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轴承的功用是支承轴及轴上零件,保持轴的旋转精度,减少 转轴与支承之间的摩擦和磨损 , 并承受载荷。 根据支承处相对运动表面的摩擦性质,轴承分为滑动摩擦轴 承和滚动摩擦轴承,分别简称为滑动轴承和滚动轴承,如图所 示。 径向滑动轴承 推力滑动轴承 第十五章 滑动轴承 § 15 — 1 滑动轴承概述 一、滑动轴承的类型 滑动轴承按其承受载荷的方向分为: ( 1 )径向滑动轴承,它主要承受径向载荷。 ( 2 )止推滑动轴承,它只承受轴向载荷。 滑动轴承按摩擦(润滑)状态可分为液体摩擦(润滑)轴承和非 液体摩擦(润滑)轴承。 ( 1 )完全流体润滑滑动轴承(流体润滑轴承) 轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油,润滑油的厚度较大,将 轴颈和轴瓦表面完全隔开。因而摩擦系数很小,一般摩擦系数 f=0.001 ~ 0.008 。由于始终能保持稳定的液体润滑状态。这种轴 承适用于高速、高精度和重载等场合。 ( 2 )不完全流体润滑滑动轴承(不完全润滑轴承) 轴和轴承孔表面间有润滑流体存在,但不能完全将两摩擦表面隔 开,有一部分表面直接接触。因而摩擦系数大, f=0.05 ~ 0.5 。如 果润滑油完全流失,将会出现干摩擦。剧烈摩擦、磨损,甚至发 生胶合破坏。 ( 一 ) 、径向滑动轴承 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) 应用:低速、轻载或间歇工作的机器。 如图,由轴承座、整体轴 套、油孔等组成 1 、整体式径向滑动轴承 整体式 § 15 — 2 滑动轴承的结构和材料 2 、对开式径向滑动轴承 剖分式 正剖分:轴承座和轴瓦被分成两部分, 由螺栓联接,便于调整间隙和装拆。有 正剖分和斜剖分两种。剖分面制成阶梯 状,便于对中防错动。(发动机曲轴) 斜剖分(载荷与垂直方向夹角大于 35 ° ,则轴承中分面也斜着布置,通常为 45 ° )(柴油机连杆大头) 3 、自动调心式 轴瓦与轴承座之间不是柱面配 合,而是球面配合,轴瓦可随 着轴的弯曲而转动,适应轴径 的偏斜。 通常的滑动轴承要限制轴径的 长度,用宽径比来表示 L/d , 一般 L/d=0.5-1.5 。当 L/d1.5 时,常用调心式滑动轴承。 ( 二 ) 、 止推滑动轴承 a 、实心式 b 、空心式 c 、单环式 d 、多环式 实心止推滑动轴承,轴颈端面的中部 压强比边缘的大,润滑油不易进人, 润滑条件差。 空心止推滑动轴承,轴颈端面的中空 部分能存油,压强也比较均匀,承载 能力不大。 多环止推滑动轴承,压强较均匀,能 承受较大载荷。但各环承载不等,环 数不能太多。 二、轴瓦结构 1 、轴瓦的形式与结构 轴瓦应具有一定的强度和刚度,要固定可靠,润滑良好, 散热容易,便于装拆和调整。 轴瓦固定在轴承座上,轴瓦表面常浇铸一层减摩性更好 的材料,称为轴承衬,厚度从零点几个毫米到 6 毫米。为 使轴承衬固定可靠,可在轴瓦上作出沟槽。 油孔、油槽开设原则 : (1) 、油槽(沟)开在非承载区,否则会破坏 油膜的连续性降低油膜的承载能力 (2) 、油槽轴向不能开通,以免油从油槽端 部大量流失,轴向油沟的长度应稍短于 轴瓦宽( 80% ) 2 、油孔、油槽和油室 剖分式 整体式 三、滑动轴承的失效形式及材料 1 、主要失效形式:磨损和胶合、疲劳破坏 对 材 料 性 能 要 求 2 、轴承材料 (1) 具有足够的抗压强度、抗疲劳能力和抗冲击能力。 (2) 具有良好的减摩性。材料要有较低的摩擦阻力。 (3) 具有良好的耐磨性。抗粘着磨损和磨粒磨损性能较好。 (4) 具有良好的跑合性。能较容易消除接触表面不平度而使 轴颈与轴瓦表面间相互尽快吻合。 (5) 良好的可塑性。具有适应因轴的弯曲和其他几何误差而 使轴与轴承滑动表面初始配合不良的能力。 (6) 具有嵌藏性。轴承材料具有容纳金属碎屑和灰尘的能力。 (7) 良好的工艺性和导热性,并应具有抗腐蚀性能。 金属材料 多孔质金属材料 非金 属材料 常 用 轴 承 材 料 轴承合金、铜合金、铸铁、铝基合金。 多孔铁、多孔质青铜。 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯。 轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料,如轴瓦 和轴承衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求: ◆ 减摩性:材料副具有较低的摩擦系数。 ◆ 耐磨性:材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。 ◆ 抗咬粘性:材料的耐热性与抗粘附性。 ◆ 摩擦顺应性:材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面 初始配合不良的能力。 ◆ 嵌入性:材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面发 生刮伤或磨粒磨损的性能。 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性 和经济性。 ◆ 磨合性:轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻合 的表面形状和粗糙度的能力(或性质)。 类 型 锡基轴承合金 铅基轴承合金 特 点 嵌入性和摩擦顺应 性最好 ,易于轴颈磨合, 但强度低,价格较贵。 应 用 重载、中高速场合。 轴承合金 特 点 锡青铜减摩性和耐磨性最好, 铅青铜抗粘附能力强, 铝青铜强度及硬度较高。 应 用 锡青铜适用于重载、中速场合, 铅青铜适用于高速、重载场合, 铝青铜适用于低速、重载场合。 类 型 锡青铜 铅青铜 铝青铜 铜合金 特 点 有一定的减摩性和耐磨性, 价格低廉,但铸铁性脆、磨 合性差。 应 用 适用于低速、轻载和不受冲 击的场合。 类 型 灰铸铁 耐磨铸铁 铸 铁 粉末冶金材料 粉末冶金材料主要是由铁、铜、石墨等粉末经压 制、烧结而成的轴承材料,这种材料是多孔结构的, 使用前在润滑油中浸数小时,使孔隙中充满润滑油, 在工作时能自动润滑,常用于轻载、低速、润滑困 难的场合。 润滑目的:减少摩擦,降低磨损,散热冷却,缓冲吸振,密封防锈 一、润滑剂 1 、润滑油 润滑油: 粘度的种类有很多,如:动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 粘度是润滑油的主要质量指标(抵抗变形的能力),粘度 值越高,油越稠,反之越稀;温度升高,粘度降低。 润滑油的牌号于运动粘度有一定的对应关系,如:牌号为 L- AN10 的油在40℃时的运动粘度大约为 10 cSt 。 (具体说明) 工程中常用运动粘度,单位是: St( 斯 ) 或 cSt( 厘斯 ) , 量纲为 (m 2 /s) ; 动植物油、矿物油、合成油。 润滑油牌号表 § 15 — 3 滑动轴承的润滑 2 、润滑脂 润滑脂 润滑脂的主要质量指标是: 锥入度,反映其稠度大小 。 滴点,决定工作温度。 :润滑油 + 稠化剂(钙钠铝锂)+稳定剂 ( 1 )压力大、温度高、载荷冲击变动大 —— 粘度大的润滑油 ( 2 )滑动速度大 —— 粘度较低的润滑油 ( 4 )粗糙或未经跑合的表面 —— 粘度较高的润滑油 ◆ 特 点:无流动性,可在滑动表面形成一层薄膜。 ◆ 适用场合 :要求不高、难以经常供油,或者低速重载以及 作摆动运动的轴承中。 ◆ 选择原则: ( 3 )散热差,工作温度高 —— 粘度较高的润滑油 ◆ 选择原则: ( 1 ) .当压力高和滑动速度低时,选择锥入度小一些的品种;反 之,选择针入度大一些的品种。 ( 2 ) .所用润滑脂的滴点,一般应比轴承的工作温度高约 20 ~30℃, 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,应选择防水性能强的钙基或铝基 润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。 润滑脂牌号表 ◆ 特 点:可在滑动表面形成固体膜。 ◆ 适用场合:有特殊要求的场合,如环境清洁要求处、真空中或 高温中。 ◆ 常用类型:二硫化钼,碳―石墨,聚四氟乙烯等。 ◆ 使用方法:涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面;制成复合材料,依 靠材料自身的润滑性能形成润滑膜。 3 、固体润滑剂 1 、油润滑 连续供油 : 间歇供油 : 油壶或油枪 1) 滴油润滑 2) 绳芯润滑 3) 飞溅润滑 4) 浸油润滑 5) 压力循环润滑 2 、脂润滑 旋盖式油脂杯、黄油枪 二、润滑方式 手柄 调节螺母 弹簧 针阀 杯体 盖 杯体 接头 油芯