最新机械设计教案：第12章滑动轴承(加工制造类)机械加工技术)

机械设计教案：第12章 滑动轴承

（一）教学要求

1、 了解滑动轴承特点、分类和主要结构，滑动轴承的材料、润滑方式，了

解非流体摩擦滑动轴承的计算方法

2、 了解流体动压润滑滑动轴承计算，主要参数选择，了解其它型式滑动轴

承 （二）教学的重点与难点

1、非流体摩擦滑动轴承的设计计算

2、流体动压滑动轴承的承载能力及影响因素 （三）教学内容

§12—1 概述

轴承——支承轴颈使轴作回转运动 轴承：滑动轴承；滚动轴承 一、滑动轴承类型：

按承载：向心轴承（受Fr）；推力轴承（受Fa）

按润滑状态：流体润滑轴承；非流体润滑轴承；无润滑轴承（不加润滑剂） 二、滑动轴承的特点

优点：1）承载能力高；2）工作平稳可靠、噪声低；3）径向尺寸小；4）精度高；5）流体润滑时，摩擦、磨损较小；6）油膜有一定的吸振能力

缺点：1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。2）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦；3）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。 三、应用：

1）n特高或特低；2）对回转精度要求特别高的轴；3）承受特大载荷；4）冲击、振动较大时；5）特殊工作条件下的轴承；6）径向尺寸受限制或轴承要做成剖分式的结构

例：机床、汽轮机、发电机、轧钢机、大型电机、内燃机、铁路机车、仪表、天文望远镜等。

§12—2 径向滑动轴承的主要类型 一、整体式径向滑动轴承

如图12—1，由轴承座、整体轴套、油孔等组成

特点：1）结构简单、成本低；2）轴套磨损后，间隙无法调整；3）装拆不便（只能从轴端装拆）。适于低速、轻载或间隙工作的机器。 二、剖分式径向滑动轴承

图12-2，由轴承座，轴承盖，剖分轴瓦（附轴承衬）、双头螺柱（调整垫片）等，轴瓦表面有油沟，油通过油孔、油沟而流向轴颈表面，轴瓦一般水平部分，也有倾斜部分。

特点：装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。 三、自动调心式

适于宽径比B/d>1.5轴承，可避免轴弯曲变形或轴承孔倾斜时造成轴颈与轴瓦两端边缘接触加剧磨损和发热。

特点：轴瓦外表面做成球面。图12-3 四、调隙式径向滑动轴承

如图12-4，外表面为圆锥面的轴套上开一个缝口，另在圆周上开三个槽（以减小刚性），使之易变形，轴瓦两端各装一个调节螺母，通过松紧调节螺母3.5，使锥形轴套轴向移动，从而调整轴套与轴间的间隙——用于一般机床主轴。

§12—3 滑动轴承的材料及轴瓦结构 一、滑动轴承的材料

滑动轴承的主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏等

所以对轴承材料的要求，主要就是考虑轴承的这些失效形式 1、对轴承材料的要求

1）良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 2）良好的顺应性，嵌入性和磨合性 3）足够的强度和必要的塑性

4）良好的耐腐蚀性、热化学性能（传热性和热膨胀性）和调滑性（对油的

吸附能力）

5）良好的工艺性和经济性等。

2、常用材料：金属材料；粉末冶金；非金属材料 金属材料

1）铸铁：灰铁；球铁（中有游离的石墨能有润滑作用）——性能较好，适于轻载、低速，不受冲击的场合。

2）轴承合金（又称巴氏合金或白合金）——由锡（Sn）、铜（Pb）、锑（Sb）、铜（Cu）等组成。

以锡或铅为基体（软）——其中含有锑锡（Sb-Sn）或铜锡（Cu-Sn）的硬晶粒。硬晶粒起耐磨作用，软基体则增加材料的塑性

特点：嵌入性、顺应性最好，抗胶合性好，但机械强度较低 ∴作为轴承衬浇注在软钢或青铜轴瓦的表面。——价格较贵 3）铜合金 青铜基体：

锡青铜——减摩、耐磨性最好，∴应用较广，强度比轴承合金高，适于重载、中速

铅青铜——抗胶合能力强，适于高速、重载

铝青铜——强度及硬度较高，抗胶合性差，适于低速、重载传动

4）铝基合金——强度高、耐磨性、耐腐蚀和导热性好：低锡—用于高速中小功率柴油机轴承；高锡—用于高速大功率柴油机轴承。

可做成单金属轴瓦，也可做成双金属轴瓦的轴承衬，用钢作衬背。 多孔质金属材料（粉末冶金）——含油轴承

它是利用铁或铜和石墨粉末、树脂混合经压型、烧结、整形、浸油而制成的，其特点是组织疏松多孔，孔隙中能大量吸收润滑油，∴称含油轴承，具有自润滑的性能。

精末冶金： 铜基粉末冶金——减摩、抗胶合性好

铁基粉末冶金——耐磨性好，强度高 适于低速，载荷平稳，加油不便的场合。

非金属材料——塑料、橡胶

1）塑料——f小，耐腐蚀，具有自润滑性能，但导热性差，易变形，承载能力差

如：酚醛树脂、聚铣胺（尼龙）、取胜四氟乙烯等，可用油，也可用水润滑。 2）橡胶——弹性大，允许轴线一定偏斜，用水作润滑剂且环境较脏污处，例如：水泵、水轮机和其它水下机械用轴承。

常用金属材料的性能见表12-1

常用非金属材料和粉末冶金材料的性能见表12-2。 二、轴瓦结构

1、轴瓦的形式与结构 形式：整体式；剖分式

结构：单金属；双金属（有轴承衬（1~2层）；三金属；——钢—青铜—轴承衬

整体式轴瓦：整体轴套（图12-5）；单层、双层、三层、判制轴套（图12-6） 非金属整体式轴瓦：整体非金属轴套；钢套上衬非金属材料 部分式轴瓦：厚壁轴瓦——铸造形成（图12-7），内表附有轴承衬，为使轴承衬与轴瓦贴合附得好，轴瓦内表面制出各种形式集头、凹沟和螺纹；

薄壁轴瓦（图12-8）——可用双金属板连续轧制，质量好，成本低，但轴瓦刚性差—在汽车发动机、柴油机上应用广泛。

轴承衬厚度S<0.5mm时，可不做沟槽

实践证明，衬厚度愈薄（S<0.36mm）轴承合金的疲劳强度愈高；∴轴承衬要尽可能做薄一些。

2、油孔、油槽和油室 油孔——用来供应润滑油 油槽（沟）——用来使润滑油散布到轴颈表面：轴向油槽；周向油槽（图12-9） 油孔、油槽开设原则：

1、润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。

2、油槽（沟）开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力，图12-10所示 3、油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失。

4、水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到非承载区，全周油槽应开在轴承端高处。如图12-10所示。

油室（图12-11）——使润滑油沿轴向均匀分布，同时起到贮油、稳定供油和改善轴承散热条件的作用

位置——开在非承载区，如轴颈经常正反向转时，也可在两侧开设。