滑动轴承的组成及特点详解

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图4.43滑动轴承任务要求了解滑动轴承的结构，掌握滑动轴承的组成及特点。滑动轴承根据润滑状态不同，可分为非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承。整体式滑动轴承如图4.44所示为典型的整体式滑动轴承。2）推力滑动轴承如图4.48所示为常见的推力滑动轴承。

活动情境

观察一个对开式滑动轴承，一个整体式滑动轴承，如图4.43所示。

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图4.43　滑动轴承

任务要求

了解滑动轴承的结构，掌握滑动轴承的组成及特点。

任务引领

通过观察与讨论回答以下问题：

1.轴承有什么作用？

2.滑动轴承一般用于什么场合？

3.滑动轴承由哪几部分组成？

4.滑动轴承有哪几种类型？

5.轴瓦的结构有哪些特点？

6.在日常生活中还见过什么样的轴承？它们与滑动轴承有什么区别？

归纳总结

轴承是支承轴并与轴之间形成转动副的重要零件。一般情况下，轴承与轴承座都是与机架相联的，起固定与支承的作用。轴可在其上转动，它能保证轴的旋转精度，减小摩擦和磨损。按照摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。这里先介绍滑动轴承。

4.4.1　滑动轴承的类型、特点及应用

工作时轴套和轴颈的支承面形成直接或间接滑动摩擦的轴承，称为滑动轴承。滑动轴承工作面间一般有润滑膜且为面接触，它具有结构简单，制造、加工、拆装方便，承载能力大、抗冲击、噪声低、工作平稳、回转精度高及高速性能好等优点。

滑动轴承的不足之处是：润滑的建立和维护要求较高（尤其是液体润滑轴承），润滑不良，使滑动轴承迅速失效，且轴向尺寸较大。

滑动轴承根据润滑状态不同，可分为非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承。按承受载荷方向，可分为承受径向载荷的向心滑动轴承和承受轴向载荷的推力滑动轴承。

滑动轴承主要应用在以下场合：

①工作转速极高的轴承。

②要求轴的支承位置特别精确、回转精度要求高的轴承。

③工作转速低、承受巨大冲击和振动载荷的轴承。

④必须采用剖分结构的轴承。

⑤要求径向尺寸特别小以及特殊工作条件的轴承。

在大型汽轮机、发电机、压缩机、轧钢机金属切削机床及高速磨床上多采用滑动轴承。此外，在低速而带有冲击载荷的机器中，如水泥搅拌器、滚筒清砂机、破碎机等冲压机械、农业机械中也多采用滑动轴承。

4.4.2　滑动轴承的结构形式

滑动轴承一般由轴承座、轴瓦（或轴套）、润滑装置和密封装置组成。

1）向心滑动轴承

向心滑动轴承只能承受径向载荷。它有整体式和剖分式两种形式。

（1）整体式滑动轴承

如图4.44所示为典型的整体式滑动轴承。它由轴承座和轴套组成。整体式滑动轴承结构简单、成本低，但无法调节轴颈和轴承孔之间的间隙，当轴承磨损到一定程度时必须更换。装拆这种轴承时轴或轴承必须做轴向移动，很不方便，故多用于轻载、低速、间歇工作的简单机械中，其结构已标准化。

（2）剖分式滑动轴承

如图4.45所示为典型的剖分式滑动轴承。它由轴承座、轴承盖、对开轴瓦及螺栓组成。轴瓦和轴承座均为剖分式结构，在轴承盖与轴承座的剖分面上制有阶梯形成位口，便于安装时定心。轴瓦直接支承轴颈，因而轴承盖应适度压紧轴瓦，以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶端制有螺纹孔，以便装油杯或油管。因这种轴承装拆方便，故应用较广。

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图4.44　整体式滑动轴承

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图4.45　剖分式滑动轴承

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图4.46　调心式滑动轴承

（3）调心式滑动轴承

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图4.47　调心式向心轴承

如图4.46所示为调心滑动轴承。当轴颈较长（宽径比大于1.5~1.75），轴的刚度较小，或由于两轴承不是安装在同一刚性机架上，同心度较难保证时，都会造成轴瓦端部的边缘接触（见图4.46），使轴瓦局部严重磨损，如图4.47（a）所示。因此，可采用能相对轴承自行调节轴线位置的滑动轴承，称为调心滑动轴承，如图4.47（b）所示。这种滑动轴承的结构特点是轴瓦的外表面做成凸形球面，与轴承盖及轴承座上的凹形球面相配合，当轴变形时，轴瓦可随轴线自动调节位置，从而保证轴颈和轴瓦为球面接触，避免出现边缘接触。

2）推力滑动轴承

如图4.48所示为常见的推力滑动轴承。按推力轴颈支承面的不同，可分为实心、空心和多环等。对实心推力轴颈，由于它距支承面中心越远处滑动速度越大，边缘磨损越快，因此使边缘部分压强减少，靠近中心处压强很高，轴颈与轴瓦之间的压力分布很不均匀。如采用空心或环形轴颈，则可使压力分布趋于均匀。根据承受轴向力的大小，环形支承面可做成单环或多环，多环式轴承载能力较大，且能承受双向轴向载荷。

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图4.48　普通推力轴承简图

4.4.3　滑动轴承轴瓦的结构形式和轴承的材料

轴瓦（轴套）是轴承中直接与轴颈相接触的重要零件，它的结构形式和性能将直接影响轴承的寿命、效率和承载能力。

1）轴瓦（轴套）的结构

整体式滑动轴承通常采用圆筒形轴套结构（见图4.49（a））；剖分式滑动轴承则采用对开式轴瓦结构（见图4.49（b））。轴瓦的工作表面既是承载面，又是摩擦面，因此是滑动轴承中的核心零件。

为了节省贵重金属，常在轴瓦内表面浇注一层轴承合金减摩材料，以改善轴瓦表面的摩擦状况，提高轴承的承载能力，这层材料通常称为轴承衬。为保证轴承衬与轴瓦贴附牢固，一般在轴瓦内表面预制一些沟槽等，如图4.50所示。轴瓦应开设供油孔及油沟，以便润滑油进入轴承并流到整个工作面上，通常油沟的轴向长度约轴瓦宽度的80%（见图4.51），以便在轴瓦两端留出封油部分防止润滑油的流失。轴瓦的油沟一般应开设在非承载区或剖分面上。

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图4.49　轴瓦的结构

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图4.50　轴承衬浇铸沟槽的形式

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图4.51　油沟的形式

2）轴瓦材料

常用的轴承材料有以下3类：

（1）金属材料

如轴承合金（常用的有锡基和铅基两种）、青铜、铸铁。这些材料的减摩性、抗胶合性、塑性好，但强度低、价格贵。青铜强度高，承载能力大，导热性好，且可在较高温度下工作，但与轴承合金相比，其抗胶合能力较差。

（2）粉末冶金材料

以粉末状的铁或铜为基本材料与石墨粉混合，经压制和烧结制成的多孔性材料。用这种材料制成的成行轴瓦，可在材料孔隙中存储润滑油，具有自润滑作用，因不需要经常加油，故称含油轴承。这种材料价格低廉、耐磨性好，但韧性差，常用于低、中速、轻载或中载、润滑不便或要求清洁的场合，如食品机械、纺织机械或洗衣机等机械中。

（3）非金属材料

非金属材料有塑料、硬木、橡胶等，使用的最多的是塑料。塑料轴承材料的特点是：有良好的耐磨性和抗腐蚀能力，良好的吸振和自润滑性。但是，承载能力差，导热性和尺寸稳定性差，适合于工作温度不高、载荷不大的场合。

4.4.4　滑动轴承的润滑

润滑的目的主要是降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、防尘、防锈及缓冲吸振等作用。润滑对轴承的工作能力和使用寿命影响很大。

1）润滑剂及其选择

滑动轴承中，常用的润滑剂是润滑油和润滑脂。其中，润滑油应用最广。此外，石墨、二硫化钼、水和空气等也可作为润滑剂，用于一些特殊场合。在润滑油和润滑脂中，还常用各种添加剂，以提高使用性能。

（1）润滑油

黏度是润滑油最主要的性能指标。用它来表征液体流动的内摩擦性能，黏度高液体内摩擦阻力大，承载后油不易被挤出，有利用油膜形成。黏度是选择润滑油的主要依据。

润滑油的选择应考虑轴承的载荷、速度、工作情况以及摩擦表面状况等条件。对载荷大、温度高的轴承，宜选用黏度高的油；反之，对载荷小、速度高的轴承，宜选用黏度低的油。对非液体摩擦的滑动轴承，具体选择见表4.11。

（2）润滑脂

对润滑要求不高、难以经常供油或摆动工作的非液体摩擦的滑动轴承，可采用润滑脂润滑。选择润滑脂品种的一般原则如下：

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，选择锥入度大一些的品种。