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  1、滑动轴承的特点、类型及应用12.1.1滑动轴承的特点滑动轴承的主要优点：1）普通滑动轴承结构相对比较简单，制造、装拆方便；2）拥有非常良好的耐冲击性和吸振性；运转平稳，旋转精度高；3）高速时比滚动轴承的寿命长；5）可做成剖分式。滑动轴承的主要缺点：1）维护复杂；2）对润滑条件要求高；3）边界 润滑时轴承的摩擦损耗较大。12.1.2滑动轴承的类型滑动轴承按照承受载荷的方向大致上可以分为：1）向心滑动轴承一一又称径向滑动轴承，主要承受径向载荷；2）推力滑动轴承一一承受轴向载荷。一、剖分式向心滑动轴承轴承它是由轴承盖1、轴承座2、剖分轴瓦3和联接螺栓4等所组成。轴承 中直接支承轴颈的零件是轴瓦。为了安装时容易对心，在

  2、轴承盖与轴承座 的中分面上做出阶梯形的梯口。轴承盖应当适度压紧轴瓦，使轴瓦不能在 轴承孔中转动。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。向心滑动轴承的类型很多，例如还有轴承间隙可调节的滑动轴承、轴 瓦外表面为球面的自位轴承等，可参阅有关手册。轴瓦是滑动轴承中的重要零件。如上左图所示，向心滑动轴承的轴瓦 内孔为圆柱形。若载荷方向向下，则下轴瓦为承载区，上轴瓦为非承载区。 润滑油应由非承载区引入，所以在顶部开进油孔。在轴瓦内表面，以进油 口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴 颈上。油沟的形式很多，如上右图所示。一般油沟与轴瓦端面保持一定距 离，以防止漏油。当载荷垂直向下

  3、或略有偏斜时，轴承的中分面常为水平方向。若载荷 方向有较大偏斜时，则轴承的中分面也斜着布置（通常倾斜45。，使中分平面垂直于或接近垂直于载荷（下左图）。上右图所示为润滑油从两侧导人的结构，常用于大型的液体润滑的滑 动轴承中。一侧油进入后被旋转着的轴颈带人楔形间隙中形成动压油膜， 另一侧油进入后覆盖在轴颈上半部，起着冷却作用，最后油从轴承的两端 泄出。下图所承的轴瓦两侧面开有油沟，这种结构可以使润滑油顺利地进 入轴瓦与轴颈的间隙。轴瓦宽度与轴颈直径之比 B/d称为宽径比，它是向心滑动轴承中的重 要参数之一。对于液体摩擦的滑动轴承，常取B/d=0.51;对于非液体摩擦的滑动轴承，常取B/d=0.8

  4、1.5,有时可以更大些。二、推力滑动轴承轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。止推面可通过轴的端面，也 可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。后面将论述两平行平面之间是不 能形成动压油膜的，因此须沿轴承止推面按若干块扇形面积开出楔形。下 图a所示为固定式推力轴承，其楔形的倾斜角固定不变，在楔形顶部留出 平台，用来承受停车后的轴向载荷。图b为可倾式推力轴承，其扇形块的倾斜角能随载荷、转速的改变而自行调整，因此性能更为优越。扇形块数 一般为612。12.2 滑动轴承的材料与润滑12.2.1 轴瓦及轴承衬材料根据轴承的工作情况，要求轴瓦材料具备下述性能：1 ）摩擦系数小；2）导热性好，热线胀系数小；3）

  5、耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；4）要有足够的机械强度和可塑性。能同时满足上述要求的材料是难找的，但应根据详细情况满足主要使用上的要求。较常见的是用两层不同金属做成的轴瓦，两种金属在性能上取长补短。在工艺上可以用浇铸或压合的方法，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层材料通常称为轴承村。常用的轴瓦和轴承村材料有下列几种：一、轴承合金轴承合金（又称白含金、巴氏合金）有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。锡锑轴承合金的摩擦系数小，抗胶合性能好，对油的吸附性强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。但它的价格较贵且机械强度较差，因此只能作为轴承村材料而饶铸在钢、铸铁或青铜轴瓦上。用青

  6、铜作为轴瓦基体是取其导热性良好。这种轴承合金的熔点比较低，为了安全，在设计、运行中常将温度控制得比150 C低3040 C。铅锑轴承合金的各方面性能与锡锑轴承合金相近，但这样一种材料较脆，不宜承受较大的冲击载荷。它通常用于中速、中载的轴承。二、青铜青铜的强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴承合金。它可以在较高的温度（250）下工作。但它的可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。青铜可以单独做成轴瓦。为了节约有色金属，也可将青铜浇铸在钢或铸铁轴瓦内壁上。用作轴瓦材料的青铜，主要有锡青铜、铅青铜和铝青铜。在正常的情况下，它们分别用于中速重载、中速中载和低速重载的轴承

  7、上。三、具有特殊性能的轴承材料用粉末冶金法（经制粉、成型、烧结等工艺）做成的轴承，具有多孔性组织，孔隙内可以贮存润滑油，常称为含油轴承。运转时，轴瓦温度上升，由于油的膨胀系数比金属大，因而自动进人摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油能够正常的使用较长时间，常用于加油不方便的场合。在不重要的或低速轻载的轴承中，也常采用灰铸铁或耐磨铸铁作为轴瓦材料。橡胶轴承具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可以用水润滑， 常用于潜水泵、砂石清洗机、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、耐蚀，可以 用水、油及化学溶液润滑等优点。但它的导热性差，线胀系数较大，容易 变形。为改善此缺陷，

  8、可将薄层塑料作为轴承村材料粘附在金属轴瓦上使 用。下表中给出常用轴瓦及轴承村材料的p、pv等数据。川普及常大号3MPh即MP* * hn/v1的是看工ft“度 c*普林险承合命曼i20271S0EIBS1$帏带揖物承电量15例150HBsZJCuStfilflPIS1590BOZXZuSnSPbSZAS15604SHRCZCuAliWTHLS1101W1 _ .12.2.2 滑动轴承的润滑一、润滑剂轴承润滑的目的是降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸 振、防锈等作用。轴承能否正常工作，和选用润滑剂正确与否有很大关系。润滑剂分为：1）液体润滑剂一一润滑油，2）半固

  9、体润滑剂一一润滑脂； 3）固体润滑剂等。在润滑性能上润滑油一般比润滑剂好，应用最广。但润滑剂具有不易 流失等优点，也常用。固体润滑剂除在特殊场合下使用外，目前正在慢慢地 扩大应用限制范围。下面分别作一简单介绍。1 .润滑油1）动力粘度目前使用的润滑油大部分为石油系润滑油（矿物油）。在轴承润滑中，润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的主要是根据。粘度表 征液体流动的内摩擦性能。如下图所示，有两块平板A及B,两板之间充满着液体。设板 B静止不动，板A以速度v沿X轴运动。由于液体与金属 表面的吸附作用（称为润滑油的油性），因此板B表层的液体与板B一致而 静止不动，板 A表层的液体随板 A以同样的速

  10、度v一起运动。两板之间液 体的速度分布如下图 a所示。也可以看为两板间的液体逐层发生了错动，如下图b所示。因此层与层间存在着液体内部的摩擦切应力t ,根据实验结果得到以下关系式：此式称为牛顿液体流动定律，表示液体中任意点处的切应力与该处的速度 梯度成正比。式中：u 液体中任一点的速度；du/dy 液体中该点沿垂直于运动方向的速度梯度；Y液体的动力粘度，简称粘度。动力粘度量纲：力时间/长度2,国际单位：N - s /m2 （Pa - s）。 绝对单位制中的单位 定为1dyn s/cm 2,称为1P （泊），或厘泊，1泊 =100厘泊。P和cP与Pa-s的换算关系为：1P=0.1Pa-s ,1c

  11、P=0.001 Pas2）运动粘度工程中常用动力粘度与同温度下该液体密度的比值表示粘度，称为运动粘度：其国际单位：m2/s,这个单位嫌大，常采用绝对单位制中的单位：斯 St或 厘斯 cSt : 1St=cm2 /s=100 cSt 。润滑油的粘度并不是不变的，它随着温度的升高而降低，这对于运行着的轴承来说，必须加以注意。描述粘度随温度变动情况的线图称为粘温 图，见下图。润滑油的粘度还随着压力的升高而增大，但压力不太高时（如小于10MPa）,变化极微，可略而不计。选用润滑油时，要考虑速度、载荷和工作情况。对于载荷大、温度高 的轴承宜选粘度大的油，载荷小、速度高的轴承宜选粘度较

  13、稠化剂（如钙、钠、铝、理等金属皂）混合 稠化而成。润滑脂密封简单，不需经常加添，不易流失，所以在垂直的磨 擦表面上也能应用。润滑脂对载荷和速度的变化有较大的适应范围，受 温度的影响不大，但摩擦损耗较大，机械效率较低，故不宜用于高速。且 润滑脂易变质，不如润滑油稳定。总的来说，一般参数的机器，特别是低 速或带有冲击的机器，都能够正常的使用润滑脂润滑。目前使用最多的是钙基润滑脂，它有耐水性，常用于60 c以下的各种机械设备中轴承的润滑。钠基润滑脂可用于115145c以下，但不耐水。锂基润滑脂性能优良， 耐水，在一 20150c范围内广泛适用，能代替钙 基、钠基润滑脂。润滑脂选择原则1） .当压力高和

  14、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时候的温度高约 2030C,以免工 作时润滑脂过多地流失。3） .在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水能力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。3.固体润滑剂固体润滑剂有石墨、 二硫化电目(M0S2)、聚氯乙烯树脂等多种品种。-般在超出润滑油应用限制范围之外才考虑使用，例如在高温介质中，或在低速 重载条件下。目前其应用已逐渐广泛，例如可将固体润滑剂调合在润滑油 中使用，也可以涂覆、烧结在摩擦表明产生覆盖膜，或者用固结成型的固 体润滑剂嵌装在轴承中使用，或者混入金属或

  15、塑料粉末中烧结成型。石墨稳定性很高，在 350 C以上才开始氧化，并可在水中工作。聚氯 乙烯树脂摩擦系数低，只有石墨的一半。二硫化铝与金属表面吸附性强， 摩擦系数低，使用温度范围也广(60300 C),但遇水则性能直线下降。12.3非液体摩擦滑动轴承的计算非液体摩擦滑动轴承可用润滑油润滑，也可用润滑脂润滑。在润滑油、 润滑脂中加入少量鳞片状石墨或二硫化铝粉末，有助于形成更坚韧的边界 油膜，且可填平粗糙表面而减少磨损。但这类轴承不能完全排除磨损。维持边界油膜不遭破裂，是非液体摩擦滑动轴承的设计按照。由于边 界油膜的强度和破裂温度受多种因素影响而十分复杂，其规律尚未完全被 人

  16、们掌握。因此目前采用的计算方式是间接的、条件性的。实践证明，若 能限制压强 pw p和压强与轴颈线速度的乘积pvwpv，那么轴承是能够很好地工作的。一、向心轴承1.轴承的压强p限制轴承压强p,以保证润滑油不被过大的压力挤出，从而避免轴瓦产生过度的磨损。即户=白$3式中：F (N)轴承径向载荷； B (mr-轴瓦宽度；d (mm)轴颈直径；p (MPa 轴承材料的许用压强。2.轴承的pv值pv值与摩擦功率损耗成正比，它简略地表征轴承的发热因素。pv值越高，轴承温升起高，会造成边界油膜的破裂。pv值的验其式为：F Kdti-1式中：v轴颈圆周速度， m/s; n轴颈转速(r/mm) ; pv一轴

  17、承材料的许用值。二、推力轴承由上图可知，推力轴承应满足:式中:土为轴环数；物环的平均速度%=后兽篇.平均直径4=华5。 Ov X J UUU12.4 动压润滑的基础原理一、动压润滑的形成原理先分析两平行板的情况。如下图a所示，板B静止不动，板 A以速度v向左运动，板间充满润滑油。如前所述，当板上无载荷时两平行板之间液 体各流层的速度呈三角形分布，板A、B之间带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变， 亦即板A不会下沉。但若板A上承受载荷F时, 油向两侧挤出（图b）,于是板A逐渐下沉，直到与板 B接触。这就说明两 平行板之间是不可能形成压力油膜的。如果板A与板B不平行，板间的

  18、间隙沿运动方向由大到小呈收敛的楔 形，并且板 A上承受载荷F,如上图c所示。当板A运动时，两端的速度 若按照虚线所f示的三角形分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上 是不可压缩的，必将在间隙内“拥挤”而形成压力，迫使进口端的速度曲 线向内凹，出口端的速度曲线向外凸，不会再是三角形分布。进口端间隙 hi大而速度曲线内凹，出口端 hi小而速度曲线外凸，于是有可能使带进油 量等于带出油量。同时，间隙内形成的液体压力将与外载荷F平衡。这就说明在间隙内形成了压力油膜。这种借助相对运动而在轴承间隙中形成的 压力油膜称为动压油膜。 图c还表明从截面a a到cc之间，各截面的速 度图是各不相同的，但必有一

  19、截面b-b,油的速度呈三角形分布。二、动压润滑的形成的条件根据以上分析可知，形成动压油膜的必要条件是：1）两工作表面间必须有楔形间隙；2）两工作表面间必须连续充满润滑油或其他粘性流体；3）两工作表面间必须有相对滑动速度，其运动方向一定要保证润滑油从 大截面流进，从小截面流出。此外，对于一定的载荷F,必须使速度，粘度及间隙等匹配恰当。现进一步观察向心滑动轴承形成动压油膜的过程。下图a表示停车状态，轴颈沉在下部。轴颈表面与轴承孔表面构成了楔形间隙，这就满足了 形成动压油膜的首要条件。开始起动时轴颈沿轴承孔内壁向上爬，如图b所示。当转速继续增加时，楔形间隙内形成的油膜压力将轴颈抬起而与轴 承脱离接触，如图 c所示。但此情况不能持久，因油膜内各点压力的合力 有向左推动轴颈的分力存在，因而轴颈继续向左移动。最后，当达到机器 的工作转速时，轴颈则处于图d所示的位置。此时油膜内各点的压力，其垂直方向的合力与载荷 F平衡，其水平方向的压力，左右自行抵消。于是 轴顿就稳定在此平衡位置上旋转。从图中可以明显看出，轴颈中心Oi与轴承孔中心 O不重合，。尸e,称为偏心距。其他条件相同时，工作转速越 高，e值越小，即轴颈中心越接近轴承孔中心。Skf 进口轴承 IKO 轴承

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