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2023-06-15
滑动轴承的特点和应用场景
【摘要】：按润滑和摩擦状态不同，又可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。液体摩擦滑动轴承，轴颈与轴承表面之间完全被压力油隔开，金属表面不直接接触，可以大大降低摩擦、减少磨损。滑动轴承适用于以下几种情况：1）转速极高和极低。如在汽轮机（大尺寸）、内燃机（剖分）、仪表、机床（高精度）及铁路机车（重载）等机械上滑动轴承被广泛应用。2）对开式滑动轴承。3）自动调心式滑动轴承。
（1）滑动轴承的类型和特点
滑动轴承按其承受载荷的方向，可分为承受径向载荷的径向滑动轴承和承受轴向载荷的止推滑动轴承。按润滑和摩擦状态不同，又可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。液体摩擦滑动轴承，轴颈与轴承表面之间完全被压力油隔开，金属表面不直接接触，可以大大降低摩擦、减少磨损。但液体摩擦的条件很难实现，故造价很高，应用不广。非液体摩擦滑动轴承，轴颈与轴承表面之间虽然有油膜存在，但油膜极薄，不能完全避免两金属表面凸起部分的直接接触，因此摩擦较大，轴承表面易磨损。
（2）滑动轴承的应用
随着制造技术的发展，滚动轴承的应用越来越广泛，但由于其自身结构和制造方面的特点，在一些领域还不能取代滑动轴承。滑动轴承适用于以下几种情况：
1）转速极高和极低。
2）承载特别重。
3）回转精度要求特别高。
4）承受巨大冲击和振动。
5）必须采用剖分结构轴承的场合。
6）要求径向尺寸特别小和特别大。
7）简陋机械。
如在汽轮机（大尺寸）、内燃机（剖分）、仪表（小尺寸、精密）、机床（高精度）及铁路机车（重载）等机械上滑动轴承被广泛应用。在低速、精度要求不高的机械中，如水泥搅拌机、破碎机中也常被采用。
（3）轴瓦的材料
因为轴瓦和轴颈直接接触，轴瓦承受载荷产生摩擦和磨损，所以轴瓦的材料应具有足够的强度，耐磨、耐腐蚀，并应具有良好的导热性和减磨性及较强的抗胶合能力等。
2.滑动轴承的结构
（1）径向滑动轴承的结构
径向滑动轴承主要由轴承座和轴瓦（轴套）组成，按其结构可分为以下几种：
1）整体式滑动轴承。如图5－51 所示，整体式滑动轴承由轴承座1、轴套2 组成，轴承座上布有油孔，轴套内有油沟，分别用以加油和引油，进行润滑。这种轴承结构简单，但装拆时轴或轴承需轴向移动，而且轴套磨损后轴承间隙无法调整。其多用于低速轻载或间歇工作的机械。
2）对开式滑动轴承。如图5－52 所示，对开式滑动轴承由轴承座1、轴承盖2、轴瓦3 和螺栓4 等组成。轴承盖与轴承座接合处做成台阶形梯口，目的是便于对中。上、下两片轴瓦直接与轴接触，装配后应适度压紧，使其不随轴转动。轴承盖上有螺纹孔，可安装油杯或油管，轴瓦上有油孔和油沟。
图5-51 整体式滑动轴承
1—轴承座；2—轴套（轴瓦）
图5-52 对开式滑动轴承
1—轴承座；2—轴承盖；3—轴瓦；4—螺栓
对开式轴承按对开面位置，可分为平行于底面的正滑动轴承（见图5－52）和与底面成45°的斜滑动轴承（见图5－53），以便承受不同方向的载荷。
对开式滑动轴承装拆方便，可调整轴承孔与轴颈之间的间隙，因此应用广泛，如汽车发动机中的曲轴就采用对开式滑动轴承支承。
3）自动调心式滑动轴承。图5－54 所示为自动调心式滑动轴承，其特点是轴瓦与轴承盖、轴承座之间为球面接触，轴瓦可以自动调位，以适应轴受力弯曲时轴线产生的倾斜，主要适用于轴的挠度较大（轴承跨度大时）或轴承孔轴线的同轴度误差较大（安装精度低）的场合。
图5-53 对开式斜滑动轴承
图5-54 自动调心式滑动轴承
（2）止推滑动轴承的结构
止推滑动轴承的结构如图5－55 所示，它由轴承座1、衬套2、径向轴承3 和止推轴瓦4 等组成。止推轴瓦的底部制成球面，以便对中，并用销钉5 与轴承座固定，用来防止止推轴瓦随轴转动。工作时润滑油用压力从底部注入，从上部油管导出进行润滑。
图5－56 所示为止推轴承轴颈的几种常见形式。载荷较小时可采用实心端面、空心端面止推轴颈［见图5－56（a）］和环形轴颈［见图5－56（b）］，载荷较大时采用多环端面止推轴颈［见图5－56（c）］。
图5-55 止推滑动轴承的结构
1—轴承座；2—衬套；3—径向轴承；4—止推轴瓦；5—销钉
图5-56 止推滑动轴承轴颈形式
（a）空心端面；（b）环形端面；（c）多环端面
3.轴瓦的结构
轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈接触的零件，是滑动轴承的主要组成部分。轴瓦结构如图5－57 所示，分为整体式和剖分式两种。剖分式轴瓦两端凸缘可防止轴瓦沿轴向窜动，并能承受一定的轴向力。
为了保证润滑油的引入及均布在轴瓦工作表面，在非承载区的轴瓦上制有油孔和油槽（见图5－58），油槽应以进油口为中心沿纵向、横向或斜向开设，但不应开至端部，以减少端部漏油。
图5-57 轴瓦结构
（a）整体式轴瓦；（b）剖分式轴瓦
图5-58 油孔和油槽
为了提高轴瓦表面的摩擦性能，提高承载能力，对于重要轴承，可在轴瓦内表面浇铸一层轴承衬。在轴瓦座上浇铸轴承衬时，为了使轴承衬牢固黏附在其基座上，常在轴瓦座内部开设沟槽。
4.滑动轴承的润滑
（1）润滑剂及其选择
轴承常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。润滑油按轴颈圆周速度v 和压强p，在表5－13 中选择牌号。润滑脂按轴颈圆周速度v、压强p 和工作温度t，在表5－14 中选择牌号。
表5-13 滑动轴承润滑油的选择（工作温度10～60 ℃）
表5-14 滑动轴承润滑脂的选择
（2）油润滑方式和装置
油润滑有间歇供油和连续供油两类。
间歇供油由操作人员用油壶或油枪注油，供油是间歇性的，供油量不均匀，且容易疏忽。
连续供油主要有以下几种润滑方式：
1）滴油润滑。图5－59 所示为针阀油杯。若将手柄放至水平位置，则阀口关闭，停止供油；当手柄垂直时，阀口开启，可连续供油。调节螺母，可调节供油量。
图5－60 所示为油绳油杯，其利用油绳的毛细管作用实现连续供油，但供油量无法调节。
图5-59 针阀油杯
1—手柄；2—调节螺母；3—弹簧；4—油孔遮盖；5—针阀杆；6—观察孔
图5-60 油绳油杯
1—油芯；2—接头；3—杯体；4—杯盖
2）油环润滑。图5－61 所示为油环润滑。油环套在轴上，下部浸入油池中，当轴颈旋转时，油环依靠摩擦力被轴带动旋转，将油带到轴颈上进行润滑。这种装置结构简单，供油充分，但轴的转速不能太高或太低。
3）飞溅润滑。其利用旋转件（如齿轮、蜗杆或蜗轮等）将油池中的油飞溅到箱壁，再沿油槽流入轴承进行润滑。
4）压力循环润滑。用油泵将压力油输送至轴承处实现润滑，使用后的油回到油箱，经冷却过滤后再重复使用。这种润滑可靠性高、效果好，冷却能力强，但结构复杂，费用高，主要用于高速场合。
（3）脂润滑
润滑脂的加脂方式有人工加脂和脂杯加脂。图5－62 所示为旋盖油杯，杯中装入润滑脂后，旋转上盖即可将润滑脂挤入轴承。脂润滑主要用于低速简易机械的润滑。
图5-61 油环润滑
图5-62 旋盖油杯
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