机械设计基础第15章滑动轴承.ppt

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1、 作作 业业 151 摩擦状态摩擦状态第十五章第十五章 滑动轴承滑动轴承152 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 教学目标及教学重点教学目标及教学重点教学目标及教学重点教学目标及教学重点153 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料 154 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置 156 动压润滑的基本原理动压润滑的基本原理 概概 述述 155 非液体摩擦滑动轴承计算非液体摩擦滑动轴承计算 2021/9/231教学目标教学目标教学目标教学目标 1.知道摩擦状态及特性。知道摩擦状态及特性。2.知道滑动轴承的特点及应用场合。知道滑动轴承的特点及应用场合。3.知道滑动轴承的组成结构。知道滑动轴承的组成结构。

2、4.知道常用轴瓦、轴承衬材料的性能并能正确选用知道常用轴瓦、轴承衬材料的性能并能正确选用 5.认识润滑的重要作用，对常用润滑剂及润滑装置认识润滑的重要作用，对常用润滑剂及润滑装置 有所了解有所了解.6.会作非液体摩擦滑动轴承工作能力计算。会作非液体摩擦滑动轴承工作能力计算。7.掌握液体动压润滑机理、动压形成条件。掌握液体动压润滑机理、动压形成条件。重重重重 点点点点 1.摩擦状态及特性；摩擦状态及特性；2.滑动轴承的构成；滑动轴承的构成；3.常用轴瓦、轴承衬材料的性能；常用轴瓦、轴承衬材料的性能；4.液体动压形成条件液体动压形成条件.2021/9/232概概 述述1 1、支承轴及轴上零件，保持

3、轴的旋转精度；、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度；2 2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。一、轴承的功用：一、轴承的功用：一、轴承的功用：一、轴承的功用：二、轴承分类：二、轴承分类：二、轴承分类：二、轴承分类：按轴承摩擦性质按轴承摩擦性质:图片图片滑动轴承滑动轴承 滚动轴承滚动轴承2021/9/233三、滑动轴承的特点及应用三、滑动轴承的特点及应用三、滑动轴承的特点及应用三、滑动轴承的特点及应用转速特大，转速特大，转速特大，转速特大，如汽轮发电机。如汽轮发电机。精度特高精度特高精度特高精度特高，如精密磨床。如精密磨床。巨大的冲击与振动载荷巨大的冲击与振动载荷

4、巨大的冲击与振动载荷巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。如轧钢机。载荷特重载荷特重载荷特重载荷特重，如水轮发电机。如水轮发电机。特殊结构特殊结构特殊结构特殊结构(剖分式轴承剖分式轴承剖分式轴承剖分式轴承)，如曲轴轴承。如曲轴轴承。7 7 7 7在特殊条件下工作，在特殊条件下工作，在特殊条件下工作，在特殊条件下工作，如军舰推进器的轴承。如军舰推进器的轴承。6 6 6 6尺寸特大或特小尺寸特大或特小尺寸特大或特小尺寸特大或特小，如多辊轧钢机。如多辊轧钢机。2021/9/234一、摩擦磨损的基本知识：一、摩擦磨损的基本知识：151 摩擦状态摩擦状态 相对运动的零件，工作时都会有摩擦磨损。相对运动的零件，

5、工作时都会有摩擦磨损。一般机械中因各种形式磨损而失效的零件占全部一般机械中因各种形式磨损而失效的零件占全部报废零件的报废零件的80%。采用润滑是减少摩擦磨损的有效手段。采用润滑是减少摩擦磨损的有效手段。二、摩擦状态二、摩擦状态干摩擦、干摩擦、干摩擦、干摩擦、边界摩擦、边界摩擦、边界摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。液体摩擦和混合摩擦。液体摩擦和混合摩擦。液体摩擦和混合摩擦。按表面润滑情况摩擦分为：按表面润滑情况摩擦分为：2021/9/235滑动轴承中不允许出现干摩擦。滑动轴承中不允许出现干摩擦。滑动轴承中不允许出现干摩擦。滑动轴承中不允许出现干摩擦。两摩擦表面间无润滑剂，表面直接接触两摩擦表

6、面间无润滑剂，表面直接接触两摩擦表面间无润滑剂，表面直接接触两摩擦表面间无润滑剂，表面直接接触 干摩擦的摩擦阻力最大，干摩擦的摩擦阻力最大，f0.3f0.3，磨损最严重，磨损最严重，零件的使用寿命最短。零件的使用寿命最短。特点特点特点特点:功率损失大，磨损严重。轴承工作时温升功率损失大，磨损严重。轴承工作时温升 强烈，严重时导致轴瓦烧毁。强烈，严重时导致轴瓦烧毁。1 1 1 1、干摩擦、干摩擦、干摩擦、干摩擦2021/9/236 两摩擦表面间有润滑油，两摩擦表面间有润滑油，油膜厚度小于油膜厚度小于油膜厚度小于油膜厚度小于1 1 mm(极薄极薄的边界油膜的边界油膜),不足以将两金属表面分隔开，运

7、动时两不足以将两金属表面分隔开，运动时两零件零件零件零件尖峰部分仍直接接触。尖峰部分仍直接接触。尖峰部分仍直接接触。尖峰部分仍直接接触。多数滑动轴承都是这种摩擦状态。多数滑动轴承都是这种摩擦状态。2 2 2 2、边界摩擦、边界摩擦、边界摩擦、边界摩擦特点特点特点特点:边界油膜虽然不能绝对消除表面磨损，但可边界油膜虽然不能绝对消除表面磨损，但可 以起着减轻磨损的作用。以起着减轻磨损的作用。边界摩擦的摩擦系数，边界摩擦的摩擦系数，f 0.10.32021/9/237 两摩擦表面间有两摩擦表面间有充足的润滑油，并满足一定的条充足的润滑油，并满足一定的条充足的润滑油，并满足一定的条充足的润滑油，并满足

8、一定的条件件件件时，两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成厚度达时，两摩擦表面完全被润滑油分隔开，形成厚度达几十微米几十微米几十微米几十微米的压力油膜。这时的压力油膜。这时只有液体之间的摩擦。只有液体之间的摩擦。只有液体之间的摩擦。只有液体之间的摩擦。重要轴承采用这种摩擦。重要轴承采用这种摩擦。3 3、液体摩擦、液体摩擦、液体摩擦、液体摩擦特点：特点：特点：特点：由于两摩擦表面被油隔开而不直接接触，由于两摩擦表面被油隔开而不直接接触，可以显著的减少摩擦和磨损。可以显著的减少摩擦和磨损。摩擦系数极小（摩擦系数极小（f 0.0010.01）2021/9/238 特点特点特点特点:介于干摩擦、边界摩擦与

9、液体摩擦之间，介于干摩擦、边界摩擦与液体摩擦之间，一般机器中最常见。一般机器中最常见。摩擦特性曲线摩擦特性曲线摩擦特性曲线摩擦特性曲线(由实验得由实验得由实验得由实验得):):滑动轴承的摩擦特性曲线滑动轴承的摩擦特性曲线纵坐标纵坐标摩擦系数，摩擦系数，横坐标横坐标轴承特性，轴承特性，其中其中:n轴的转速；轴的转速；润滑剂的动力粘度；润滑剂的动力粘度；p轴承的压强。轴承的压强。4.4.4.4.混合摩擦（也称为非液体摩擦）混合摩擦（也称为非液体摩擦）混合摩擦（也称为非液体摩擦）混合摩擦（也称为非液体摩擦）随着随着n/p的不同的不同,摩擦副摩擦副分别处于边界摩擦、混合摩擦、分别处于边界摩擦、混合摩擦

10、、液体摩擦状态。液体摩擦状态。2021/9/2392 2 2 2、按润滑状态、按润滑状态、按润滑状态、按润滑状态:向心滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承 主要承受径向载荷主要承受径向载荷Fr。推力滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承 主要承受轴向载荷主要承受轴向载荷Fa。滑动轴承分类：滑动轴承分类：滑动轴承分类：滑动轴承分类：1 1 1 1、按承受载荷方向：、按承受载荷方向：、按承受载荷方向：、按承受载荷方向：不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承 混合摩擦混合摩擦完全液体润滑滑动轴承完全液体润滑滑动轴承完全液体润滑滑动轴承完

11、全液体润滑滑动轴承 液体摩擦液体摩擦152 滑动滑动轴承的结构型式轴承的结构型式2021/9/2310一、向心滑动轴承一、向心滑动轴承1 1 1 1、整体式向心滑动轴承、整体式向心滑动轴承、整体式向心滑动轴承、整体式向心滑动轴承 特点：特点：特点：特点：结构简单、成本低结构简单、成本低 轴套磨损后，间隙无法调整轴套磨损后，间隙无法调整 装拆不便（只能从轴端装拆）装拆不便（只能从轴端装拆）装拆演示轴承照片适用：适用：适用：适用：低速、轻载或间歇性工作的机器。低速、轻载或间歇性工作的机器。低速、轻载或间歇性工作的机器。低速、轻载或间歇性工作的机器。轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔2021/9/2311径

12、向滑动轴承的典型结构2剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承特点：特点：特点：特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。安装方便。应用：应用：应用：应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。低速、轻载或间歇性工作的机器中。虚拟演示对开式轴承(整体轴套)对开式轴承(剖分轴套)轴承照片2021/9/2312目的目的目的目的:使中分平面垂直于或接近使中分平面垂直于或接近 垂直于载荷垂直于载荷.3 3 3 3、调心滑动轴承：、调心滑动轴承：、调心滑动轴承：、调心滑动轴承：轴瓦外表面为球面轴瓦外表面为球面轴瓦外表面为球面轴瓦外表

13、面为球面 虚拟演示适用：适用：适用：适用：宽径比宽径比1.5处处载荷垂直向下或略有偏斜：载荷垂直向下或略有偏斜：轴承中分面为水平面轴承中分面为水平面轴承中分面为水平面轴承中分面为水平面载荷方向有较大偏斜时：载荷方向有较大偏斜时：斜开向心轴承斜开向心轴承斜开向心轴承斜开向心轴承注意注意:2021/9/2313整体式轴瓦整体式轴瓦剖分式轴瓦剖分式轴瓦向心滑动轴承轴瓦结构向心滑动轴承轴瓦结构:类型：类型：类型：类型：整体式轴瓦整体式轴瓦剖分式轴瓦剖分式轴瓦轴瓦照片轴瓦照片轴瓦照片轴瓦照片2021/9/2314轴瓦的定位轴瓦的定位轴瓦的定位轴瓦的定位目的：目的：目的：目的：防止轴瓦相对轴承座产生轴向和

14、周向相对移动。防止轴瓦相对轴承座产生轴向和周向相对移动。轴向定位：轴向定位：周向定位周向定位:凸缘凸缘轴瓦一端或两端做凸缘轴瓦一端或两端做凸缘紧定螺钉紧定螺钉紧定螺钉紧定螺钉（也可做轴向定位（也可做轴向定位）轴轴 瓦瓦圆柱销圆柱销轴承座轴承座销钉销钉（也可做轴向定位）（也可做轴向定位）轴瓦照片轴瓦照片方法：方法：方法：方法：2021/9/2315轴瓦的油孔及油槽轴瓦的油孔及油槽轴瓦的油孔及油槽轴瓦的油孔及油槽 目的：目的：目的：目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。原则：原则：原则：原则：润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。润滑油应从油膜压力最

15、小处输入轴承。油槽开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力。油槽开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力。油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失。油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失。形式：形式：形式：形式：按油槽走向分按油槽走向分沿轴向、横向、斜向等沿轴向、横向、斜向等 按油槽数量分按油槽数量分单油槽、多油槽等。单油槽、多油槽等。单油槽双油槽轴向横向斜向2021/9/2316 大型液体润滑轴承：一般采用双油槽。大型液体润滑轴承：一般采用双油槽。大型液体润滑轴承：一般采用双油槽。大型液体润滑轴承：一般采用双油槽。为了使润滑油顺利进入轴瓦与轴径间隙，为了使润滑油顺利进入轴瓦与轴径间隙，轴瓦

16、两轴瓦两轴瓦两轴瓦两侧面开有油室。侧面开有油室。侧面开有油室。侧面开有油室。一侧油进入后被旋转着的轴颈带入楔一侧油进入后被旋转着的轴颈带入楔形间隙中形成动压油膜，另一侧油进入后覆盖在颈上形间隙中形成动压油膜，另一侧油进入后覆盖在颈上半部，起着冷却作用，最后油从轴承的两端泄出。半部，起着冷却作用，最后油从轴承的两端泄出。2021/9/2317 结构：结构：结构：结构：由轴承座和由轴承座和止推轴颈止推轴颈止推轴颈止推轴颈组成。常用的轴颈结构有：组成。常用的轴颈结构有：空心式空心式空心式空心式:轴颈接触面上压力分布较均匀。轴颈接触面上压力分布较均匀。单环式单环式单环式单环式:利用轴颈的环形端面止推，

17、结构简单，利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。多环式多环式多环式多环式:不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承 受双向轴向载荷。受双向轴向载荷。空心式空心式单环式单环式多环式多环式二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承轴轴承承照片照片2021/9/2318 为形成为形成动压润滑油膜动压润滑油膜动压润滑油膜动压润滑油膜止推面上开有楔形倾斜角。止推面上开有楔形倾斜角。止推面：止推面：止推面：止推面：可以利用轴的端面，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。也可在轴的中段做出凸肩或装上推

18、力圆盘。液体润滑滑动轴承：液体润滑滑动轴承：液体润滑滑动轴承：液体润滑滑动轴承：固定式推力轴承：固定式推力轴承：固定式推力轴承：固定式推力轴承：楔形的倾角固定不变楔形的倾角固定不变。可倾式推力轴承：可倾式推力轴承：可倾式推力轴承：可倾式推力轴承：轴瓦能绕一支点自由摆动，使瓦轴瓦能绕一支点自由摆动，使瓦块随工况的变动而自动调节瓦面的斜率。性能优越。块随工况的变动而自动调节瓦面的斜率。性能优越。扇形块数一般为扇形块数一般为612。2021/9/2319汽车用滑动轴承故障原因的平均比率：汽车用滑动轴承故障原因的平均比率：汽车用滑动轴承故障原因的平均比率：汽车用滑动轴承故障原因的平均比率：轴承表面磨粒

19、磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等轴承表面磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落和腐蚀等一、滑动轴承常见失效形式：一、滑动轴承常见失效形式：一、滑动轴承常见失效形式：一、滑动轴承常见失效形式：故障原因故障原因不干净不干净润滑油不足润滑油不足安装误差安装误差对中不良对中不良超载超载比率比率38.311.115.98.16.0故障原因故障原因腐蚀腐蚀制造精度低制造精度低气蚀气蚀其它其它比率比率5.65.52.86.7 详细图片详细图片详细图片详细图片15-3 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料2021/9/2320二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料减摩性好：减摩性好：材

20、料副具有较低的摩擦系数；材料副具有较低的摩擦系数；耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；顺应性好：顺应性好：材料通过表层弹塑性变形来补偿材料通过表层弹塑性变形来补偿对中误对中误 差和顺应其它几何误差差和顺应其它几何误差。材料塑性材料塑性顺应性好顺应性好嵌藏性好：嵌藏性好：材料嵌藏污物和外来硬质微粒防止刮伤材料嵌藏污物和外来硬质微粒防止刮伤 和磨损；和磨损；材料软材料软嵌藏嵌藏性好性好 足够的机械强度。足够的机械强度。1 1 1 1、轴瓦的材料要求：、轴瓦的材料要求：、轴瓦的材料要求：、轴瓦的材料要求：导热性好，热膨胀系数小；导热性好，热膨胀系数小；2021/9/2321轴承衬

21、轴承衬 能同时满足上述要求的材料很难找到。能同时满足上述要求的材料很难找到。能同时满足上述要求的材料很难找到。能同时满足上述要求的材料很难找到。例如：例如：顺应性和嵌藏性良好的材料：强度较低；顺应性和嵌藏性良好的材料：强度较低；耐磨的材料：顺应性和嵌藏性不好。耐磨的材料：顺应性和嵌藏性不好。通常：是采用通常：是采用两层不同的金属做成轴瓦两层不同的金属做成轴瓦两层不同的金属做成轴瓦两层不同的金属做成轴瓦。两种金属在性能上取长补短。两种金属在性能上取长补短。方法：方法：方法：方法：工艺上通过浇注或压合，工艺上通过浇注或压合，将将薄层材料薄层材料薄层材料薄层材料（厚度厚度0.20.8mm)粘附在轴瓦

22、基体上粘附在轴瓦基体上详细图片详细图片详细图片详细图片2021/9/23222 2 2 2、常用材料、常用材料、常用材料、常用材料 常常用用材材料料 金属材料：金属材料：青铜青铜 ：轴承合金轴承合金 粉末冶金粉末冶金非金属材料非金属材料塑料、橡胶塑料、橡胶 锡锑轴承合金锡锑轴承合金 铅锑轴承合金铅锑轴承合金 锡青铜、铅青铜、铝青铜锡青铜、铅青铜、铝青铜铸铁铸铁2021/9/23231 1）轴承合金（又称白合金、巴氏合金）轴承合金（又称白合金、巴氏合金）锡锑轴承合金：锡锑轴承合金：锡锑轴承合金：锡锑轴承合金：摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强 耐

23、腐蚀性能好，易跑合；耐腐蚀性能好，易跑合；常用于高速、重载的轴承；常用于高速、重载的轴承；价格较贵且高温时机械强度较差；价格较贵且高温时机械强度较差；只能作为轴承衬材料。只能作为轴承衬材料。铅锑轴承合金：铅锑轴承合金：铅锑轴承合金：铅锑轴承合金：性能与锡锑轴承合金相近，但材料较脆；性能与锡锑轴承合金相近，但材料较脆；不宜承受较大的冲击载荷；不宜承受较大的冲击载荷；一般用于中速、中载的轴承。一般用于中速、中载的轴承。轴承合金组成详细说明轴承合金组成详细说明2021/9/2324 2 2）青铜）青铜锡青铜：锡青铜：锡青铜：锡青铜：铜与锡的合金，用于中速重载；铜与锡的合金，用于中速重载；锡锌锡锌铅青

24、铜：铅青铜：铅青铜：铅青铜：铜与锡、锌、铅合金，用于中速中载；铜与锡、锌、铅合金，用于中速中载；铝铝铝铝铁铁青铜青铜青铜青铜：铜与铝、铁合金，用于低速重载；铜与铝、铁合金，用于低速重载；优点：优点：优点：优点：强度高，承载能力大，耐磨性与导热性优于轴强度高，承载能力大，耐磨性与导热性优于轴 承合金。可在较高的温度承合金。可在较高的温度(250)下工作。下工作。缺点：缺点：缺点：缺点：可塑性较差，不易跑合，与之相配的轴颈必须可塑性较差，不易跑合，与之相配的轴颈必须 淬硬。淬硬。青铜：主要是铜分别与锡、锌、铅、铁等金属合金青铜：主要是铜分别与锡、锌、铅、铁等金属合金青铜：主要是铜分别与锡、锌、铅、

25、铁等金属合金青铜：主要是铜分别与锡、锌、铅、铁等金属合金 青铜可单独做轴瓦，也可将青铜浇铸在钢或铸铁青铜可单独做轴瓦，也可将青铜浇铸在钢或铸铁轴瓦内壁上。轴瓦内壁上。2021/9/23253 3）具有特殊性能的轴承材料）具有特殊性能的轴承材料粉末冶金：粉末冶金：粉末冶金：粉末冶金：将不同金属粉末再加上石墨、硫、锡或铅将不同金属粉末再加上石墨、硫、锡或铅等粉末混合后高压成型，再经过高温烧结而成的多孔性等粉末混合后高压成型，再经过高温烧结而成的多孔性结构材料，又称结构材料，又称陶瓷金属。陶瓷金属。陶瓷金属。陶瓷金属。使用前需在热油中浸渍几小时，使孔隙中充满润滑使用前需在热油中浸渍几小时，使孔隙中充

26、满润滑油，故也称油，故也称含油轴承含油轴承含油轴承含油轴承适用于加油不方便的场合。适用于加油不方便的场合。适用于加油不方便的场合。适用于加油不方便的场合。铸铁或耐磨铸铁：铸铁或耐磨铸铁：铸铁或耐磨铸铁：铸铁或耐磨铸铁：适用于不重要的或低速轻载处。适用于不重要的或低速轻载处。适用于不重要的或低速轻载处。适用于不重要的或低速轻载处。橡胶、塑料：橡胶、塑料：橡胶、塑料：橡胶、塑料：特殊场合。特殊场合。特殊场合。特殊场合。常用材料及性能常用材料及性能表表表表15-115-115-115-12021/9/232615-4 15-4 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置一、润滑剂一、润滑剂一、润滑剂一、润滑剂

27、润滑目的：润滑目的：润滑目的：润滑目的：降低摩擦功耗，减少磨损，降低摩擦功耗，减少磨损，同时可冷却、吸振、防锈。同时可冷却、吸振、防锈。润滑对滑动轴承的工作能力和使用寿命有重大影响润滑对滑动轴承的工作能力和使用寿命有重大影响润滑剂分类：润滑剂分类：润滑剂分类：润滑剂分类：液体润滑剂液体润滑剂润滑油（粘度）润滑油（粘度）半固体润滑剂半固体润滑剂润滑脂（稠度和针入度）润滑脂（稠度和针入度）固体润滑剂固体润滑剂2021/9/23271 1 1 1、润滑油、润滑油、润滑油、润滑油粘度粘度粘度粘度:表示了液体流动的内摩擦性能。表示了液体流动的内摩擦性能。或者说是流体抵抗剪切变形的能力。或者说是流体抵抗剪

28、切变形的能力。速度梯度：速度梯度：润滑油沿油层垂直方向的速度的变化率。润滑油沿油层垂直方向的速度的变化率。（图示简介）（图示简介）油层中任一点的速度油层中任一点的速度，对应于一点的速度梯度；对应于一点的速度梯度；比例系数，即液体的比例系数，即液体的动力粘度动力粘度动力粘度动力粘度，简称粘度。简称粘度。粘性流体牛顿定律粘性流体牛顿定律粘性流体牛顿定律粘性流体牛顿定律 层与层存在摩擦切应力：层与层存在摩擦切应力：2021/9/2328国际单位：国际单位：NS/m2（Pas）物理单位：物理单位：dyns/cm2（P 泊泊）动力粘度又称为动力粘度又称为绝对粘度绝对粘度绝对粘度绝对粘度，主要用于流体动力

29、学计算主要用于流体动力学计算运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度 ：动力粘度与液体密度的比值：动力粘度与液体密度的比值：国际单位：国际单位：m2/s 物理单位：物理单位：cmcm2 2/s/s（St 斯斯）或或 mmmm2 2/s/s（cSt 厘斯厘斯）1St=100cSt1St=100cSt动力粘度的量纲：动力粘度的量纲：动力粘度的量纲：动力粘度的量纲：力力时间时间/长度长度2，工程上用：工程上用：运动粘度运动粘度运动粘度运动粘度2021/9/2329 随温度的升高而降低随温度的升高而降低 随压力的升高而增大随压力的升高而增大 当压力小于当压力小于10MPa时变化极小时变化极小 忽略。忽略。粘度

30、的影响因素粘度的影响因素粘度的影响因素粘度的影响因素几种润滑油的粘温图几种润滑油的粘温图润滑油选择原则：润滑油选择原则：润滑油选择原则：润滑油选择原则：（主要考虑粘度）（主要考虑粘度）载荷大速度小：选粘度载荷大速度小：选粘度载荷大速度小：选粘度载荷大速度小：选粘度 反之：选粘度反之：选粘度反之：选粘度反之：选粘度 高温时：高温时：高温时：高温时：选选选选粘度粘度粘度粘度 反之：反之：反之：反之：选选选选粘度粘度粘度粘度 2021/9/2330工业上广泛应用的矿物油，是从石油中经过提取燃工业上广泛应用的矿物油，是从石油中经过提取燃 油后剩下的重油，再经过减压蒸馏精制而成。油后剩下的重油，再经过减

31、压蒸馏精制而成。国标按用途不同分有机械油、汽轮机油及齿轮油等。国标按用途不同分有机械油、汽轮机油及齿轮油等。根据粘度的不同，每种油又分为不同的牌号，油号根据粘度的不同，每种油又分为不同的牌号，油号 越大粘度越高。越大粘度越高。常用润滑油的主要性质常用润滑油的主要性质常用润滑油的主要性质常用润滑油的主要性质表表表表15-2 15-2 15-2 15-2 润滑油特点：润滑油特点：润滑油特点：润滑油特点：流动性流动性良好良好，可形成动压、静压或边界油膜可形成动压、静压或边界油膜适用场合：适用场合：适用场合：适用场合：不完全液体滑动轴承不完全液体滑动轴承 和完全液体润滑滑动轴承。和完全液体润滑滑动轴承

32、。说明说明说明说明:2021/9/23312 2 2 2、润滑脂润滑脂润滑脂润滑脂由润滑油和各种稠化剂混合稠化而成由润滑油和各种稠化剂混合稠化而成根据皂类不同有：根据皂类不同有：钠基脂：耐高温；钠基脂：耐高温；钠基脂：耐高温；钠基脂：耐高温；钙基脂：耐水钙基脂：耐水钙基脂：耐水钙基脂：耐水;锂基脂：耐水、耐高温。锂基脂：耐水、耐高温。锂基脂：耐水、耐高温。锂基脂：耐水、耐高温。补充说明补充说明针入度：针入度：针入度：针入度：用质量为用质量为150g的标准圆锥体在的标准圆锥体在250C的恒温的恒温1 1 1 1）润滑脂的主要性能指标：）润滑脂的主要性能指标：）润滑脂的主要性能指标：）润滑脂的主要

33、性能指标：滴滴滴滴 点：点：点：点：在规定的加热条件下，润滑脂从标准量在规定的加热条件下，润滑脂从标准量 杯的孔口滴下第一滴时的温度。杯的孔口滴下第一滴时的温度。下，由脂表面经下，由脂表面经5秒钟后沉入脂内的深度。秒钟后沉入脂内的深度。2021/9/23322 2 2 2）特点：）特点：）特点：）特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。3 3 3 3）适用场合：）适用场合：）适用场合：）适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速要求不高、难以经常供油，或者低速 重载以及作摆动运动的轴承中。重载以及作摆动运动的轴承中。4 4 4 4）选择原则：）选择原则：）

34、选择原则：）选择原则：压力高和滑动速度低时：选择针入度小的品种；压力高和滑动速度低时：选择针入度小的品种；反之，选择针入度大一些的品种。反之，选择针入度大一些的品种。所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度 高约高约2030，以免工作时润滑脂过多地流失。，以免工作时润滑脂过多地流失。在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性能强的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。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。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。2021/9/23333、固体润滑剂、固体润滑剂 特点：特点：特点：特点：

35、可在滑动表面形成固体膜。可在滑动表面形成固体膜。适用场合：适用场合：适用场合：适用场合：有特殊要求的场合，如环境清洁要求处有特殊要求的场合，如环境清洁要求处 真空中或高温中。真空中或高温中。常用类型：常用类型：常用类型：常用类型：二硫化钼，碳二硫化钼，碳石墨，聚四氟乙烯、石墨，聚四氟乙烯、二硫化钨二硫化钨等。等。使用方法：使用方法：使用方法：使用方法：涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面；制成复涂敷、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合材料，依靠材料自身的润滑性能形成 润滑膜。润滑膜。2021/9/2334二、润滑装置二、润滑装置 间歇润滑：间歇润滑：各种润滑装置各种润滑装

36、置各种润滑装置各种润滑装置人工定时加润滑油或润滑脂人工定时加润滑油或润滑脂 连续润滑：连续润滑：滴油润滑、滴油润滑、油环润滑、油环润滑、浸油润滑、浸油润滑、喷油润滑。喷油润滑。2021/9/2335间歇润滑装置间歇润滑装置 人工定时加油油杯人工定时加油油杯人工定时加油油杯人工定时加油油杯旋盖式油脂杯旋盖式油脂杯旋盖式油脂杯旋盖式油脂杯2021/9/2336连续供油润滑装置：连续供油润滑装置：滴油润滑滴油润滑滴油润滑滴油润滑油芯油杯油芯油杯油芯油杯油芯油杯滴油润滑滴油润滑滴油润滑滴油润滑针阀式油杯针阀式油杯针阀式油杯针阀式油杯2021/9/2337连续供油润滑装置连续供油润滑装置油环润滑油环润滑

37、油环润滑油环润滑 常用于大型电机的滑动轴承中。常用于大型电机的滑动轴承中。常用于大型电机的滑动轴承中。常用于大型电机的滑动轴承中。2021/9/2338连续供油润滑装置连续供油润滑装置浸油润滑浸油润滑浸油润滑浸油润滑 喷油润滑喷油润滑喷油润滑喷油润滑 2021/9/2339155 非全液体润滑滑动轴承的计算非全液体润滑滑动轴承的计算维持边界油膜不受破坏维持边界油膜不受破坏 一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承 1 1 1 1、限制轴承压强、限制轴承压强、限制轴承压强、限制轴承压强P P P P 目的：目的：目的：目的：避免在载荷作用下润滑油被完全挤出避免在载荷作用下

38、润滑油被完全挤出 2 2 2 2、限制轴承的、限制轴承的、限制轴承的、限制轴承的p p p p、v v 值值值值 目的：目的：目的：目的：限制限制p pv是控制轴承温升，避免边界膜的破裂是控制轴承温升，避免边界膜的破裂2021/9/2340二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承二、推力滑动轴承限制轴承平均压强限制轴承平均压强限制轴承平均压强限制轴承平均压强p p和和和和pv值值值值式中：式中：z z为轴环数；轴环的平均速度为轴环数；轴环的平均速度平均直径平均直径推力轴承的推力轴承的p和和pv值由值由表表15-1查取。查取。2021/9/2341例例例例16-216-216-216-2

39、试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑动轴承。钢绳拉力动轴承。钢绳拉力W W为为20kN20kN，卷筒转速为，卷筒转速为25r/min25r/min，结构尺寸，结构尺寸如图如图a a所示，其中轴颈直径所示，其中轴颈直径d d=60mm=60mm。解解解解(1)(1)(1)(1)求滑动轴承上的径向载荷求滑动轴承上的径向载荷求滑动轴承上的径向载荷求滑动轴承上的径向载荷F F F F当钢绳绕在卷筒的边缘时，当钢绳绕在卷筒的边缘时，一侧滑动轴承上受力最大一侧滑动轴承上受力最大:(2)(2)取宽径比取宽径比取宽径比取宽径比 B/d=1.2，(说明说明说明

40、说明)则则:B=1.260=72 mm(3)(3)(3)(3)验算压强验算压强验算压强验算压强p p p p MPa(4)(4)(4)(4)验算验算验算验算pvpv值值值值 轴瓦材料轴瓦材料轴瓦材料轴瓦材料:选用铸锡青铜（选用铸锡青铜（ZCuSn5Pb5Zn5）(表表15-1)其中其中:p=8MPa，pv=15MPam/s可行可行润滑剂：润滑剂：润滑剂：润滑剂：润滑脂，用油杯加脂润滑脂，用油杯加脂(图图b)b)2021/9/234215-6 动压润滑基本原理动压润滑基本原理一、动压润滑的形成原理一、动压润滑的形成原理vF两摩擦表面平行，两摩擦表面平行，不会产生压力油膜不会产生压力油膜v两摩擦表

41、面成楔形间隙，两摩擦表面成楔形间隙，产生了压力油膜产生了压力油膜间隙内的润滑间隙内的润滑油形成了拥挤油形成了拥挤进进油油口口出出油油口口二、形成动压油膜的必要条件二、形成动压油膜的必要条件 两摩擦表面必须形成楔形两摩擦表面必须形成楔形 必须具有足够的滑动速度必须具有足够的滑动速度 必须充满足够粘度的润滑油必须充满足够粘度的润滑油 且必须从大口进小口出且必须从大口进小口出pF2021/9/2343三、向心动压滑动轴承的工作过程三、向心动压滑动轴承的工作过程no1oo1oo1oo1onn静止静止启动启动不稳定运行不稳定运行稳定运行稳定运行RRRR动压过程演示动压过程演示 1 1动压过程演示动压过程

42、演示 2 22021/9/2344四、液体动压多油楔滑动轴承四、液体动压多油楔滑动轴承 特点：形成多个动压油膜，特点：形成多个动压油膜，提高了旋转精度和稳定性。提高了旋转精度和稳定性。2021/9/2345五、静压轴承五、静压轴承静压原理静压原理静压原理静压原理:适用：适用：适用：适用：低速、低速、重载或要求重载或要求高精度的机高精度的机械中。械中。(精精密机床重型密机床重型机器等机器等)滤清器滤清器油油泵泵2021/9/2346六、空气轴承六、空气轴承特点：特点：特点：特点：空气为润滑剂，空气为润滑剂，空气空气 粘性小，粘性小，可解决每分钟数十万转的可解决每分钟数十万转的超高速轴承的温升问题

43、。超高速轴承的温升问题。空气的粘度很少受温度影响，可在低温及高温中应用。空气的粘度很少受温度影响，可在低温及高温中应用。没有油类污染的危险，而且回转精度高、运行噪声低。没有油类污染的危险，而且回转精度高、运行噪声低。气体润滑在本质上与液体润滑一样，也有静压式和动压气体润滑在本质上与液体润滑一样，也有静压式和动压两类。它形成的动压气膜厚度很薄，最大不超过两类。它形成的动压气膜厚度很薄，最大不超过20m，故对，故对于空气轴承要求制造十分精确，而且空气需经严格过滤。于空气轴承要求制造十分精确，而且空气需经严格过滤。空气轴承的主要缺点是承载量不能太大和密封较困难。空气轴承的主要缺点是承载量不能太大和密

44、封较困难。常用于高速磨头、陀螺仪、医疗设备等方面。常用于高速磨头、陀螺仪、医疗设备等方面。2021/9/2347 END2021/9/2348本章作业本章作业思考及测试题思考及测试题思考及测试题思考及测试题习题答案习题答案习题答案习题答案2021/9/2349滑动轴承滑动轴承滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承和滚动轴承。2021/9/2350整体式滑动轴承整体式滑动轴承2021/9/2351剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承2021/9/2352轴瓦照片轴瓦照片轴瓦照片轴瓦照片2021/9/2353推力滑动轴承推力滑动轴承2021/9/2354轴承轴承失效形

45、式失效形式磨损、划伤、胶合磨损、划伤、胶合磨损、划伤、胶合磨损、划伤、胶合疲劳裂纹、拨落疲劳裂纹、拨落疲劳裂纹、拨落疲劳裂纹、拨落2021/9/2355浇注轴承衬的轴瓦浇注轴承衬的轴瓦轴瓦基体轴瓦基体轴瓦基体轴瓦基体轴承衬轴承衬轴承衬轴承衬轴瓦基体：钢、铸铁轴瓦基体：钢、铸铁轴瓦基体：钢、铸铁轴瓦基体：钢、铸铁轴瓦基体：铜轴瓦基体：铜2021/9/2356表表15-1 15-1 常用轴瓦及轴承衬材料的性能常用轴瓦及轴承衬材料的性能 材料及其代号材料及其代号pMPa pvMPam/s HBS最高工作最高工作温度温度(C)轴颈硬度轴颈硬度金属型金属型砂型砂型铸锡锑轴承合金铸锡锑轴承合金ZSnSb1

46、1Cu6平稳平稳252027150150HBS冲击冲击2015铸铅锑轴承合金铸铅锑轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2151030150150HBS铸锡青铜铸锡青铜ZCuSn10P11515908028045HRC铸锡青铜铸锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5815656028045HRC铸铝青铜铸铝青铜ZCuAl10Fe3151211010028045HRC2021/9/2357轴承合金组成说明轴承合金组成说明轴承合金组成说明轴承合金组成说明例：公路路面例：公路路面 只用碎石铺成：只用碎石铺成：只用碎石铺成：只用碎石铺成：则汽车行驶平稳性很差，易磨损轮胎，则汽车行驶平稳性很差，易磨损轮胎，当车轮压

47、在公路的边缘时，路面会塌陷；当车轮压在公路的边缘时，路面会塌陷；只用沥青铺就：只用沥青铺就：只用沥青铺就：只用沥青铺就：则沥青承载能力差、容易变形，则沥青承载能力差、容易变形，会导致车轮下陷，摩擦阻力增大。会导致车轮下陷，摩擦阻力增大。沥青公路：沥青公路：沥青公路：沥青公路：沥青与碎石两者混合，克服上述缺点。沥青与碎石两者混合，克服上述缺点。沥沥沥沥 青：青：青：青：作为作为结合材料结合材料结合材料结合材料，同时起着填补小坑的作用。同时起着填补小坑的作用。碎碎碎碎 石：石：石：石：作为作为承载材料承载材料承载材料承载材料，vv轴承合金：轴承合金：轴承合金：轴承合金：就好象沥青公路就好象沥青公路

48、，主要成分：主要成分：主要成分：主要成分：锡锡锡锡SnSnSnSn，铅，铅，铅，铅PbPbPbPb，锑，锑，锑，锑SbSbSbSb，铜，铜，铜，铜CuCuCuCu的合金。的合金。锡、锡、锡、锡、铅：铅：铅：铅：较软、摩擦系数低较软、摩擦系数低 结合材料结合材料结合材料结合材料 铜、铜、铜、铜、锑：锑：锑：锑：硬质颗粒，均匀悬浮硬质颗粒，均匀悬浮承载承载承载承载材料材料材料材料vv 轴承合金优点轴承合金优点轴承合金优点轴承合金优点：既有一定的承载能力，且对钢的摩擦系数也小既有一定的承载能力，且对钢的摩擦系数也小 在高温情况下熔融的锡还是一种液体润滑剂，在高温情况下熔融的锡还是一种液体润滑剂，可有

49、效地防止胶合失效。可有效地防止胶合失效。2021/9/2358表表15-2 15-2 常用润滑油的主要性质常用润滑油的主要性质 名称名称代号代号40时的粘度的粘度mm2/s凝点凝点闪点闪点(开式开式)主要用途主要用途全损耗系全损耗系统用油统用油(GB443-89)L-AN76.127.48-10110用于高速低负用于高速低负荷机械、精密机床、荷机械、精密机床、纺织纱锭的润滑和纺织纱锭的润滑和冷却冷却L-AN109.011.0125L-AN1513.516.5-15165普通机床的液普通机床的液压油。用于一般滑压油。用于一般滑动轴承、齿轮、蜗动轴承、齿轮、蜗轮的润滑轮的润滑L-AN3228.83

50、5.2-15170L-AN4641.450.6-10180L-AN6861.274.8-10190用于重型机床用于重型机床导轨、矿山机械的导轨、矿山机械的润滑润滑L-AN10090.01100210汽轮机油汽轮机油(GB11120-89)L-TSA3228.835.2-7180用于汽轮机、用于汽轮机、发电机等高速高负发电机等高速高负荷轴承和各种小型荷轴承和各种小型液体润滑轴承液体润滑轴承L-TSA4641.450.62021/9/2359稠化剂补充说明稠化剂补充说明 v稠化剂稠化剂又称为金属皂，是钙、钠、铝、锂等金又称为金属皂，是钙、钠、铝、锂等金属与有机酸的化合物，其组织是象棉纱一样的网状属