第11章滑動軸承11.1概述11.2滑動軸承的典型結構11.3滑動軸承材料和軸瓦結構11.4滑動軸承的潤滑11.5不完全油膜軸承的設計計算11.6液體動壓徑向滑動軸承的設計計算11.1、概述一、分類1、根據軸承工作的摩擦性質分滑動(摩擦)軸承滾動(摩擦)軸承2、根據承載方向分徑向軸承推力軸承邊界摩擦：極限狀態、邊界膜作用；液體摩擦：兩表面完全隔開；非液體摩擦（混合摩擦）：部分固體凸峰接觸；3、根據軸承摩擦狀態分（p40，圖3.1）干摩擦：兩表面干脆接觸；干摩擦液體摩擦邊界摩擦對于要求低摩擦的摩擦副，液體摩擦是比較志向的狀態，維持邊界摩擦或混合摩擦是最低要求；對于要求高摩擦的摩擦副，則希望處于干摩擦狀態或邊界摩擦狀態。摩擦：一物體與另一物體干脆接觸，當兩者間有運動或有運動趨勢時，接觸表面要產生切向阻力（即摩擦力），這種現象成為摩擦。磨損：使摩擦表面物質不斷損失的現象稱為磨損。

單位時間里的磨損量稱為磨損率。二、液體潤滑滑動軸承按油膜形成原理1、靜壓軸承2、流體動壓潤滑軸承無外部壓力源，油膜靠摩擦面的相對運動而自動形成。三、特點及應用場合1、壽命長、宜于高速；2、耐沖擊、振動；油膜吸振作用；3、結構簡潔，可用于曲軸；4、承載實力高（重載）缺點：起動阻力大，潤滑、維護較滾動軸承困難。外部一定壓力的流體進入摩擦面，建立壓力油膜。四、潤滑油主要特性1、粘度：流體抗拒變形實力，衡量流體內摩擦阻力大小的指標。粘度↑——摩擦力↑——發熱↑η——動力粘度Pa·s（泊P）2、（潤滑劑）油性油吸附于摩擦表面的性能，邊界潤滑取決于油的吸附實力。工業上常用運動粘度：（斯St）P45對于層流（牛頓流體）：3、粘度的測定3種方法——3種單位動力粘度(確定粘度）運動粘度:流體動力粘度與同溫度下流體密度的比值。恩氏粘度Et——相對粘度1Pa.s=1N.s/m2——國際單位制P(泊)

——物理單位1Pa.s=10P1P=100cP

=(Pa.s)/(kg/m3)m2/s

t

c=0.0064Et–0.0055/Et

常用斯St1St=1cm2/s=100cSt轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應高一些。高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些。4、選擇原則五、潤滑脂

◆特點：無流淌性，可在滑動表面形成一層薄膜，承載實力大，但性能不穩定，摩擦功耗大。◆適用場合：要求不高、難以常常供油，或者低速重載、溫度變更不大以及作搖擺運動的軸承中。◆

性能指標：

針入度和滴點。11.2、滑動軸承的典型結構一、整體式徑向滑動軸承結構簡潔、磨損后無法調整軸承間隙，裝拆不便。用于：低速、輕載的間歇工作場合，無法用于曲軸二、剖分式徑向滑動軸承特點于整體式相反。（寬徑比）時，采用。三、自動調心軸承整體式軸瓦

剖分式軸瓦自動調心式11.3、滑動軸承的材料和軸瓦結構按構造分類整體式對開式減摩材料——軸承襯按材料分類單金屬多金屬按加工分類鑄造軋制一、軸瓦結構軸承襯整體式軸瓦

剖分式軸瓦軸瓦上開設油孔和油溝油孔：供應潤滑油；油溝：輸送和分布潤滑油；油溝、油孔：不能開在油膜承載區，否則，承載實力↓油溝長度≈0.8B（軸瓦寬度），即不能開通，否則漏油。注意：二、滑動軸承材料軸承材料——軸瓦和軸承襯材料主要失效：磨損，其次強度不足引起的乏累破壞等。1、對材料的要求1）、良好耐磨性、減摩性及磨合性（跑合性）2）、足夠的強度、塑性、嵌藏性、順應性3）、耐腐蝕性4）、導熱性好、線膨脹系數小5）、工藝性好6）、經濟性2、常用材料1）、金屬材料——軸承合金（巴氏合金）、青銅等；3）、非金屬材料——塑性、橡膠等。11.4、滑動軸承的潤滑

強度低，僅用作軸承襯2）、粉末冶金材料——含油軸承，低速重載，具有自潤滑性能。（多孔結構）一、潤滑劑的選擇

工作載荷、相對滑動速度、工作溫度和特殊工作環境1、潤滑油

（1）壓力大、溫度高、載荷沖擊變動大——粘度大的潤滑油

（2）滑動速度大——粘度較低的潤滑油

（3）粗糙或未經跑合的表面——粘度較高的潤滑油

2、潤滑脂

3、固體潤滑劑

二、潤滑方法

1、油潤滑

連續供油:

間歇供油:油壺或油槍1)滴油潤滑

2)繩芯潤滑3)油環潤滑

4)飛濺潤滑

5)壓力循環潤滑

2、脂潤滑

旋蓋式油脂杯、黃油槍

11.5、非完全液體潤滑滑動軸承的計算

一、徑向滑動軸承

1、限制平均比壓P

目的：避開在載荷作用下潤滑油被完全擠出2、限制軸承的p、v值

目的：限制pv是限制軸承溫升，避開邊界膜的裂開3、限制滑動速度v

目的：當p較小時，避開由于v過高而引起軸瓦加速磨損二、推力滑動軸承

限制軸承平均比壓p和pvm值

11.6液體動壓徑向滑動軸承的設計計算

一、流體動力潤滑基本方程

前后向壓力上下面剪切應力由x方向的力平衡條件，得

代入牛頓粘性流體定律：

y=0時，u=v；y=h時，u=0，得積分常數c1、c2

不計側漏，沿x方向，任一截面單位寬度的流量為

p=pmax處油膜厚度為h0，流量：一維雷諾流體動力潤滑方程對x取偏導數：考慮沿Z方向的流淌：二維雷諾流體動力潤滑方程：二、油楔承載機理

油壓的變更：潤滑油的粘度、表面滑動速度、油膜厚度全部油膜壓力之和即為油膜的承載實力兩滑動表面平行。平行油膜各處油壓與入口、出口處相等，不能產生高于外面壓力的油壓支承外載。

油膜呈收斂楔形，油楔內各處油壓都大于入口和出口處的壓力，產生正壓力以支承外載形成流體動力潤滑的必要條件是

（1）相對運動兩表面必需形成一個收斂楔形（2）被油膜分開的兩表面必需有確定的相對滑動速度vs，其運動方向必需使潤滑從大口流進，小口流出。（3）潤滑油必需有確定的粘度，供油要充分。三、液體動力潤滑狀態的建立過程

1、起動時2、不穩定運轉階段

3、穩定運轉階段

四、徑向滑動軸承的幾何關系和承載實力1、幾何關系

直徑間隙：

半徑間隙：

相對間隙：

偏心距：

偏心率：

依據余弦定律可得隨意位置的油膜厚度1）壓力最大處油膜厚度2）油膜最小厚度hmin

2、油膜承載實力極坐標形式的雷諾方程從壓力區起始角至隨意角進行積分，得隨意角處的壓力再求壓力在外載荷方向上的重量將上式在壓力區內積分（求和），得到軸承單位寬度上的油膜承載實力引入修正系數A，考慮端泄的影響

油膜能承受的載荷

Cp——承載量系數表9.9hmin越?。▁越大），B/d越大，CF越大，軸承的承載實力F越大。3、最小油膜厚度hmin

hmin不能小于軸頸與軸瓦表面微觀不平度之和

上式與流體動力潤滑的三個基本條件——流體動力潤滑的充分必要條件五、軸承的熱平衡計算1、軸承中的摩擦與功耗

由牛頓粘性定律可得油層中摩擦力

摩擦系數：

摩擦功耗引起軸承單位時間內的發熱量H=fFV

2、軸承耗油量

=承載區端泄流量Q1+非承載區端泄流量Q2+軸瓦供油槽兩端流出的附加流量Q3進入軸承的潤滑油總流量Q≈Q13、軸承溫升

（1）粘度↓→間隙變更，使軸承的承載實力下降（2）會使金屬軟化→發生抱軸事故摩擦產生的熱量H=端泄潤滑油所帶走熱量H1+軸承散發熱量H2熱平衡條件：單位時間內潤滑油平均溫度tm為保證承載要求tm<75℃先給定tm，再按上式求出Δt，再求t1=35℃~45℃

a)若t1>>(35~45)℃,熱平衡易建立，則應降低tm，再行計算。

b)若t1<(35~45)℃，不易達到熱平衡狀態→降低粗糙度→重新計算

c)t2>80℃→易過熱失效，→變更相對間隙和油的粘度→重新計算六、軸承參數選擇

1、軸承的平均比