴瓦结构 本讲稿第十三页，共二十一页14.4 14.4 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑1.1.润滑脂及其选择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。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。轴承中。选择原则：选择原则：(1)(1)当压力高和滑动速度低时，选择锥入度小一些的品种；反之，选择当压力高和滑动速度低时，选择锥入度小一些的品种；反之，选择 锥度大一些的品种。锥度大一些的品种。(2)(2)所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20203030，以免，以免 工作时润滑脂过多地流失。工作时润滑脂过多地流失。(3)(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。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑本讲稿第十四页，共二十一页2.2.润滑装置及润滑方法润滑装置及润滑方法常用的润滑方法有：常用的润滑方法有：油润滑油润滑1 1）间歇式供油）间歇式供油旋套式注油油杯旋套式注油油杯压配式压注油杯压配式压注油杯14.4 14.4 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑本讲稿第十五页，共二十一页2 2）连续式供油）连续式供油3 3）飞溅润滑）飞溅润滑4 4）压力循环润滑）压力循环润滑14.4 14.4 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑本讲稿第十六页，共二十一页3.3.润滑方法的选择润滑方法的选择根据公式算出根据公式算出K K值，通过查表确定滑动轴承的润滑方法和润滑剂类型。值，通过查表确定滑动轴承的润滑方法和润滑剂类型。式中：式中：p p为轴颈上的平均压强，单位为轴颈上的平均压强，单位MPaMPa，v v为轴颈的圆周速度，单位为轴颈的圆周速度，单位m/sm/sK K 值值润滑方式润滑方式19001900190016000190016000160003000016000300003000030000润滑脂润滑润滑脂润滑润滑油滴油润滑润滑油滴油润滑飞溅式润滑飞溅式润滑循环压力润滑循环压力润滑14.4 14.4 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑本讲稿第十七页，共二十一页14.5 14.5 不完全流体润滑滑动轴承的计算不完全流体润滑滑动轴承的计算 本讲稿第十八页，共二十一页14.5 14.5 不完全流体润滑滑动轴承的计算不完全流体润滑滑动轴承的计算 本讲稿第十九页，共二十一页轴瓦本讲稿第二十页，共二十一页轴瓦本讲稿第二十一页，共二十一页