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第十五章 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 轴承——支承轴颈使轴作回转运动，分：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 ） 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）流体摩擦轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现；3）流体摩擦其设计、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。 §15-1 摩擦状态 一、摩擦及其分类 根据摩擦面间存在润滑剂的状况， 干摩擦 最低要求 滑动摩擦 液体摩擦（液体润滑） 最理想 如图所示 边界摩擦（边界润滑） 最不利 混合摩擦（混合润滑） 最常见 冲床冲头1、干摩擦——两摩擦表面直接接触，不加入任何润滑剂的摩擦。
2、边界摩擦（边界润滑）——摩擦面上有一层边界膜起润滑作用。木粉
3、液体摩擦（润滑）——摩擦表面间的润滑膜厚度大到足以将两个表面的轮廓完全隔开时，即形成了全液体摩擦，f极小，是理想摩擦状态。
4、混合摩擦（润滑）——在实践中有很多摩擦副处于干摩擦、液体摩擦与边界摩擦的混合状态，称为混合摩擦。
洛克沙胂图15—1d为摩擦副的摩擦特性曲线，这条曲线是由实验得到的。
§15-2滑动轴承的结构形式
一、向心滑动轴承
图15-2，为剖分式径向滑动轴承，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，轴瓦一般水平剖分，也有倾斜剖分。
特点：装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。
轴瓦是滑动轴承中的重要零件。向心滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形。若载荷F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。
油沟的形式很多，如图15—4所示。一般油沟与轴瓦端面保持一定距离，以防止漏油。
剖分轴承
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=0.5；对于非液体摩擦的滑动轴承，常取B／d=0.8—1.5。
二、推力滑动轴承
轴所受的轴向力F应采用推力轴承来承受。止推面可以利用轴的端面，也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。后面将沦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。图15—5a所示为固定式推力轴承，其楔形的倾
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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15-5b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。
§15-3轴瓦及轴承衬的材料
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
设备集电环>锚杆垫板青铜基体：
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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。 5）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。 6）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15-1 §15-4 润滑剂和润滑装置 一、润滑剂 润滑剂——油、脂、固体润滑剂 按工作载荷、相对滑动速度、工作温度和特殊工作环境等作为依据 1、润滑油 对流体动力润滑轴承，粘度是选择润滑油最重要的参考指标，粘度表征液体流动的内摩擦性能。如图15-7所示，有两块平板A 及B ，两板间充满液体。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，板B 表层的液体与板B 一致，静止不动，板A 表层的液体随A 以v 运动。两板之间液体的速度分布如图a 所示。也可看作两板间的液体逐层发生了错动，如图b 所示。因此层与层间存在着液体内部的摩擦切应力，根据实验结果得到以下关系式：dy du ητ−= 此式称为牛顿液体流动定律。式中：u 是油层中任一点的速度，dy du 是该点的速度梯度；式中的“—”号表示u 随y 的增大而减小；q 是液体的动力粘度，
常简称为粘度。 由上式可知，动力粘度的量纲是力·时间／长度2，在国际单位制中，它是N ·s ／m 2 (即Pa ·s)。动力粘度的厘米克秒制单位是P(称为泊)，1P ：1 dyn ·s ／cm 2。
5此外，还有运动粘度υ，它等于动力粘度与液体密度的比值，即ρην= 在国际单位制中，υ的单位是m 2／s 。实用上这个单位嫌大，故常采用它的厘米克秒制单位St(称为斯)，或cst(厘斯)，1 St ；1 cm 2
／s ；100 est 。我国石油产品是用运动粘度(单位为cst 或mm 2／s)标定的，见表15—2。 例15-1 选择粘度时，应考虑如下基本原则： （1）在压力大、温度高、载荷冲击变动大时→应选粘度大的润滑油 （2）滑动速度高时，容易形成油膜（转速高时），为减少摩擦应选粘度较低的润滑油 （3）加工粗糙或未经跑合的表面，应选粘度较高的润滑油 润滑油的粘度是随温度、压力的变化而变化。见图15-8。 2、润滑脂 特点：稠度大，不易流失，承载能力 但稳定性差，摩擦功耗大，流动性差，无冷却效果——适于低速重载且温度变化不大处，难于连续供油时 3、固体润滑剂 轴承在高温，低速、重载情况下工作，不宜采用润滑油或脂时可采用固体润滑剂——在摩擦表面形成固体膜，常用：石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨等。 使用方法：1）调配到油或脂中使用；2）涂敷或烧洁到摩擦表面；3）渗入轴瓦材料或成型镶嵌在轴承中使用。 二、润滑装置 1、油润滑：间歇供油——小型、低速、间歇运动的场合 连续供油——重要的轴承 连续供油方式： a) 滴油润滑——图15-9a ，针阀式油杯 b) 绳芯润滑——图15-9b ，利用绳芯的毛吸管作用吸油滴到轴颈上 c) 飞溅润滑——图15-10利用下端浸在油池中的转动件将润滑油溅成油来润滑 d) 压力循环润滑——用油泵进行连续压力供油，润滑、冷却，效果较好，适于重载、高速或交变载荷作用。 2、脂润滑——间歇供油脂：旋盖式油脂杯——图15-9c ；黄油补充油脂。 作业：15-1
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