面接触 (3)轴承与轴瓦结构 整体式轴承中与轴颈配合的零件称为轴套,结构如图所示,分为不带挡边和带挡边的两种结 构,其基本尺寸、公差参见GB2509-81或 GB2510-81。 对开式轴承的轴瓦由上下两半组成,如图所 示。为使轴瓦既有一定的强度,又有良好的减磨 kissy 性,常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料(如 图13-8径向滑动轴承轴瓦 轴承合金),称为轴承衬。轴協%多 承衬应可靠的贴合在轴瓦表 面上,为此可以采用如图所示 图13-9轴瓦与轴承村的结合形式 的结合形式(图中涂黑层表示轴承衬) 为了将润滑油引入轴承,并布满于工作表面,常在其上开有供油孔和油沟;供油孔和油沟应 开在轴瓦的非承载区,否则会降低油膜的承载觔力,姻图13-10所示。轴向油沟也不应在轴瓦全 十× 图14-8油沟布置对油膜承载能力的影响 图149油孔和油沟 a)正确b)错误 长上开通,以免润滑油自油沟端部大量泄漏。常见的油沟飛式姻图13-11所示。 对于一些重型机器的轴承轴瓦其上常开设油室 图13-10 图13-1410油室
241 面接触。 （3）轴承与轴瓦结构 整体式轴承中与轴颈配合的零件称为轴套，结构如图所示，分为不带挡边和带挡边的两种结 构，其 基本 尺寸 、公 差参 见 GB2509-81 或 GB2510-81。 对开式轴承的轴瓦由上下两半组成，如图所 示。为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减磨 性，常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料（如 轴承合金），称为轴承衬。轴 承衬应可靠的贴合在轴瓦表 面上，为此可以采用如图所示 的结合形式（图中涂黑层表示轴承衬） 为了将润滑油引入轴承，并布满于工作表面，常在其上开有供油孔和油沟；供油孔和油沟应 开在轴瓦的非承载区，否则会降低油膜的承载能力，如图 13-10 所示。轴向油沟也不应在轴瓦全 长上开通，以免润滑油自油沟端部大量泄漏。常见的油沟形式如图 13-11 所示。 对于一些重型机器的轴承轴瓦，其上常开设油室。 图 13－8 图 13－9 图 13－10 图 13－11
它既可以使润滑空间增大,并有贮油和保证润滑油稳定应的作用,如图所示。 2、推力滑动轴承 推力滑动轴承用于承受轴向载荷。如图13-13所示为 轴承座 一简单的推力轴承结构,它由轴承座、套筒、径向轴瓦、止 径向轴瓦 出油 推轴瓦 销钉 推轴瓦所组成。 为了便于对中,止推轴瓦底部制成球面形式,并用销钉 进油 来防止它随轴颈转动,润滑油从底部进入,上部流出。 图13-8止推滑动轴承 其最简结构如图14-11所示。 图13-1 由于工作面上相对滑动速度不等,越靠近边缘处相对滑动速 度越大,磨损越 重,会造成工作面上压强分布不均匀,相对滑动端面通 常采用环状端面。当载荷较大时,可采用多环轴颈,如 图14-11b所示,这种结构能够承受双向轴向载荷。 对于14-11所示的结构多用于低速轻载的场合。 图14-11推力滑动轴承 图13-141 轴瓦 §13.3滑动轴承的失效形式及材料 滑动轴承的失效形式 滑动轴承的失效形式通常由多种原因引起,失效的形式有很多种,有时几种失效形式并存 相互影响。 (1)磨粒磨损 进入轴承间隙的硬颗粒物(如灰尘、砂砾等)有的嵌入轴承表面,有的游离于间隙中并随轴
242 它既可以使润滑空间增大，并有贮油和保证润滑油稳定应的作用，如图所示。 2、推力滑动轴承 推力滑动轴承用于承受轴向载荷。如图 13－13 所示为 一简单的推力轴承结构，它由轴承座、套筒、径向轴瓦、止 推轴瓦所组成。 为了便于对中，止推轴瓦底部制成球面形式，并用销钉 来防止它随轴颈转动，润滑油从底部进入，上部流出。 其最简结构如图 14－11 所示。 由于工作面上相对滑动速度不等，越靠近边缘处相对滑动速 度越大，磨损越严 重，会造成工作面上压强分布不均匀，相对滑动端面通 常采用环状端面。当载荷较大时，可采用多环轴颈，如 图 14－11b 所示，这种结构能够承受双向轴向载荷。 对于 14－11 所示的结构多用于低速轻载的场合。 §13.3 滑动轴承的失效形式及材料 一、滑动轴承的失效形式 滑动轴承的失效形式通常由多种原因引起，失效的形式有很多种，有时几种失效形式并存， 相互影响。 （1）磨粒磨损 进入轴承间隙的硬颗粒物（如灰尘、砂砾等）有的嵌入轴承表面，有的游离于间隙中并随轴 图 13－12 图 13－13 图 13－14
起转动,它们都将对轴颈和轴承表面起硏磨作用。在机器起动、停车或轴颈与轴承发生边缘接 触时,他们都将加剧轴承磨损,导致几何行状改变、精度丧失,轴承间隙加大,使轴承性能在预 期寿命前急剧恶化 (2)刮伤 进入轴承间隙的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶,在轴承伤划岀线状伤痕,导致轴承因刮 伤而失效。 (3)胶合(也称为烧瓦) 当轴承温升过高,载荷过大,油膜破裂时,或在润滑油供应不足的条件下,轴颈和轴承的相 对运动表面材料发生粘附和迁移,从而造成轴承损坏,有时甚至可能导致相对运动的中止。 (4)疲劳剥落 在载荷反复作用下,轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹,当裂纹向轴承衬与衬背结合 面扩展后,造成轴承衬材料的剥落。它与轴承衬和衬背因结合不良或结合力不足造成轴承衬的剥 离有些相似,但疲劳剥落周边不规则,结合不良造成的剥窝周边比较光滑。 (5)腐蚀 润滑剂在使用中不断氧化,所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀性,特别对制造铜铝合金中 的铅,易受腐蚀而形成点状剥落。氧对锡基巴氏合金的腐蚀,会使轴承表面形成一层由SnO2和 sn混合组成的黑色硬质覆盖层,它能擦伤轴颈表面,并使轴承间隙变小。此外,硫对含银或铜 的轴承材料的腐蚀,润滑油中水分对铜铅合金的腐蚀,都应予以注意。 以上列举了常见的几种失效形式,由于工作条件不同,滑动轴承还可出现气蚀、流体侵蚀、 电侵蚀和微动磨损等损伤。从美国、英国和日本三家汽车厂统计的汽车用滑动轴承故障原因的平 均比率来看,因不干净或由异物进入而导致鼓掌的比率较大 故障原因不干净润滑油 不足安装误差对中不良超载腐蚀制造精气其它 度低
243 一起转动，它们都将对轴颈和轴承表面起研磨作用。在机器起动、停车或轴颈与轴承发生边缘接 触时，他们都将加剧轴承磨损，导致几何行状改变、精度丧失，轴承间隙加大，使轴承性能在预 期寿命前急剧恶化。 （2）刮伤 进入轴承间隙的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶，在轴承伤划出线状伤痕，导致轴承因刮 伤而失效。 （3）胶合（也称为烧瓦） 当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，或在润滑油供应不足的条件下，轴颈和轴承的相 对运动表面材料发生粘附和迁移，从而造成轴承损坏，有时甚至可能导致相对运动的中止。 （4）疲劳剥落 在载荷反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，当裂纹向轴承衬与衬背结合 面扩展后，造成轴承衬材料的剥落。它与轴承衬和衬背因结合不良或结合力不足造成轴承衬的剥 离有些相似，但疲劳剥落周边不规则，结合不良造成的剥离周边比较光滑。 （5）腐蚀 润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀性，特别对制造铜铝合金中 的铅，易受腐蚀而形成点状剥落。氧对锡基巴氏合金的腐蚀，会使轴承表面形成一层由 SnO2和 SnO 混合组成的黑色硬质覆盖层，它能擦伤轴颈表面，并使轴承间隙变小。此外，硫对含银或铜 的轴承材料的腐蚀，润滑油中水分对铜铅合金的腐蚀，都应予以注意。 以上列举了常见的几种失效形式，由于工作条件不同，滑动轴承还可出现气蚀、流体侵蚀、 电侵蚀和微动磨损等损伤。从美国、英国和日本三家汽车厂统计的汽车用滑动轴承故障原因的平 均比率来看，因不干净或由异物进入而导致鼓掌的比率较大。 故障原因 不干净 润滑油 不足 安装误差 对中不良 超载 腐蚀 制造精 度低 气蚀 其它
比率 38.3 11115.9 8.1 6.0 5.6 5.5 2.8 6.7 (%) 轴承材料 轴瓦与轴承衬的材料通称为轴承材料。针对以上所述的失效形式,轴承材料性能应着重满足 以下主要要求 1)良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。耐磨性是指材料的抗磨性能(通常以磨损率表示 抗胶合性是指材料的耐热性和抗粘附性。 2)良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 摩擦顺应性是指材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承谞动表面初始配合不良的能力。嵌入性 是指材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承谞动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。磨合性是指轴 瓦与轴颈表面经过短期轻载运转后,易于形成相互吻合的表面粗糙度。 3)足够的强度和抗腐蚀能力 4)良好的导热性、工艺性、经济性等 应该指出的是:没有一种轴承材料全面具备上述性能,因而必须针对各种具体的情况,仔细 进行分析后合理选用。 常用的材料可以分为三大类:1)金属材料,如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等;2) 多孔质金属材料;3)非金属材料,如工程塑料、碳一石磨等。 1)轴承合金(通称巴氏合金或白合金) 轴承合金是锡、铅、锑、铜的合金,它以锡或铅作为基体,其内含有锑锡(Sb-Snη)或铜锡 cu-Sn)的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用,软基体则増增加材料的塑性。轴承合金的弹性模量和弹 性极限都很低,在所有轴承材料中,它的嵌λ性及摩擦顺应性最好,很容易和轴颈磨合,也不易 与轴颈发生胶合。但轴承合金的强度很低,不能单独制作轴瓦,只能粘附在青铜、钢或铸铁轴瓦 244
244 比率 （%） 38.3 11.1 15.9 8.1 6.0 5.6 5.5 2.8 6.7 二、轴承材料 轴瓦与轴承衬的材料通称为轴承材料。针对以上所述的失效形式，轴承材料性能应着重满足 以下主要要求： 1）良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。耐磨性是指材料的抗磨性能（通常以磨损率表示）。 抗胶合性是指材料的耐热性和抗粘附性。 2）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 摩擦顺应性是指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 是指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。磨合性是指轴 瓦与轴颈表面经过短期轻载运转后，易于形成相互吻合的表面粗糙度。 3）足够的强度和抗腐蚀能力 4）良好的导热性、工艺性、经济性等 应该指出的是：没有一种轴承材料全面具备上述性能，因而必须针对各种具体的情况，仔细 进行分析后合理选用。 常用的材料可以分为三大类：1）金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等；2） 多孔质金属材料；3）非金属材料，如工程塑料、碳—石磨等。 1）轴承合金（通称巴氏合金或白合金） 轴承合金是锡、铅、锑、铜的合金，它以锡或铅作为基体，其内含有锑锡（Sb-Sn）或铜锡 （Cu-Sn）的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，软基体则增加材料的塑性。轴承合金的弹性模量和弹 性极限都很低，在所有轴承材料中，它的嵌入性及摩擦顺应性最好，很容易和轴颈磨合，也不易 与轴颈发生胶合。但轴承合金的强度很低，不能单独制作轴瓦，只能粘附在青铜、钢或铸铁轴瓦
上作轴承衬。轴承合金适用于重载、中高速场合,价格较贵。 2)铜合金 铜合金具有较高的强度,较好的减磨性和耐磨性。由于青铜的减磨性和阿耐磨性比黄铜好, 故青铜是最常用的材料。青铜有锡青铜、铅青铜和铝青铜等几种,其中锡青铜的减摩性和耐磨性 最好,应用广泛。但锡青铜比轴承合金硬度高,磨合性及嵌入性差,适用于重载及中谏场合。铅 青铜抗胶合能力强,适用于髙速、重载轴承。铝青铜的强度及硬度较高,抗胶合能力较差,适用 于低速重载轴承。在一般机械中有50%的滑动轴承采用青铜材料。 3)铝基轴承合金 铝基轴承合金在许多国家获得了广泛的应用。它有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度,摩擦 性也较好。这些品质使铝基轴承合金在部分领域取代了较贵的轴承合金和青铜。铝基轴承合金可 以制成单金属零件(如轴套、轴承等),也可以制成双金属零件,双金属轴瓦以铝基轴承合金为 轴承衬,以钢作衬背。 4)灰铸铁和耐磨铸铁 普通灰铸铁或加有镍、铬钛等合金成分的耐磨灰铸铁,或者是球墨铸铁,都可以用作轴承材 料。这类材料中的片状或球状石墨在材料表面上覆盖后,可以形成一层起润滑作用的石墨层,故 具有一定的减摩性和耐磨性。此外石墨能吸附碳氢化合物,有助于提高边界润滑性能,故采用灰 铸铁作轴承材料时应加润湑油。由于铸铁性脆、磨合性能差,故只适用于轻载低速和不受冲击载 荷的场合 5)多孔质金属材料 这是不同于金属粉末经压制、烧结而成的轴承材料。这种材料是多孔结构的,孔隙约占体积 的10%~35%。使用前先把轴瓦在加热的油中浸渍数小时,使孔隙中充满润湑油,因而通常把 这种材料制成的轴承称为含油轴承。它具有自润滑性。工作时,由于轴颈转动的抽吸作用及轴承 245
245 上作轴承衬。轴承合金适用于重载、中高速场合，价格较贵。 2）铜合金 铜合金具有较高的强度，较好的减磨性和耐磨性。由于青铜的减磨性和阿耐磨性比黄铜好， 故青铜是最常用的材料。青铜有锡青铜、铅青铜和铝青铜等几种，其中锡青铜的减摩性和耐磨性 最好，应用广泛。但锡青铜比轴承合金硬度高，磨合性及嵌入性差，适用于重载及中速场合。铅 青铜抗胶合能力强，适用于高速、重载轴承。铝青铜的强度及硬度较高，抗胶合能力较差，适用 于低速重载轴承。在一般机械中有 50％的滑动轴承采用青铜材料。 3）铝基轴承合金 铝基轴承合金在许多国家获得了广泛的应用。它有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度，摩擦 性也较好。这些品质使铝基轴承合金在部分领域取代了较贵的轴承合金和青铜。铝基轴承合金可 以制成单金属零件（如轴套、轴承等），也可以制成双金属零件，双金属轴瓦以铝基轴承合金为 轴承衬，以钢作衬背。 4）灰铸铁和耐磨铸铁 普通灰铸铁或加有镍、铬钛等合金成分的耐磨灰铸铁，或者是球墨铸铁，都可以用作轴承材 料。这类材料中的片状或球状石墨在材料表面上覆盖后，可以形成一层起润滑作用的石墨层，故 具有一定的减摩性和耐磨性。此外石墨能吸附碳氢化合物，有助于提高边界润滑性能，故采用灰 铸铁作轴承材料时应加润滑油。由于铸铁性脆、磨合性能差，故只适用于轻载低速和不受冲击载 荷的场合。 5）多孔质金属材料 这是不同于金属粉末经压制、烧结而成的轴承材料。这种材料是多孔结构的，孔隙约占体积 的 10％～35％。使用前先把轴瓦在加热的油中浸渍数小时，使孔隙中充满润滑油，因而通常把 这种材料制成的轴承称为含油轴承。它具有自润滑性。工作时，由于轴颈转动的抽吸作用及轴承