1、目錄,滑動軸承簡介Slidebearingintroduction滑動軸承的主要類型Variouskindsofslidebearing運動特點motion軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)bearingformandstructure軸承材料bearingmaterial軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求bearingstructurefunctionandstrict滑動軸承常見失效形式結(jié)構(gòu)設計應注意問題思考題,滑動軸承簡介,滑動軸承（Slidingbearing），在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還

2、具有一定的吸振能力。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上電鍍的減摩材料層稱為軸承襯（減磨層）。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料?；瑒虞S承應用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護保養(yǎng)及加注潤滑油困難的運轉(zhuǎn)部位。,滑動軸承的主要類型,根據(jù)軸承中摩擦的性質(zhì)，可分為滑動軸承和滾動軸承。根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。(或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）。根據(jù)潤滑狀態(tài)，滑動軸承可分為：1)不完全液體潤滑滑動軸承。2)完全液體潤滑滑動軸承。,運動特點,滑動軸承工作時，軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間要求有一層很薄的油膜起潤

3、滑作用。如果由于潤滑不良，軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間就存在直接的摩擦，摩擦會產(chǎn)生很高的溫度，雖然軸瓦是由于特殊的耐高溫合金材料制成，但發(fā)生直接摩擦產(chǎn)生的高溫仍然足于將其燒壞。軸瓦還可能由于負荷過大、溫度過高、潤滑油存在雜質(zhì)或黏度異常等因素造成燒瓦。燒瓦后滑動軸承就損壞了。滑動軸承主要在以下場合使用：工作轉(zhuǎn)速很高，如汽輪發(fā)電機。要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。特重型的載荷，如水輪發(fā)電機。根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進器的軸承。徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。,軸瓦的形式和結(jié)構(gòu),徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)2,需從軸端安裝

4、和拆卸，可修復性差。,可以直接從軸的中部安裝和拆卸，可修復。,強度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。,軸瓦襯強度不足，故采用多材料制作軸瓦。,只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產(chǎn)率。,節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的加工精度要求高。,具有足夠的強度和剛度，可降低對軸承座孔的加工精度要求。,鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚壁軸瓦。,軸瓦的形式和結(jié)構(gòu),徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)2,滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)2,單材料、整體式厚壁鑄造軸瓦,多材料、整體式、薄壁軋制軸瓦,多材料、對開式厚壁鑄造軸瓦,多材料、對開式薄壁軋制軸瓦,軸承材料,一、基本要求軸承材料是指在軸承結(jié)構(gòu)中直接參與摩擦部分的材料

5、，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應滿足以下要求：,減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。,耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。,抗咬粘性：材料的耐熱性與抗粘附性。,摩擦順應性：材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不良的能力。,嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。,此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經(jīng)濟性。,磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。,軸承材料,酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等,軸承材料,三、目前公司常用材料:1.鋁基合金：AlSn20Cu、AlSn12Si2

6、.5Pb1.7、A20、AlSn6CuNi等。缺點：錫其合金的疲勞強度較低，輕載荷下使用。優(yōu)點：錫基合金的材料抗咬合性能特別好，而且易于和鋼背材料粘結(jié)，擁有較好的耐蝕性、順應性、嵌藏性、相容性及親油性。2.銅基合金：CuPb20Sn4、CuPb24Sn4、CuPb24Sn、AC21等缺點：1）材料的硬度較高，因此，順應性、嵌藏性較差。2）合金中的鉛易受潤滑油中酸性物質(zhì)的腐蝕，耐蝕性較差。3）價格較貴。優(yōu)點：1）疲勞強度高，承載能力。2）抗壓能力、耐高溫能力強。3.工作表面鍍層材料：PbSn10Cu2、PbSnCuIn、SnCu、PVD等。1）改善銅合金層材料表面的抗咬合性、嵌藏性、順應性和抗蝕

7、能力。2）基本要求：電鍍前必須先鍍Ni，厚度通常為0.0010.003mm。,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,軸瓦結(jié)構(gòu)要素示意圖,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,軸瓦寬應為有效寬:全寬-(內(nèi)倒角*2)內(nèi)倒角/外倒角:去除毛刺,1.直徑與寬度為了保證軸承正常工作，需對軸承合金層材料如下計算：1）比壓P2）工作表面線速度V軸頸工作表面線速度不得超過軸承合金層材料的極限線速度，即：（米/秒）v材料的許用滑動速度3）發(fā)熱指標PV：為保證軸承工作表面的摩擦發(fā)熱量與軸瓦散熱能力相平衡，軸承平均比壓，與線速度V之間必須滿足如下條件：,有油槽，載荷能力約為2（L/2）3L3/4無油槽，載荷能力約為L3,B軸承寬度，mm（

8、根據(jù)寬徑比B/d確定）p軸瓦材料的許用壓力，MPa。,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,中央壁厚：決定油膜厚度一次減薄厚度：因殼體變形，防止因軸頸與軸瓦的發(fā)生接觸對口減薄厚度:防止因軸頸變形引起軸與軸瓦發(fā)生接觸,2.厚度1）壁厚包括鋼背厚度及合金層、Ni柵層及表面鍍層厚度之和，即總厚度。2）合金厚度：合金層厚度越大，軸承耐疲勞性能越差，通常產(chǎn)品的合金厚度設定在0.20.5mm之間。3）軸瓦兩對口處壁厚削薄由于軸瓦以很大過盈量裝配于軸承座中，瓦口附近在壓緊后產(chǎn)生徑向內(nèi)縮的趨勢，為避免對口平面附近合金層發(fā)生早期磨損和咬軸現(xiàn)象，所采取的有效措施。,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,3.張開量軸瓦兩對口平面和外圓面的

9、兩條交棱之間的距離與軸瓦名義外徑之差，稱之為彈張量。在正常的狀態(tài)下，該值應始終為正值，以使軸瓦裝入座孔后在座孔內(nèi)產(chǎn)生徑向的壓應力而緊貼座孔。該值的選取如下表：,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,4.定位唇目的：防止軸瓦相對于軸承座產(chǎn)生軸向和周向的相對移動,保證裝配時位置的正確性。,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,5.油孔及油槽目的：把潤滑油導入軸頸和軸承所構(gòu)成的運動副表面。形式：按油槽走向分沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等。按油槽數(shù)量分單油槽、多油槽等。由于油孔、油槽會破壞工作表面及油膜壓力的連續(xù)性，故開設油槽、油孔須遵守如下原則：1）保證潤滑油及時到達工作表面，而不至于中途分枝流失。2）非特殊情況下，力求避

10、免開設整圈環(huán)形油槽。,通過殼體向曲軸和軸瓦內(nèi)面提供潤滑油的通路。,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,5.油孔及油槽(續(xù))3）連桿軸瓦上片和主軸瓦下片由于負荷較重，盡量避免開設油孔及油槽。4）開設油孔、油槽的部位應與整個油道設計良好配合，防止油道中潤滑油發(fā)生壓力波動，這種波動是軸瓦產(chǎn)生氣（穴）蝕的根源之一。5）油孔、油槽一定只能開設在軸瓦低負荷部位。6）油孔及油槽的邊緣必須去盡銳邊、毛刺、尖角，并應盡量形成圓滑過渡結(jié)構(gòu)。,把大量的油傳達到主軸下瓦。提供給軸瓦內(nèi)面潤滑油,軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求,6.半圓周長（半徑高）軸瓦靠半圓周長過盈量固定在座孔內(nèi),它與座孔的配合靠過盈量產(chǎn)生徑向壓應力。過盈量的大小直接

11、影響軸承的工作的可靠性，故需嚴格控制。過盈量太小或太大都將引起軸瓦失效（判定標準是Pr（接觸應力）最小必須大于或于等10MPa）。半徑高過小時：1）瓦背與座孔貼合不緊，熱量不易傳遞。2）瓦背與座孔貼合面有可能產(chǎn)生縫隙。3）瓦背與座孔表面喪失“鎖緊”能力。半徑高過大時：軸瓦產(chǎn)生塑性變形、彈張量消失、配合壓力反變小，其后果與過盈量不足相似。,讓軸瓦能夠粘貼在殼體上，即使有負荷也不會產(chǎn)生軸瓦移動/動搖的情況。,滑動軸承常見失效形式,汽車用滑動軸承故障原因的平均比率,滑動軸承常見失效形式有：1.瓦面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)有色金屬元素濃度異常；譜中出現(xiàn)了許多有色金屬成分的亞微米級磨損顆粒；潤滑油水分超標、酸

12、值超標。2.軸頸表面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵元素濃度異常，鐵譜中有許多鐵成分的亞微米顆粒，潤滑油水分超標或酸值超標。3.軸頸表面拉傷:鐵譜中有鐵系切削磨?；蚝谏趸镱w粒，金屬表面存在回火色。4.瓦背微動磨損:光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵濃度異常，鐵譜中有許多鐵成分亞微米磨損顆粒，潤滑油水分及酸值異常。5.軸承表面拉傷：鐵譜中發(fā)現(xiàn)有切削磨粒，磨粒成分為有色金屬。6.瓦面剝落：鐵譜中發(fā)現(xiàn)有許多大尺寸的疲勞剝落合金磨損顆粒、層狀磨粒。7.軸承燒瓦：鐵譜中有較多大尺寸的合金磨粒及黑色金屬氧化物。,結(jié)構(gòu)設計應注意問題,滑動軸承是面接觸的，所以接觸面間要保持一定的油膜，因此設計時應注意以下這幾個問題：1、要使油膜能順利地進入摩擦表面（保證一定的裝配間隙）。2、油應從非承載面區(qū)進入軸承。3、不要使全環(huán)油槽開在軸承中部。4、如油瓦，接縫處開油溝。5、要使油環(huán)給油充分可靠。6、加油孔不要被堵。7、不要形成油不流動區(qū)。8、防止出現(xiàn)切斷油膜的銳邊和棱角。,思考題,1、滑動軸承工作時有哪些