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滑动轴承知识,机械行业必备!

轴承在各类机械中普遍存在,轴承分为滚动轴承和滑动轴承,各有不同的使用场合。本文将介绍滑动轴承的相关知识。

最全的滑动轴承知识,机械行业必备!


一、滑动轴承概述

1、轴承应满足如下基本要求:

(1)能承担一定的载荷,具有一定的强度和刚度;

(2)具有小的摩擦力矩,使回转件转动灵活;

(3)具有一定的支承精度,保证被支承零件的回转精度;

2、轴承的分类

(1)根据轴承中摩擦的性质,可分为滑动轴承和滚动轴承。

(2)根据能承受载荷的方向,可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。(或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承)。

(3)根据润滑状态,滑动轴承可分为:不完全液体润滑滑动轴承。完全液体润滑滑动轴承。

3、滑动轴承的特点:

滚动轴承绝大多数都已标准化,故得到广泛的应用。但是在以下场合,则主要使用滑动轴承:

(1)工作转速很高,如汽轮发电机;

(2)要求对轴的支承位置特别精确,如精密磨床;

(3)承受巨大的冲击与振动载荷,如轧钢机;

(4)特重型的载荷,如水轮发电机;

(5)根据装配要求必须制成剖分式的轴承,如曲轴轴承;

(6)在特殊条件下工作的轴承,如军舰推进器的轴承;

(7)径向尺寸受限制时,如多辊轧钢机。

4、滑动轴承设计内容

轴承的型式和结构选择;轴瓦的结构和材料选择;轴承的结构参数设计;润滑剂及其供应量的确定;轴承工作能力及热平衡计算。

二、滑动轴承的典型结构

1、径向滑动轴承的结构

(1)整体式径向滑动轴承

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特点:

  • 结构简单,成本低廉。
  • 因磨损而造成的间隙无法调整。
  • 只能从沿轴向装入或拆出。


应用:低速、轻载或间歇性工作的机器中。

(2)对开式径向滑动轴承

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对开式轴承(剖分轴套)

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对开式轴承(整体轴套)

特点:结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。

应用场合:低速、轻载或间歇性工作的机器中。

2、止推滑动轴承的结构

止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有:

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(1)空心式:轴颈接触面上压力分布较均匀,润滑条件较实心式的改善。

(2)单环式: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。

(3)多环式:不仅能承受较大的轴向载荷,有时还可承受双向轴向载荷。由于各环间载荷分布不均,其单位面积的承载能力比单环式低50%。

三、滑动轴承的轴瓦结构

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1、轴瓦的形式和结构

(1)按构造分类

  • 整体式:需从轴端安装和拆卸,可修复性差。
  • 对开式:可以直接从轴的中部安装和拆卸,可修复。


(2)按尺寸分类

  • 薄壁:节省材料,但刚度不足,故对轴承座孔的加工精度要求高 。
  • 厚壁:具有足够的强度和刚度,可降低对轴承座孔的加工精度要求。


(3)按材料分类

  • 单材料:强度足够的材料可以直接作成轴瓦,如黄铜,灰铸铁。
  • 多材料:轴瓦衬强度不足,故采用多材料制作轴瓦。


(4)按加工分类

  • 铸造:铸造工艺性好,单件、大批生产均可,适用于厚壁轴瓦。
  • 轧制:只适用于薄壁轴瓦,具有很高的生产率。


2、轴瓦的定位

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目的:防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。

方法:对于轴向定位有:轴瓦一端或两端做凸缘。

3、轴瓦的油孔及油槽

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目的:把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。

原则:尽量开在非承载区,尽量不要降低或少降低承载区油膜的承载能力;轴向油槽不能开通至轴承端部,应留有适当的油封面。

形式:按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺旋线等。按油槽数量分——单油槽、多油槽等。

四、滑动轴承的失效形式及常用材料

1、滑动轴承常见失效形式有:

轴承表面的磨粒磨损、刮伤、咬粘(胶合)、疲劳剥落和腐蚀。

滑动轴承还可能出现气蚀、电侵蚀、流体侵蚀和微动磨损等失效形式。

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2、滑动轴承的材料

轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料,如轴瓦和轴承衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求:

  • 减摩性:材料副具有较低的摩擦系数。
  • 耐磨性:材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。
  • 抗咬粘性:材料的耐热性与抗粘附性。
  • 摩擦顺应性:材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。
  • 嵌入性:材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。
  • 磨合性:轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻合的表面形状和粗糙度的能力(或性质)


此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。

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常用金属轴承材料表

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常用金属轴承材料表

五、滑动轴承润滑剂的选择

1、润滑脂及其选择

特点:无流动性,可在滑动表面形成一层薄膜。

适用场合 :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。

选择原则:

  • 当压力高和滑动速度低时,选择针入度小一些的品种;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高约20~30℃,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。


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2、润滑油及其选择

特点:有良好的流动性,可形成动压、静压或边膜界润滑膜。

适用场合:不完全液体滑动轴承和完全液体润滑滑动轴承。

选择原则:主要考虑润滑油的粘度。转速高、压力小时,油的粘度应低一些;反之,粘度应高一些。高温时,粘度应高一些;低温时,粘度可低一些。

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3、固体润滑剂及其选择

特点:可在滑动表面形成固体膜。

适用场合:有特殊要求的场合,如环境清洁要求处、真空中或高温中。

常用类型:二硫化钼,碳―石墨,聚四氟乙烯等。

使用方法: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润滑膜。

六、其它形式滑动轴承简介

1、无润滑轴承和自润滑轴承

无润滑轴承:工作时外界不提供润滑剂的轴承。

自润滑轴承:当无润滑轴承材料本身就是固体润滑材料时,或轴瓦中含有润滑介质,这种无润滑轴承常称自润滑轴承。

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无润滑轴承材料

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无润滑轴承适用环境

2、多油楔滑动轴承

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由一个油楔产生液体动压油膜的轴承称为单油楔轴承。这类轴承在轻载、高速条件下运转时,容易出现失稳现象。多油楔轴承可避免这一问题。

工作时,各油楔中可同时产生油膜压力,以助于提高轴的旋转精度及轴承的稳定性。但是与同样条件下的单油楔轴承相比,承载能力有所降低,功耗有所增大。

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3、液体静压轴承

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原理:依靠液压系统供给压力油,压力油在轴承腔内强制形成压力油膜,以隔开摩擦表面。

特点:

  • 在任何转速和预定载荷下轴承均处于液体润滑状态;
  • 轴颈与轴承不直接接触,轴承对材料要求低,寿命长;
  • 油膜刚性大,有良好的吸振性,运转平稳;
  • 需要一套供油设备。


4、气体润滑轴承

原理:以气体作为润滑介质,可以空气、氢气、氮气作为润滑介质。

分类:气体动压润滑轴承、气体静压润滑轴承

特点:高转速(n > 100000r/min)、低摩擦损失、无污染、承载能力低。

应用:高速磨头、高速离心分离机、原子反应堆等场合。

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