滑 动 轴 承 根据表面润滑情况，滑动轴承可分为液体摩擦 轴承和非液体摩擦轴承。 §2 滑动轴承的类型与结构 一.整体式径向滑动轴承 §2 滑动轴承的类型与结构 一.整体式径向滑动轴承 二.剖分式径向滑动轴承 从中间剖分，相应地增加了联接和定位等结构。有分水平剖分、倾斜剖分。还有可调心滑动轴承等。 §3 轴承材料 轴瓦和轴承衬材料统称为轴承材料。 §4 轴瓦结构 一、轴瓦、轴套和轴承衬 §4 轴瓦结构 §4 轴瓦结构 §5 润米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台(访问: hash.cyou 领取999USDT）滑材料、润滑方法与装置 粘度有两种常用定量指标，即动力粘度和运动粘度 二. 润滑脂 三.润滑方式与润滑装置 §6 混合摩擦滑动轴承的计算 除液体静压滑动轴承外，轴承总是存在摩擦和磨 损的。因此应针对摩擦和磨损进行设计计算，目前采 用的是简化的条件性计算。 二. 推力轴承 推力轴承止推面多采用环行止推面，多环轴颈可 承受较大的双向载荷。但这种轴承必须作成沿轴线剖 分的，同时，考虑到载荷分布不均的问题，许用压强 和许用Pν值应适当降低。 §7 液体动压润滑的基本方程 润滑油把两个相对运动的表面完全分隔开时的摩擦称为液体摩擦，因两固体表面并不接触，因此理论上不存在磨损，摩擦阻力的大小取决于润滑油的粘度。 液体静压轴承的工作原理 液体动压轴承的工作原理 一. 雷诺润滑方程 一. 雷诺润滑方程 一. 雷诺润滑方程 油膜承载机理分析 上述结论也可通过分析油层的速度分布得出。 §8 单油楔向心滑动轴承的设计计算 一. 动压油膜的 §8 单油楔向心滑动轴承的设计计算 一. 动压油膜的 承载能力系数Cp、Cf、CQ无量纲常数与偏心率和 l/d有关。 六. 参数选择 课堂练习 图示六种情况中，哪些能建立雷诺动压油膜？说明理由。 课堂练习 图示六种情况中，哪些能建立雷诺动压 油膜？说明理由。 课堂练习 动力粘度η 运动粘度 本章思考题 1. 哪些情况下采用滑动轴承比采用滚动轴承好？ 润滑油的油性好是什么意思？润滑油的粘度大 意味着什么？是否可以说：润滑油的粘度大油性就好？ 3. 机器中采用油润滑具有哪些良好作用？ 4. 什么叫顺应性？什么叫嵌藏性？ 5. 轴承合金为什么有良好的减摩性和抗胶合性？ 6. 在混合摩擦滑动轴承的计算中，为什么要限制 p 值和 pv 值？ 7. 滑动存在雷诺动压油膜的必要条件是什么？滑动轴承处于液体摩擦状态的条件是什么？ 8. 说明向心滑动轴承建立液体动压润滑的过程。 a b c 图示四种情况，用于双向转动的液体动压润滑推力轴承中，止推盘工作面应采取哪种形状？ [注意：雷诺动压油膜与流体动压力是有区别的。] a b c 注意：雷诺动压油膜与流体动压力是有区别的。 a上b下:既不能产生雷诺动压油膜，也不能形成流体动压力； a下c下:能产生雷诺动压油膜； b上c上:不能产生雷诺动压油膜，但形成流体动压力。 【相对运动原理，水上摩托艇就是该原理】 图示四种情况，用于双向转动的液体动压润滑推力轴承中，止推盘工作面应采取哪种形状？ (a) (b) (c) (d) (a)、(b)只适用于单向转动。 (c) 适用于双向转动。 (d)只适用于液体静压润滑推力轴承。 返回 y u A F ? ? - = = h t y u A F ? ? × - = h 国际单位制中，粘度的单位是 ，即 ； s Pa * 2 m N s 物理单位制中，粘度单位是Ｐ(泊)；即 ； 2 cm s dyn * cP 1000 = 10P s 1Pa = 常用单位是 cP(厘泊)，有 表示液体在一定的剪切应力下流动时内摩擦力的量度，其值为加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比， s m 2 = kg m s × × s m kg 2 × = kg m 3 × m s N 2 × = m kg s Pa 3 × s cm 2 物理单位制中n 的单位是(St斯) 常用单位是（cSt） 厘斯 cS t S t s m 6 4 2 10 10 1 = = 动力粘度与同温度下润滑油的密度之比，称为 运动粘度，即。 r h n = 国际单位制中的单位是。 n s m 2 返回 1、整体式： 径向滑动轴承的主要类型 轴承座 油杯螺纹孔 轴套 特点：结构简单。 缺点： （1）轴安装不方便（因轴颈 只能从端部装入）。 （2）不能调整轴承 间隙。常用于低速、载荷不大的间歇工作的机器上 滑动轴承立体图1 2、剖分式： 轴承座 部分轴瓦 轴承盖 双头螺栓 油杯螺纹孔 正剖分式径向滑动轴承 滑动轴承立体图2 返回 雷诺耳实验（1883年）——层流与湍流的现象 玻璃管 水龙头 盛红色水 的容器 红色水为细线，不和周围流体混合，方向始终保持 和玻璃管轴线平行。证明流体是分层流动，各层流 体互不相混，流动很有规律——层流（片流）。 ●层流条件 整个管中的流体都呈现红色，说明红色细流已经和 周围流体混杂在一起。证明管内各层流体混杂、各 点速度随时改变，流动毫无规律——湍流（紊流）。 返回 ●雷诺方程分析： （1）当相对运动的两表面 形成收敛油楔时。即能保 证移动件带着油从大口走 向小口。 x y o v 6ηv dp dx = h0 - h h3 因 d 2 u d y 2 = d p d x 1 η 故 当hh0时， d p d x 0 ,则p沿X方向上升。 d 2 u d y 2 0,则速度u沿y向为凹形。 当hh0时， d p d x 0 ,则p沿X方向下降。 d 2 u d y 2 0,则速度u沿y向为凸形。 当h=h0时， d p d x =0 ,则p为最大值。 d 2 u d y 2 =0,则速度u为直线 d p d x p 0 d 2 u d y 2 0 u d 2 u d y 2 hh0 d p d x 0 0 pmax （2）当相对运动的两 表面平行时。 因处处 h=h0 6ηv dp dx = h0 - h h3 =0 故 p =常数 即 p入口= p出口=常数 因此，不能产生动压油膜。 x y o v h=常数 （3）当相对运动的两表面形 成扩散油楔时。即移动件带 着油从小口走向大口。 x y o v 当hh0时， d p d x 0 ,则p沿x方向下降。 当h=h0时， d p d x =0 ,则p为最小值。 当hh0时， d p d x 0 ,则p沿x方向上升。 6ηv dp dx = h0 - h h3 由 知 h0 故：油压必低于入口和出口油压。不仅不能产生承载的油压， 反而会产生使两表面相互吸引的力。 返回 返回 滚动轴承因摩阻小、起动灵敏、标准化程度高、质优价廉得到广泛应用。但滑动轴承因其结构简单等特点也有着重要的应用。 最简单的滑动轴承只需要将轴安装于恰当间隙的孔中即可，典型的滑动轴承为各种滑动轴承座。 滑动轴承分混合摩擦轴承和液体摩擦轴承，混合摩擦轴承的主要优点有： (1)结构简单，零件数量少，径向尺寸小； (2)可做成剖分式，便于安装。 (3)轴承工作面上的油膜有减振、缓冲和降噪的作，因而工作 平稳、噪声小； (4)能在特殊工作条件下工作，如在水下、腐蚀介质或无润滑 介质等条件中； 液体摩擦轴承除了混合摩擦轴具承具有的以上优点外，还有以下优点： (1)处于液体摩擦状态下轴承摩擦系数小、磨损轻微、寿命长； (2)影响精度的零件数较少，故可达到很高的回转精度； (3)面接触，因而承载能力大； 干摩擦是两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦。其摩擦阻力大，磨损严重，应尽可能避免。 §1 概 述 一般机器中，磨擦表面多处于干磨擦、边界磨擦和液体磨擦的混合状态，称为混合磨擦（或称为非液体磨擦）。 液体磨擦是最理想的情况，长期高速旋转的机器，应该确保其轴承在液体润滑条件下工作。 根据油膜形成的原理不同，液体摩擦轴承可分为动压轴承和静压轴承。 两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质不取决于流体粘度，而与边界膜和表面的吸附性质有关，称为边界摩擦 两摩擦表面被一流体层（液体或气体）隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦，称为流体摩擦。其摩擦阻力小，没有磨损，但必须在一定工况下（载荷、速度、流体粘度）才能实现。 特点：结构简单，无法调整磨损产生的间隙，装拆不便，无法应用于有中轴颈的轴上。 滑动轴承按承受载荷方向的不同米乐M6(MiLe)亚洲官方网站- 赔率最高在线投注平台，可分为径向轴承(承受径向载荷)和推力轴承(承受轴向载荷)。 常用的径向滑动轴承有整体式和剖分式两类 它由轴承座(材料为铸铁)和轴套(减摩材料制成)组成。 轴承座顶部有装油杯的螺纹孔，轴套上有油孔和油槽，润滑油由油杯通过油孔和油槽进入摩擦面。 为调整间隙方便，可使用调隙轴承。 滑动轴承按承受载荷方向的不同，可分为径向轴承(承受径向载荷)和推力轴承(承受轴向载荷)。 常用的径向滑动轴承有整体式和剖分式两类 剖分式滑动轴承装拆比较方便，轴承间隙调整可通过在剖分面上增减垫片厚度来实现。 对于正、斜剖分式滑动轴承，已分别制定了JB/T2561 、JB/T2562标准，设计时可参考。 三.推力滑动轴承 轴端推力轴承 轴环推力轴承 推力滑动轴承有轴端推力轴承轴环推力轴承，轴环滑动轴承有单环和多环之分。此外，绝大部分向心滑动轴承的端面也可以承受一定的轴向载荷。 顺应性是轴承材料补偿对中误差和顺应其它几何误差的能力。弹性模量低、塑性好的材料，顺应性就好。 嵌藏性是轴承材料嵌藏污物和外来微粒防止刮伤和磨损的能力。 摩擦系数低，摩擦阻力小，减摩性好。 磨合性又称跑合性，是指材料消除表面不平度而使轴瓦表面和轴颈表面相互吻合的性质。 一. 对轴承材料的要求 1. 低摩擦系数、良好的磨合性和抗胶合性。 二.轴承材料 大致可分为金属、粉末冶金和非金属材料三大类，金属材料应用最广。 2. 良好的顺应性、嵌藏性和耐腐蚀性。 3. 足够的机械强度和耐磨性。 4. 良好的传热性和小的热膨胀性。 5. 良好的工艺性、经济性等。 机械强度包括冲击强度、抗压强度和疲劳强度。耐磨性是指材料抵抗磨粒磨损和胶合磨损的性质。 轴承合金 铜合金 粉末冶金 塑料 详见教材P193 轴承衬是在轴套内表面上浇铸一层或两层减摩材料。 二、油孔、油沟和油室 油孔用来供应润滑油，油沟(又称油槽)用来输送和分布润滑油. 油孔和油沟的位置和形状对轴承的承载能力和寿命影响很大。 油孔和油沟的开设原则(1)油沟的轴向长度应比轴瓦长度短(大约为轴瓦长度的80％)，不 能沿轴向完全开通．以免油从两端大量泄失，影响承载能力; (2)油孔和油沟不应开在轴瓦的承载区，以免降低油膜的承载力。 二、油孔、油沟和油室 普通油室结构，它可使润滑油沿轴向均匀分布，并起着储油和稳定供油的作用。 液体润滑轴承的油室结构是轴承设计中的最重要因素，对轴承工作性能影响很大。 一.润滑油 润滑油的物理化学指标主要有：粘度、粘度指数、油性、凝点、闪点、酸值和残碳量等。对于大多数滑动轴承来讲，粘度是最主要的指标，也是选择轴承用油的主要依据。 油性润滑油对固体表面的吸附能力，通常，润滑 油中极性分子团愈多，油性愈好。因此动物 油最好，植物油次之，矿物油最差。 粘度衡量润滑油易流动性的一个指标。粘度愈大 则润滑油的内摩擦阻力愈大，愈不易流动， 因而承载能力愈大。 润滑剂分类 固体，流体（液体为主），润滑脂。 润滑目的 减摩，降低磨损，冷却，防锈和吸振。 动力粘度经常用于滑动轴承的分析计算中，商品油则常用运动粘度来标定。 流体在流动时，相邻流体层间存在着相对运动，则该两流体层间会产生摩擦阻力，称为粘滞力。粘度是用来衡量粘滞力大小的一个物性数据。粘度有动力粘度，其单位：帕斯卡秒(Pa·s)；运动粘度是在工程计算中，物质的动力粘度与其密度之比，其单位为：(m2/s)。 注意 a、国标规定运动粘度的标定温度是40℃。 b、温度对粘度有很大的影响。 载荷大粘度宜大，速度大粘度宜小，工作温度高则应选粘度指数(粘温特性)高的润滑油。 润滑油选择原则 润滑脂是润滑油与金属皂（脂肪酸与金属反应生成的有机酸盐）的混合物。润滑脂的优点是稠度大，不易流失，承载能力大；但它的物化稳定性差，摩阻大，故只适合低速场合（ ）。 s m v / 2 润滑脂的主要指标是针入度和滴点。 润滑脂有钙基、钠基和锂基之分，一般说来：钙基耐水不耐温，钠基耐温不耐水，锂基最好(耐温、耐水)但价格稍贵。 润滑方式根据选择，k ￡ 2 可用润滑脂 或油杯润滑，当k = 2～16 时可用针阀式油杯润滑, k =16～32可用油环或飞溅润滑，k = 32 宜用压力循环润滑。 3 pv k = 一. 径向轴承 限制压强 p 目的是避免因压强过大使边界膜破裂从而导致金属直接接触产生的剧烈磨损。对于转速很低或间歇转动的轴，只需进行这项计算。 ] [ dB F ￡ = p p 限制值pv 考虑到功热当量， pv 值与轴承单位面积的摩擦功耗（m pv）成正比，因此限制 pv 值也就是限制轴承的温升，从而避免温度过高使润滑失效。对于连续运转的轴承，通常都应进行这项计算。 ] [ 19100 10 6 4 pv B Fn dn dB F pv ￡ ? × = p × 限制速度 当v 过大，即使 p 和 pv 值都在允许范围内，轴承也可能很快磨损，故还必须限制滑动速度。 ] [ 10 6 4 v d n v ￡ = p × ] [ ) ( 3000 0 pv z d d Fn ≤ - = 60000 4 F pv × = 2 0 n d d + p ) ( 2 0 2 z d d - p ] [ ) ( 4 2 0 2 p z d d F p ≤ - = p 注意 许用值 、 对向心和普通推力轴承是不同的，因向心轴承天然满足液体动压润滑条件，许用值可比推力轴承的许用值大些。表 9.2 的值只适用于向心滑动轴承，推力轴承的许用值参见《机械工程手册》。 ] [ pv ] [ p 实现液体摩擦的两种方法 1）输入压力油以平衡载荷，称为静压轴承。 2）在一定的条件下，利用轴颈转动的泵油作 用把油带入摩擦表面，形成动压油膜。 静压轴承本身结构简单，但附属液压系统昂贵，可以获得性能极好的轴承。 向下载荷 轴下移动 下油腔间隙流量减小 下油腔间隙流量减小 下节流器压降减小 下节流器压降减小 下油腔压力增加 下油腔压力增加 轴向上移 x y 形成动压油膜条件： ① 两工作表面间必须构成楔形间隙(突 变或渐变均可)； ② 间隙应充满具有一定粘度的润滑油。 ③ 必须有相对运动，且间隙沿速度方 向应由大变小。 x y 基本假设 1）润滑油沿 Z 向无流动。 2）压力和 Y 值无关。 3）润滑油是牛顿流体。 4）忽略润滑油质量。 5）润滑油不可压缩。 连续体力学总是取微元进行受力和运动分析，建立运动方程，在求解获得结果。 基于粘性流体力学方程建立的薄层间隙中液体运动的基本微分方程，通过求解方程能获得压力及速度分布。滑动轴承性能分析使其重要应用之一。 x y 静力平衡条件： 0 = p ) ( ? ? + - dydz dx x p pdydz + dxdz t ) ( ? ? + - dxdz dy y t t 化简得 y x p ? - = ? ? t ? 粘度定义 y u ? ? - = h t 于是 2 2 y u x p ? ? = ? ? h 因 是常数，不随 Y 而变, h 积分得 2 1 2 2 1 C y C y x p u= + + ? ? h 边界条件 。 ， ； ， 0 0 = = = = u h y v u y 解得 h v h x p C v C - ? ? - = = h 2 1 1 2 ， 于是有： ) ( ) ( 2 1 y h h v y h y x p u - + - ? ? = h 可知对于 的点，油层速度是线 = ? ? x p ò h zudy 0 ? ? - = h x p vh z 3 ) 12 1 2 ( h 2 vh z 0 ? ? - = h x p vh z 3 ) 12 1 2 ( h 连续性条件： 设对应于 的点的间隙高度为 ，则通过该截面的流量为 ， 0 h 2 vh z q x = 0 0 = ? ? x p 而通过高度为 的截 面的流量为： h （雷诺方程） 3 0 6 h h h v x p - = ? ? 将上式变形得: h 式中：p——任一点的压力； x——运动方向的坐标； η——润滑油的动力粘度；ν——两面的相对速度； h、h0——任一点和最大压力处的油膜厚度。 （1）若两面为平行面，即处处h=h0,则?p /? x ≡0， 这表明处处不能产生压力，即大气压。 （2） ?p /? x 与ν成正比，若ν太小或ν ＝0，都难于 或不能产生足够的油膜压力。 （3） ?p /? x 与η成正比，若η不够大，不能连续供油， 都难于形成全膜润滑。 要形成液体摩擦，还必须满足条件：最小油膜厚度不小于许用油膜厚度。 例题 建立过程 图a) 停车状态，轴颈沉在轴承孔下部。轴颈表面 与轴承孔表面构成了楔形间隙。图 b) 轴的启动阶段：轴开始转动，轴颈与轴承直 接接触，摩擦力迫使轴颈沿轴承孔内壁向滚动.图c) 转速继续增加，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。图d) 由于油膜各点压力的合力有向左推动轴颈的分 力存在，因而轴颈向左移动。最后，当达到机 器的工作转速时，轴颈就稳定在此平衡位置上 旋转。 二. 几何关系 半径间隙 r R - = d 相对间隙 r d y = 最小膜厚 偏心率 r R e e - = = d e f cos e r R h + - ? f d cos e + = ) cos 1 ( f e d + = 任意 角处的油膜厚度 f 建立过程 ) 1 ( min e y d - = - = r e h 三.设计公式 载荷计算： 摩擦计算： 温升计算： 流量计算： 四. 设计条件 2 1 min ) ( + 3 z z R R S h 式中：Rz1、Rz2—分别为轴颈和轴承孔表面粗糙度 十点高度（注意与Ra的区别） S—安全系数，一般取S≥2 载荷条件 温度条件 宽径比（B/d） 通常(0.5～1.5)，重载宜大轻载宜小；速度大宜大，速度小宜小。 结束 七.设计方法及步骤 见教材P203 思考题 4 10 ) 1.0 0.6 ( v -3 × - = y 相对间隙( ) 增大，承载力降低，但摩阻和温升减小。一般：速度大取较大的，载荷大取较小的。理想的值见表9.4。 y y y y r d y = 八.非液体摩擦轴承的配合