1、 第十三章 滑動軸承 滑動軸承的特點及應(yīng)用w 優(yōu)點：優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝拆方便；具有良好的耐沖擊性和吸振性能，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，旋轉(zhuǎn)精度高；壽命長，可做成剖分式。w 缺點：缺點： 維護復(fù)雜；對潤滑條件要求高；邊界潤滑軸承的摩擦損耗較大。w 應(yīng)用：應(yīng)用： 1、高速、高精度、重載、要求剖分結(jié)構(gòu)的場合。 （大型發(fā)電機主軸、儀表、雷達）。 2、低速、有沖擊和惡劣環(huán)境的機器中。 （如水泥攪拌機，破碎機）?；瑒虞S承整體式徑向滑動軸承 13.1 摩擦、磨損及潤滑基本知識w 在正壓力作用下相互接觸的兩個物體受切向外力的影響而發(fā)生相對滑動，或有相對滑動的趨勢時，在接觸表面上就會產(chǎn)生抵抗滑動的阻力，這一自然現(xiàn)象稱作

2、摩擦摩擦，這時所產(chǎn)生的阻力叫作摩擦力摩擦力。w 摩擦是一種不可逆過程，其結(jié)果會有能量損失和摩擦表面物質(zhì)的喪失或轉(zhuǎn)移，即磨損。w 為了控制摩擦、磨損，提高機械效率，減少能量損失，降低材料消耗，保證機器工作的可靠性,采取的有效手段為潤滑。摩擦的分類w 1 1、內(nèi)摩擦：、內(nèi)摩擦： 發(fā)生在物質(zhì)內(nèi)部，阻礙分子間相對運動的摩擦。w 2 2、外摩擦：、外摩擦： 當相互接觸的兩個物體發(fā)生相對滑動或有相對滑動的趨勢時，在接觸表面上產(chǎn)生的阻礙相對滑動的摩擦。 根據(jù)摩擦表面間存在潤滑劑的情況，摩擦根據(jù)摩擦表面間存在潤滑劑的情況，摩擦又分為：又分為：干摩擦；邊界摩擦；液體摩擦；混合摩擦。 1、干摩擦w 定義及特點：定

3、義及特點： 干摩擦是指表面間無任何潤滑劑或保護膜的純金屬接觸時的摩擦。此時，摩擦系數(shù)最大，f0.3，伴隨有大量的摩擦功損耗和嚴重的磨損，在滑動軸承中表現(xiàn)為強烈的升溫，甚至把軸瓦燒毀。所以在滑動軸承中不允許出現(xiàn)干摩擦。2、邊界摩擦w 定義及特點：定義及特點： 兩摩擦面間加入潤滑油后，在金屬表面會形成一層邊界膜，它可能是物理吸附膜，也可能是化學反應(yīng)膜。邊界油膜很薄(厚度小于1m)，不足以將兩金屬表面完全分開，在相互運動時兩金屬表面微觀的凸峰部分仍將相互接觸，這種狀態(tài)叫邊界摩擦（邊界潤滑）。 3、流體摩擦w 定義及特點定義及特點 兩摩擦表面被流體（液體或氣體）完全隔開，沒有金屬表面間的摩擦，只有流體

4、之間的摩擦，這種摩擦叫流體摩擦，屬于內(nèi)摩擦。流體摩擦的摩擦系數(shù)很?。╢=0.0010.13）,不會發(fā)生金屬表面的磨損，是理想的摩擦狀態(tài)。但實現(xiàn)流體摩擦（流體潤滑）必須具備一定的條件。 4、混合摩擦w 定義：定義： 兩摩擦面間同時存在干摩擦、邊界摩擦和流體摩擦的現(xiàn)象稱混合摩擦狀態(tài)。二、磨 損w 磨損：磨損： 運動副之間的摩擦將導(dǎo)致機體表面材料的逐漸喪失或轉(zhuǎn)移，即形成了磨損。w 根據(jù)磨損導(dǎo)致的表面外觀狀態(tài)分：根據(jù)磨損導(dǎo)致的表面外觀狀態(tài)分： 點蝕磨損，膠合磨損、擦傷磨損。w 根據(jù)磨損形成的機理分：根據(jù)磨損形成的機理分： 1 粘著磨損 、2 磨料磨損、3 疲勞磨損、 4 腐蝕磨損。1、粘著磨損w 相對

5、運動的兩表面經(jīng)常處于混合摩擦狀態(tài)或邊界摩擦狀態(tài)。當載荷較大，相對運動速度較高時，邊界膜可能破壞，金屬直接接觸，形成粘結(jié)點。繼續(xù)運動時會發(fā)生材料在表面間的轉(zhuǎn)移、表面刮傷以至膠合，這種現(xiàn)象叫粘著磨損。w 粘著磨損與材料的硬度、相對滑動速度、工作溫度及載荷大小等因素有關(guān)。 2、磨料磨損w定義及機理：定義及機理： 從外部進入摩擦面間的游離硬顆?；蚪饘俦砻孑^硬的微峰在較軟材料的表面上犁刨出很多溝紋，使金屬表面材料脫落，脫落下來的部分金屬粉末又成為新的游離顆粒，這樣的微切削過程就叫磨料磨損。w影響磨損的因素：影響磨損的因素： 材料的硬度和磨粒的尺寸與硬度。 （一般情況下，材料的硬度越高，耐磨性越好；金屬的

6、磨損量隨磨粒平均尺寸的增加而增大，隨磨粒硬度的增高而加大。） 3、疲勞磨損w 在接觸應(yīng)力多次重復(fù)作用下，就會在零件工作表面或表面下一定深度處形成疲勞裂紋，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋逐步擴展進而表面金屬脫落，致使表面上出現(xiàn)許多凹坑，這種現(xiàn)象叫疲勞磨損疲勞磨損，又稱“點蝕點蝕”。w 點蝕使零件不能正常工作而失效，這是重復(fù)應(yīng)力作用下高副接觸零件常見的失效形式之一。4、腐蝕磨損w 摩擦副受到空氣中的酸或潤滑油、燃油中殘存的少量無機酸（如硫酸）及水份的化學作用或電化學作用，在相對運動中造成表面材料的損失叫做腐蝕磨損。三、潤滑劑n 潤滑劑的作用：潤滑劑的作用：在相對運動的表面間加入潤滑劑，可以降低摩擦，

7、減少磨損，提高效率，延長機體壽命，同時還有冷卻、防腐、密封等作用。n 潤滑劑的分類：潤滑劑的分類： 氣體、液體(潤滑油)、半固體（潤滑脂）、固體。 1、潤滑油w 潤滑油的分類：潤滑油的分類：1、有機油。（通常是動植物油）2、礦物油。（主要是石油產(chǎn)品）3、化學合成油。 潤滑油的主要理化性能指標w 1 1、粘度、粘度 粘度是潤滑油最重要的物理性能指標，也是選擇潤滑油的主要依據(jù)。它表示流體抵抗變形的能力，它表征油層間內(nèi)摩擦阻力的大小。w 根據(jù)牛頓的粘性流體摩擦定律牛頓的粘性流體摩擦定律，在流體中任意點處的剪應(yīng)力均與其剪切率（或速度梯度）成正比：動力粘度dudyn 是油層中任一點的速度;n 是該點的速

8、度梯度；n 是比例系數(shù)，即液體的動力粘度動力粘度，簡稱粘度粘度。 單位是Ns/m(即Pas) “帕秒”dudyududy 動力粘度的定義w 相距1，面積各為1平方米的兩層平行液體間，產(chǎn)生1m/s的相對移動速度時，所需施加的力為1N，則這種液體的動力粘度為1Pas。211/Pa sN s m w 粘度的分類粘度的分類 動力粘度、 運動粘度、 條件粘度。運動粘度運動粘度w 用液體的動力粘度與同溫度下該液體的密度的比值/表示粘度，稱為運動粘度。w 同溫度下該液體的密度；w 單位是cm/s，叫做“斯”，常用St表示。w 我國規(guī)定以油在40時的運動粘度的平均值（mmscSt厘斯）作為油的牌號。 /條件粘

9、度w 定義：定義： 在一定的條件下，利用某些規(guī)格的粘度劑，測量潤滑油穿過規(guī)定孔道的時間來進行計量的粘度單位稱為條件粘度。w 恩氏粘度恩氏粘度( (Et):Et): 即當200mL的油，在規(guī)定的恒溫t時流過恩氏粘度計所需的時間與同體積蒸餾水在20時流過粘度計的時間之比。 粘溫特性與粘壓特性w 影響潤滑油粘度的主要因素是溫度和壓力，其中溫度的影響最顯著；w 一般溫度越高，粘度越??；壓力增大，粘度增大(5000kPa)。w 2 2 油性：油性： 潤滑油在金屬表面上的吸附能力。油性好的潤滑油，其油膜吸附力大且不易破。w 3 3 極壓性能：極壓性能： 潤滑油中的活性分子與摩擦表面形成抗磨損和耐高壓的化學

10、反應(yīng)膜稱為極壓性能。2、潤滑脂w潤滑脂：潤滑脂： 是由潤滑油和各種稠化劑（如鈣、鈉、鋁、鋰等金屬皂）混合稠化而成。 1、鈣基潤滑脂（抗水不抗熱）； 2、鈉基潤滑脂（抗熱不抗水）； 3、鋰基潤滑脂（即抗熱又抗水）； 4、鋁基潤滑脂（抗水性好，可防銹）。潤滑脂的主要性質(zhì)指標潤滑脂的主要性質(zhì)指標 錐入度：錐入度：指一個質(zhì)量為150g的標準錐體，于25恒溫下，由潤滑脂表面經(jīng)5s后刺入的深度（以0.1mm計）。它標志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和它標志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和流動性的強弱。流動性的強弱。錐入度越小，表明承載能力強，但摩擦阻力也大。 滴點：滴點：在規(guī)定的加熱條件下，當潤滑脂自滴點計的小孔滴下第一個液滴時

11、的溫度。標志潤滑脂耐高溫的能力。 氧化安定性：氧化安定性：指潤滑脂抗空氣氧化的能力。3、固體潤滑劑w 常用固體潤滑劑：常用固體潤滑劑： 無機化合物、有機化合物、金屬以及金屬化合物等。如石磨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、酚醛樹脂等。w 用途：用途： 不宜使用潤滑油和潤滑脂的場合。如：高溫、高壓、極低溫、真空、強輻射、不允許污染、及無法給油的場合。 4、潤滑方式及潤滑裝置w 1 1、油潤滑的潤滑方法：、油潤滑的潤滑方法： 間歇供油潤滑和連續(xù)供油潤滑。w 2 2、脂潤滑只能間歇供給。、脂潤滑只能間歇供給。油潤滑的潤滑方式w 間歇供油潤滑：間歇供油潤滑： 有手工油壺注油和油杯注油供油。這種潤滑方法只適用于低

12、速不重要的軸承或間歇工作的軸承。w 對于重要軸承，必須采用連續(xù)供油潤滑。 n單體供油裝置單體供油裝置 油壺，油壺， 油杯，油杯， 油槍油槍 連續(xù)供油潤滑方法及裝置（1 1） 油杯滴油潤滑油杯滴油潤滑針閥式油杯針閥式油杯油芯式油杯油芯式油杯w （2 2）浸油潤滑）浸油潤滑w （3 3）飛濺潤滑）飛濺潤滑（4 4） 壓力循環(huán)潤滑壓力循環(huán)潤滑脂潤滑方式旋蓋旋蓋油杯油杯壓注油杯壓注油杯潤滑脂只能間歇供給潤滑脂只能間歇供給 13.2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式按所受載荷的方向分為：按所受載荷的方向分為： 1、徑向滑動軸承 2、推力滑動軸承。按滑動軸承工作時軸瓦和軸頸表面間呈按滑動軸承工作時軸瓦和軸頸表面間呈現(xiàn)的

13、摩擦狀態(tài)：現(xiàn)的摩擦狀態(tài)： 1、液體摩擦滑動軸承 a) 液體動壓潤滑軸承 b) 液體靜壓潤滑軸承 2、非液體摩擦滑動軸承一、徑向滑動軸承w 1、整體式徑向滑動軸承；w 2、剖分式徑向滑動軸承； 1、整體式徑向滑動軸承實例w 組成組成 由軸承座1和軸承套（軸瓦）2組成。軸承套（軸瓦）壓裝在軸承座中。軸承座應(yīng)用螺栓與機座聯(lián)接，頂部設(shè)有安裝注油油杯的螺紋孔。w 特點特點 這種軸承結(jié)構(gòu)簡單、成本低、但磨損后間隙過大時無法調(diào)整，且軸頸只能從端部裝入。 w 適用場合：適用場合： 用于低速、輕載及間歇工作的軸承。 2、剖分式徑向滑動軸承實例w 結(jié)構(gòu)及特點結(jié)構(gòu)及特點 由軸承蓋1、軸承座2、剖分軸瓦3和雙頭螺柱4

14、等組成。根據(jù)所受載荷的方向，剖分面應(yīng)盡量取在垂直于載荷的直徑平面內(nèi)，通常為180剖分。剖分式滑動軸承在拆裝軸時，軸頸不需要軸向移軸頸不需要軸向移動，拆裝方便。動，拆裝方便。適當增減軸瓦剖分面間的調(diào)整墊片，可可調(diào)節(jié)軸頸與軸承間的間隙調(diào)節(jié)軸頸與軸承間的間隙。 二、推力滑動軸承圖13-12 固定瓦推力軸承推力滑動軸承用來承受軸向載荷推力滑動軸承用來承受軸向載荷 13.3 軸承材料和軸瓦結(jié)構(gòu)w 一、軸瓦材料一、軸瓦材料w 1、對軸瓦材料的要求： 1）軸瓦材料要有足夠的疲勞強度，保證軸瓦在變載荷作用下有足夠的壽命。 2）軸瓦材料要有足夠的抗壓強度，以防止產(chǎn)生過大的塑性變性。 3）軸瓦材料要有良好的減摩性

15、、耐磨性，要求摩擦系數(shù)小；軸瓦磨損好。w 4）抗膠合能力強，以防止因摩擦發(fā)熱使油膜破裂后造成膠合。w 5）有較好的吸附能力，便于形成邊界膜。w 6）較好的順應(yīng)性和嵌藏性。 順應(yīng)性：軸瓦順應(yīng)軸的彎曲及其它幾何誤差的能力。 嵌藏性：軸瓦材料容納進潤滑油中微小的固體顆粒，以避免軸瓦和軸徑被刮傷的能力。w 7）要有經(jīng)濟性、加工工藝性、塑性和耐腐蝕性等。w 8）良好的導(dǎo)熱性。 2 常見的軸瓦材料及其性質(zhì)w 軸瓦材料可分為三類：軸瓦材料可分為三類： 金屬材料，粉末冶金材料和非金屬材料。w （1 1）軸承合金）軸承合金（白金或巴氏合金） 軸承合金的減磨耐磨性好，抗膠合性好，嵌藏性好，是最好的軸瓦或軸承襯材料

16、，但價格貴。w （2 2）青銅）青銅強度高，承載能力大，耐磨性與導(dǎo)熱性都優(yōu)于軸承合金?？稍谳^高溫度下工作，但可塑性差，不易跑合。w （3 3）鑄鐵）鑄鐵 輕載、低速軸承的軸瓦材料。w （4 4）其它材料）其它材料用粉末冶金法制成的軸承，具有多孔性組織，孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油含油軸承。非金屬材料非金屬材料：石墨、橡膠、塑料、尼龍。軸瓦結(jié)構(gòu)軸承襯與瓦背的結(jié)合形式軸承襯與瓦背的結(jié)合形式整體式軸瓦整體式軸瓦w 軸瓦在軸承座中應(yīng)可靠固定，軸瓦形狀和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)保證潤滑良好，散熱容易，并有一定的強度和剛度，裝拆方便。整體式軸瓦剖分式軸瓦 剖分式軸瓦為了向摩擦表面輸送和分布潤滑劑，在軸瓦內(nèi)表面開有油溝。油溝位置

17、：油溝位置：軸向油溝不得在軸承的全長上開通，以免潤滑劑流失過多。液體摩擦軸承的油溝應(yīng)開在非承載區(qū)，周向油溝應(yīng)開在軸承的兩端，以免影響承載能力。對某些承載較大的軸承，為使?jié)櫥脱剌S向能較均勻的分布在軸瓦內(nèi)開有油室。13.4 非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算 一、非液體摩擦徑向滑動軸承的計算一、非液體摩擦徑向滑動軸承的計算 滑動軸承的主要失效形式是磨損和膠合，限制壓強和摩擦功耗 軸承是能夠很好的工作的。 1 1 驗算單位壓力驗算單位壓力p p值值 pppvpv.pdLFpr100060.100060.pLnFdLndFprr 60 1000d n2.2.軸承的軸承的pvpv值值pv值與摩擦率損耗成正比,它間接的表征軸承的發(fā)熱因素。3.3.驗算速度驗算速度v v非液體摩擦推力滑動軸承的計算w 1 1 驗算平均壓強驗算平均壓強 k由于止推面上有油溝使止推的面積減小的系數(shù)。).(4202pkddZFpa2 2 驗算驗算pvpvm m 值值mmpp100060.ndmmm環(huán)形推力面的平均線速度m/sdm環(huán)形推力面的平均直徑（mm)20dddm13.5 液體動壓潤滑原理簡介借助相對運動而在軸承間隙中形成的壓力油膜稱為動壓油膜動壓油膜形成動壓油膜的必要條件w