滑动轴承

简介

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　　常用的滑动轴承材料有轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨
　　铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯（特氟龙、PTFE）、改性聚甲醛（POM）、等。

滑动轴承的分类

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　　滑动轴承种类很多。

　　①按能承受载荷的方向可分为径向（向心）滑动轴承和推力（轴向）滑动轴承两类。
　　②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。
　　③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。
　　④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。
　　⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。

滑动轴承的轴瓦结构和轴承材料

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　　　轴瓦分为剖分式和整体式结构。为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。
　　轴瓦或轴承是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨，因此轴瓦的主要失效形式是磨损。轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关，选择轴瓦材料应综合考虑这些因素，以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。
　　轴承的材料有
　　1） 金属材料，如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等；
　　2） 多孔质金属材料（粉末冶金材料）；
　　3） 非金属材料。
　　其中：
　　轴承合金：轴承合金又称白合金，主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好，故适用于重载、高速情况下，轴承合金的强度较小，价格较贵，使用时必须浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。
　　多孔质金属材料：多孔质金属是一种粉末材料，它具有多孔组织，若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，变成了含油轴承，具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小，只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。
　　轴承塑料：常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等，塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性，可用油和水润滑，也有自润滑性能，但导热性差。

滑动轴承的主要故障

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　　滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦，导致表面发热、磨损甚而“咬死”，所以在设计轴承时，应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦，选择合适的润滑剂并采用合适的供应方法，改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。
　　1 、瓦面腐蚀：光谱分析发现有色金属元素浓度异常；铁谱中出现了许多有色金属成分的亚微米级磨损颗粒；润滑油水分超标、酸值超标。
　　2 、轴颈表面腐蚀：光谱分析发现铁元素浓度异常，铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒，润滑油水分超标或酸值超标。
　　3 、轴颈表面拉伤：铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒，金属表面存在回火色。
　　4、 瓦背微动磨损：光谱分析发现铁浓度异常，铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒， 润滑油水分及酸值异常。
　　5 、轴承表面拉伤：铁谱中发现有切削磨粒，磨粒成分为有色金属。
　　6 、瓦面剥落：铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。
　　7 、轴承烧瓦：铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。

滑动轴承结构设计应注意的问题

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　　滑动轴承是面接触的，所以接触面间要保持一定的油膜，因此设计时应注意以下这几个问题：
　　1、要使油膜能顺利地进入摩擦表面。
　　2、油应从非承载面区进入轴承。
　　3、不要使全环油槽开在轴承中部。
　　4、如油瓦，接缝处开油沟。
　　5、要使油环给油充分可靠。
　　6、加油孔不要被堵。
　　　　7、不要形成油不流动区。
　　8、防止出现切断油膜的锐边和棱角。

滑动轴承脂的性能与选用

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　　滑动轴承也可用润滑脂来润滑，在选择润滑脂时应考虑下列几点：
　　(1）轴承载荷大，转速低时，应选择锥入度小的润滑脂，反之要选择锥入度大的。高速轴承选用锥入度小些、机械安定性好的润滑脂。特别注意的是润滑脂的基础油的粘度要低一些。
　　(2）选择的润滑脂的滴点一般高于工作温度20-30℃，在高温连续运转的情况下，注意不要超过润滑脂的允许使用温度范围。
　　(3）滑动轴承在水淋或潮湿环境里工作时，应选择抗水性能好的钙基、铝基或锂基润滑脂。
　　(4）选用具有较好粘附性的润滑脂。
　　2、滑动轴承用润滑脂的选择：
　　载荷＜1MPa，轴颈圆周速度1m/s以下，最高工作温度75℃，选用3号钙基脂；
　　载荷1-6.5MPa，轴颈圆周速度0.5-5m/s，最高工作温度55℃，选用2号钙基脂；
　　载荷＞6.5MPa，轴颈圆周速度0.5m/s以下，最高工作温度75℃，选用3号钙基脂；
　　载荷＜6.5MPa，轴颈圆周速度0.5-5m/s，最高工作温度120℃， 选用2号锂基脂；
　　载荷＞6.5MPa，轴颈圆周速度0.5m/s以下，最高工作温度110℃，选用2号钙-钠基脂；
　　载荷1-6.5MPa，轴颈圆周速度1m/s以下，最高工作温度50-100℃，选用2号锂基脂；
　　载荷＞5MPa 轴颈圆周速度0.5m/s，最高工作温度60℃，选用2号压延机脂；
　　在潮湿环境下，温度在75-120℃的条件下，应考虑用钙-钠基脂润滑脂。在潮湿环境下，工作温度在75℃以下，没有3号钙基脂，也可用铝基脂。工作温度在110-120℃时，可用锂基脂或钡基脂。集中润滑时，稠度要小些。
　　3、滑动轴承用润滑脂的润滑周期：
　　偶然工作，不重要零件：轴转速＜200r/min，润滑周期5天一次；轴转速＞200r/min，润滑周期3天一次。
　　间断工作：轴转速＜200r/min，润滑周期2天一次；轴转速＞200r/min，润滑周期1天一次。
　　连续工作，工作温度小于40℃：轴转速＜200r/min，润滑周期1天一次；轴转速＞200r/min，润滑周期每班一次。
　　连续工作，工作温度40-100℃：轴转速＜200r/min，润滑周期每班一次；轴转速＞200r/min，润滑周期每班二次。

滑动轴承刮研的技术要求

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基本要求

　　既要使轴颈与滑动轴承均匀细密接触，又要有一定的配合间隙。
　　

接触角

　　是指轴颈与滑动轴承的接触面所对的圆心角。接触角不可太大也不可太小。接触角太小会使滑动轴承压强增加，严重时会使滑动轴承产生较大的变形，加速磨损，缩短使用寿命；接触角太大，会影响油膜的形成，得不到良好的液体润滑。
　　试验研究表明，滑动轴承接触角的极限是120°。当滑动轴承磨损到这一接触角时，液体润滑就要破坏。因此再不影响滑动轴承受压条件的前提下，接触角愈小愈好。从摩擦力距的理论分析，当接触角为60°时，摩擦力矩最小，因此建议，对转速高于500r/min的滑动轴承，接触角采用60°，转速低于500r/min的滑动轴承，接触角可以采用90°，也可以采用60°。
 

　　

接触点

　　轴颈与滑动轴承表面的实际接触情况，可用单位面积上的实际接触点数来表示。接触点愈多、愈细、愈均匀，表示滑动轴承刮研的愈好，反之，则表示滑动轴承刮研的不好。一般说来接触点愈细密愈多，刮研难度也愈大。生产中应根据滑动轴承的性能和工作条件来确定接触点，下表所列资料可供参考：
　　滑动轴承转速
　　（r/min） 接触点
　　（每25×25毫米面积上的接触点数）
　　100以下 3~5
　　100~500 10~15
　　500~1000 15~20
　　1000~2000 20~25
　　2000以上 25以上
　　Ⅰ级和Ⅱ级精度的机械可采用上表数据，Ⅲ级精度的机械可按上表数据减半。