15.1重点内容提要 15.1.1教学基本要求 1.了解摩擦状态的类型，理解滑动轴承可能的工作状态和特点。 2.掌握剖分式向心滑动轴承和推力轴承的典型结构特点。 3.了解轴瓦常用材料、润滑剂的类型及性能指标。 4.掌握非液体摩擦滑动轴承的失效形式及设计计算。 5.掌握液体动压的形成机理、必备条件。了解动压润滑的基本方程。 6.一般了解动压多油楔轴承和静压轴承。 15.1.2滑动轴承概述 轴承的主要作用是支承轴及轴上零件，并保证轴的旋转精度，减少轴与支承之间的摩擦和磨损。 轴承按摩擦性质不同可分为滑动轴承和滚动轴承。 1.滑动轴承的特点 滑动轴承主要用于高速，重载，有较大冲击载荷或对轴的旋转精度要求特别高的机器中。在要求采用 剖分式结构的场合，也必须用滑动轴承。 2.滑动轴承的类型 按承受载荷的不同可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承主要承受径向载荷，推力轴承只能承受轴向 载荷.如将向心轴承和推力轴承组合设计在轴的一个支点或设计成圆雄面形状，即可承受径向载荷，又可承 受轴向载荷。 按轴承工作时的磨擦状态或润滑状态，可以分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。液体摩擦 动轴承根据油膜形成原理的不同，又可分为①液体动压轴承；②液体静压轴承。非液体摩擦滑动轴承的摩 擦表面处于边界摩擦或混合摩擦状态。 15.1.3摩擦状态 根据相对运动表面之间的摩擦状态或润滑状态，摩擦分为以下四种（图15.1）： (1)干摩擦：两摩擦表面间不加任何润滑剂而直接接触时的摩擦，称为干摩擦。干摩擦时，摩擦系数 ∫=031了，磨损严重，号引起发热甚至烧毁轴瓦，在滑动轴承中不允许出现干摩擦。 (2)边界摩擦：两摩擦表面被吸附在表面的边界油膜隔开，两表面微观高峰部分之间的相互搓削引起的 摩擦，称为边界摩擦，又称为边界润滑。边界摩擦不能完全避免表面之间的直接接触，仍有磨损，但其摩 擦性质也不取决于液体粘度。摩擦系数一般为∫=0.1~0.3 (3)液体摩擦：两摩擦表面被一层液体完全隔开，摩擦性质取决于液体内部分子之间粘性阻力的摩擦， 称为液体摩擦，又称为液体润滑。摩擦系数很小，处在了=0.001一~0.01 之间，显著地减少了摩擦和磨 损。 (4)混合摩擦：在实际使用中，两摩擦表面处于干摩擦、边界摩擦、液体摩擦的混合状态，称为混合摩 擦，也称非液体摩擦，又称为混合润滑。在混合摩擦状态下，摩擦系数一般为了=0.010.1 边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦都必须在一定条件下才能实现。机械运动副中，最理想的情况是液体 摩擦，边界摩擦和混合摩擦是为最低要求，应当避免的是干摩擦
15.1 重点内容提要 15.1.1 教学基本要求 1．了解摩擦状态的类型，理解滑动轴承可能的工作状态和特点。 2．掌握剖分式向心滑动轴承和推力轴承的典型结构特点。 3．了解轴瓦常用材料、润滑剂的类型及性能指标。 4．掌握非液体摩擦滑动轴承的失效形式及设计计算。 5．掌握液体动压的形成机理、必备条件。了解动压润滑的基本方程。 6．一般了解动压多油楔轴承和静压轴承。 15.1.2 滑动轴承概述 轴承的主要作用是支承轴及轴上零件，并保证轴的旋转精度，减少轴与支承之间的摩擦和磨损。 轴承按摩擦性质不同可分为滑动轴承和滚动轴承。 1．滑动轴承的特点 滑动轴承主要用于高速, 重载, 有较大冲击载荷或对轴的旋转精度要求特别高的机器中。在要求采用 剖分式结构的场合，也必须用滑动轴承。 2．滑动轴承的类型 按承受载荷的不同可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承主要承受径向载荷，推力轴承只能承受轴向 载荷. 如将向心轴承和推力轴承组合设计在轴的一个支点或设计成圆锥面形状,即可承受径向载荷，又可承 受轴向载荷。 按轴承工作时的磨擦状态或润滑状态，可以分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。液体摩擦 动轴承根据油膜形成原理的不同, 又可分为①液体动压轴承；②液体静压轴承。非液体摩擦滑动轴承的摩 擦表面处于边界摩擦或混合摩擦状态。 15.1.3 摩擦状态 根据相对运动表面之间的摩擦状态或润滑状态，摩擦分为以下四种（图 15.1）： （ 1）干摩擦：两摩擦表面间不加任何润滑剂而直接接触时的摩擦, 称为干摩擦。干摩擦时,摩擦系数 ，磨损严重，引起发热甚至烧毁轴瓦，在滑动轴承中不允许出现干摩擦。 （ 2）边界摩擦：两摩擦表面被吸附在表面的边界油膜隔开，两表面微观高峰部分之间的相互搓削引起的 摩擦，称为边界摩擦，又称为边界润滑。边界摩擦不能完全避免表面之间的直接接触，仍有磨损，但其摩 擦性质也不取决于液体粘度。摩擦系数一般为 。 （ 3）液体摩擦：两摩擦表面被一层液体完全隔开，摩擦性质取决于液体内部分子之间粘性阻力的摩擦， 称为液体摩擦，又称为液体润滑。摩擦系数很小，处在 之间，显著地减少了摩擦和磨 损。 （ 4）混合摩擦：在实际使用中, 两摩擦表面处于干摩擦、边界摩擦、液体摩擦的混合状态，称为混合摩 擦，也称非液体摩擦，又称为混合润滑。在混合摩擦状态下，摩擦系数一般为 。 边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦都必须在一定条件下才能实现。机械运动副中，最理想的情况是液体 摩擦，边界摩擦和混合摩擦是为最低要求，应当避免的是干摩擦
a)干摩擦 b)边界摩擦 c)液体摩擦d)混合摩擦 图15.1 15.1.4滑动轴承的结构特点 滑动轴承按照承受载荷方向的不同可分为两类：向心滑动轴承、推力滑动轴承 1.向心滑动轴承（径向滑动轴承） 向心滑动轴承主要承受径向载荷。最常用的结构形式为整体式和剖分式。 剖分式滑动轴承主要由四部分组成：轴承座、轴承盖、轴瓦和联接螺栓。剖分面总是开在垂直或接近 垂直载荷方向。当载荷垂直向下或略有偏斜时，剖分面为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，剖分面也 斜着布置，一般倾斜为45°。轴承盖与轴承座在剖分面的接合处做出阶梯形榫口，便于安装时对中。轴 承盖上端制有螺纹孔，用以安装油杯或油管。轴瓦与轴颈直接接触，由上、下两半轴瓦组成。轴瓦在非承 载区开有油孔以便导入润滑油，轴瓦内表面开有油沟，以利于输导润滑油均匀分布在整个轴颈上，但油沟 不得开到端部，以避免润滑油的泄漏。油沟形式有一字形、×字形和王字形。轴瓦宽度B有宽径比 B1d确定，非液体润滑时B1d=0.51,液体润滑时B1d=0.8~15 大型液体润滑的滑动轴承，润滑油也可从两侧导入，一侧油导入形成动压油膜，一侧油导入进行冷却 2.推力滑动轴承 推力滑动轴承只能用来承受轴向载荷。 推力滑动轴承可分为：普通推力轴承和液体动压推力轴承。普通推力轴承工作时处于非液体摩擦状 态。液体动压推力轴承性能好，但结构复杂。在轴承的止推面上按若干块扇形面积制出楔形，轴按一定方 向转动时，就在止推面上形成动压油模。楔形倾角固定不变的称为固定式推力轴承，楔形倾角随载荷、转 速的改变可自行调整的称为可倾式推力轴承。 15.1.5轴瓦和轴承衬的材料 滑动轴承的轴承盖和轴承座一般用铸铁制作，对于不重要的轴承，可以不使用轴瓦，直接在机体上加 工出轴承孔。当对摩擦表面要求较高时，就应安装轴瓦。采用轴瓦可节约贵重的轴承材料，便于维修。 对轴瓦材料性能的要求：①磨擦系数小；②导热性好，热膨胀系数小；③耐磨、耐蚀、抗胶合能力 强；④具有足够的强度和可塑性 同时满足上述要求的材料几乎没有，只能针对轴承的主要工作要求选用适宜的轴承材料。较常用的方 法是将两种不同金属材料用浇铸或压合工艺制成轴瓦。粘附在轴瓦基体上的薄层金属材料叫轴承衬。 常用的轴瓦和轴承衬材料有以下几种 (1)轴承合金（又称巴氏合金或白合金） 锡锑轴承合金(ZSSb11Cu6):摩擦系数小、耐蚀性好、抗胶合能力强，但熔点低，机械强度较 差，价格贵。常用于高速、重载的轴承。 铅锑轴承合金(ZPbSb16Sn16Cu2):性能同锡梯轴承合金，但性脆，用于中速、中载的轴承。 （2)青铜 强度高，承载能力大，耐磨性和导热性能优良，缺点是塑性差，不易跑合。锡青铜
图 15.1 15.1.4 滑动轴承的结构特点 滑动轴承按照承受载荷方向的不同可分为两类：向心滑动轴承、推力滑动轴承 1．向心滑动轴承（径向滑动轴承） 向心滑动轴承主要承受径向载荷。最常用的结构形式为整体式和剖分式。 剖分式滑动轴承主要由四部分组成：轴承座、轴承盖、轴瓦和联接螺栓。剖分面总是开在垂直或接近 垂直载荷方向。当载荷垂直向下或略有偏斜时，剖分面为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，剖分面也 斜着布置，一般倾斜为 45°。轴承盖与轴承座在剖分面的接合处做出阶梯形榫口，便于安装时对中。轴 承盖上端制有螺纹孔，用以安装油杯或油管。轴瓦与轴颈直接接触，由上、下两半轴瓦组成。轴瓦在非承 载区开有油孔以便导入润滑油，轴瓦内表面开有油沟，以利于输导润滑油均匀分布在整个轴颈上，但油沟 不得开到端部，以避免润滑油的泄漏。油沟形式有一字形、×字形和王字形。轴瓦宽度 有宽径比 确定，非液体润滑时 ，液体润滑时 。 大型液体润滑的滑动轴承，润滑油也可从两侧导入，一侧油导入形成动压油膜，一侧油导入进行冷却 2．推力滑动轴承 推力滑动轴承只能用来承受轴向载荷。 推力滑动轴承可分为：普通推力轴承和液体动压推力轴承。普通推力轴承工作时处于非液体摩擦状 态。液体动压推力轴承性能好，但结构复杂。在轴承的止推面上按若干块扇形面积制出楔形，轴按一定方 向转动时，就在止推面上形成动压油模。楔形倾角固定不变的称为固定式推力轴承，楔形倾角随载荷、转 速的改变可自行调整的称为可倾式推力轴承。 15.1.5 轴瓦和轴承衬的材料 滑动轴承的轴承盖和轴承座一般用铸铁制作，对于不重要的轴承，可以不使用轴瓦，直接在机体上加 工出轴承孔。当对摩擦表面要求较高时，就应安装轴瓦。采用轴瓦可节约贵重的轴承材料，便于维修。 对轴瓦材料性能的要求：①磨擦系数小；②导热性好，热膨胀系数小；③耐磨、耐蚀、抗胶合能力 强；④具有足够的强度和可塑性。 同时满足上述要求的材料几乎没有, 只能针对轴承的主要工作要求选用适宜的轴承材料。较常用的方 法是将两种不同金属材料用浇铸或压合工艺制成轴瓦。粘附在轴瓦基体上的薄层金属材料叫轴承衬。 常用的轴瓦和轴承衬材料有以下几种： （ 1）轴承合金（又称巴氏合金或白合金） 锡锑轴承合金 (ZSnSb11Cu6)：摩擦系数小、耐蚀性好、抗胶合能力强，但熔点低，机械强度较 差，价格贵。常用于高速、重载的轴承。 铅锑轴承合金（ ZPbSb16Sn16Cu2）：性能同锡锑轴承合金，但性脆，用于中速、中载的轴承。 （ 2）青铜 强度高，承载能力大，耐磨性和导热性能优良，缺点是塑性差，不易跑合。锡青铜
(ZCuSn10P1)用于中速重载、铅青铜(ZCuSn5Pb5Zn5)用于中速中载、铝青铜 (ZCuAl10Fe3)用于低速重载。 (3)其它材料 灰铸铁或耐磨铸铁可用于不重要或低速轻载的轴承。还可用粉末冶金法做成的轴承、以及非金属材料 (如橡胶、塑料)轴承等。 15.1.6轴承的润滑 轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。 1.润滑剂 (1)润滑油：主要是矿物油、动植物油、合成油等，但矿物油应用最多。选择润滑油的主要指标是粘 度，它是指润滑油抵抗剪切变形的能力，反映了液体流动时内摩擦阻力的大小。粘度愈大，内摩擦阻力愈 大，液体流动性愈差，粘度分动力粘度”和运动粘度 ”,它们之间的关系是 V= 月 Q (15-1) 式中的P为液体的密度 我国石油产品用运动粘度标定的。 润滑油的粘度随着温度的升高而降低，随着压力的增大而增大。选择润滑油时，要考虑的因素有：速 度、载荷和工作情况等。载荷大、温度高的轴承选用粘度大的润滑油；载荷小，速度高的轴承选用粘度较 小的润滑油。 (2)润滑脂（俗称黄油）：是由润滑油和稠化剂混合而成。多用于加油困难、低速、重载、有冲击载荷 的轴承中，它的物理化学性能不如润滑油稳定，但密封简单，不需经常添加，不易流失，其应用范围仅次 于润滑油。钙基润滑脂不耐温耐水，钠基润滑脂耐温不耐水。选用润滑脂的性能指标是锥入度和滴点。 （3)固体润滑剂：如石墨、二硫化钼等。 2.润滑装置 滑动轴承的给油方法主要是用油杯供油，如添加润滑油的针阀式油杯，添加润滑脂的旋盖式油杯等。 最完善的方式是用油泵供油
（ ZCuSn10P1）用于中速重载、铅青铜（ZCuSn5Pb5Zn5）用于中速中载、 铝青铜 （ZCuAl10Fe3）用于低速重载。 （ 3）其它材料 灰铸铁或耐磨铸铁可用于不重要或低速轻载的轴承。还可用粉末冶金法做成的轴承、以及非金属材料 （如橡胶、塑料）轴承等。 15.1.6 轴承的润滑 轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。 1．润滑剂 （ 1）润滑油：主要是矿物油、动植物油、合成油等，但矿物油应用最多。选择润滑油的主要指标是粘 度，它是指润滑油抵抗剪切变形的能力，反映了液体流动时内摩擦阻力的大小。粘度愈大，内摩擦阻力愈 大，液体流动性愈差，粘度分动力粘度 和运动粘度 ，它们之间的关系是 （15-1） 式中的 为液体的密度。 我国石油产品用运动粘度标定的。 润滑油的粘度随着温度的升高而降低，随着压力的增大而增大。选择润滑油时，要考虑的因素有：速 度、载荷和工作情况等。载荷大、温度高的轴承选用粘度大的润滑油; 载荷小,速度高的轴承选用粘度较 小的润滑油。 （ 2）润滑脂（俗称黄油）：是由润滑油和稠化剂混合而成。多用于加油困难、低速、重载、有冲击载荷 的轴承中，它的物理化学性能不如润滑油稳定，但密封简单，不需经常添加，不易流失，其应用范围仅次 于润滑油。钙基润滑脂不耐温耐水，钠基润滑脂耐温不耐水。选用润滑脂的性能指标是锥入度和滴点。 （ 3）固体润滑剂：如石墨、二硫化钼等。 2．润滑装置 滑动轴承的给油方法主要是用油杯供油，如添加润滑油的针阀式油杯，添加润滑脂的旋盖式油杯等。 最完善的方式是用油泵供油
