10－1 滑動軸承的型別和典型結構
一、滑動軸承的型別
滑動軸承與滾動軸承功能相同，同屬支承件。 由於滑動軸承起動摩擦阻力較大，維護也較麻煩，故多為滾動軸承所取代。 但由於結構及摩擦狀態等方面的不同在某些工況下， ， 滑動軸承具有滾動軸承所不能可比擬的一些獨特優勢，使其在機械設計中仍占有重要地位。
滑動軸承主要應用於高速、高精度、過載、 強衝擊、 安裝受限、 經徑向結構尺寸要求小、特殊工況工作條件等場合。
滑動軸承按其承受載荷的方向，可分為徑向滑動軸承（用於承受徑向力或主要承受徑向力）和推力滑動軸承（用於承受軸向力）。根據滑動表面間摩擦狀態的不同，可分為液體摩擦軸承、非液體摩擦軸承（指滑動表面間處於邊界潤滑或混合潤滑狀態）和幹摩擦軸承（或稱無潤滑軸承，指工作前和工作時不加潤滑劑）。根據液體潤滑承載機理的不同，又可分為液體動力潤滑軸承（簡稱液體動壓軸承）和液體靜壓潤滑軸承（簡稱液體靜壓軸承）。
滑動軸承按其承受載荷方向的不同，分為徑向滑動軸承（用於承受徑向載荷）和推力滑動軸承（用於承受軸向載荷）。根據其軸承工作表面間的摩擦狀態的不同，滑動軸承可分為非液體摩擦軸承、 液體摩擦軸承和幹摩擦軸承。又根據油膜形成原理的不同，液體摩擦軸承分為液體動壓滑動軸承和液體靜壓滑動軸承。
本章主要討論非液體摩擦滑動軸承和液體動壓滑動軸承的結構、材料、引數選擇及承載能力計算等內容設計計算 。
二、滑動軸承的典型結構
滑動軸承的結構形式與摩擦狀態和受載方向有關， 其結構一般由軸承座、軸瓦、潤滑和密封裝置等組成並有多種結構形式，下面介紹幾種典型結構 。
1 ． 經向滑動軸承
（ 1 ）整體式
圖 10－ 1 所示為整體式徑向滑動軸承，它是由軸承座 1 、整體軸瓦 2 和緊定螺定 3 等組成。 軸承座用螺栓與機座聯接，頂部開有進油或安裝油杯的螺孔螺紋孔 。 用軸承材料製成的套筒式軸瓦（ 或簡稱軸套） 壓裝在軸承座中。
也有一些機器不用專用的軸承座，而把軸瓦 （或軸套） 直接壓壓裝在在機座或機體孔中，如工具機、減速器等。
這種軸承結構簡單、容易製造、成本低，缺點是軸瓦磨損後間隙無法調整和軸頸只能從端部裝入。因此，它僅適用於低速輕載或間歇性工作的機器中 。
2 ．剖分式
剖分式徑向滑動軸承的典型結構如圖 11－ 2 和圖 11－ 3 所示，都由軸承蓋座 1 、軸承座蓋 2 、剖分軸瓦 3 和螺栓 4 等組成。圖 11－ 2 為正剖分式結構，主要用於載荷方向垂直於軸承安裝基準面的場合。圖 11－ 3 為斜剖分式結構，用於載荷與軸承安裝麵成一定角度（通常傾斜 45 °）的場合。
軸承蓋上的有螺紋孔用於安裝油杯供給潤滑油 。軸承座與蓋的剖分面常作成階梯形，以便加工和安裝時定位並防止工作時錯動。在軸瓦剖分面間，一般裝上一些薄墊片，當軸瓦磨損後，可通過抽去墊片來調整軸承的徑向間隙。
這種結構，由於軸承蓋可開啟，因此裝拆維修都較方便 ，但結構較複雜 ，**較貴 。
3 ．自動調心式
??? 當軸承寬度 b 較大時，軸的彎曲變形或軸承孔傾斜安裝誤差較大時， 它都將會造成軸頸與軸瓦兩端的區域性接觸，從而引起劇烈的磨損和發熱。軸承寬度 b 越大，上述現象越嚴重。
因此，寬徑比 b/d ＞ 1.5 時，宜採用自動調心式軸承。這種軸承的結構如圖 13 1 0 － 4 所示。
其特點是軸瓦 1 的外支承面作成 ???
凸球面，與軸承蓋 2 和軸承座 3 上的凹球面相配合，球面中心通過軸頸的軸線。因此， 軸瓦可承受隨軸的彎曲或傾斜而自動調心位 ， 從而以保證軸頸與軸瓦的均勻接觸。
4 ．間隙可調式
工作時軸瓦與軸頸表面必然要產生磨損，隨之軸承間隙也會逐漸增大，當達到一定程度時，將影響機器的正常工作和運轉精度。因此，對於易產生較大磨損間隙運轉精度要求較高的軸承，要採用間隙可調式軸承。
此種軸承的結構見圖 10 － 5 。圖（ a ）所示為常用的一種結構 。 它的軸瓦 ，外表面為錐形的軸瓦外表面是錐形 ，與乙個具有內錐形表面的軸套相配合，軸瓦上開有一條縱向切槽 。
利用軸套兩端的螺母可用來調整軸頸與軸瓦的間隙。圖（ b ）所示為為是用於圓錐形軸頸的結構，它的軸瓦做成與圓錐軸頸相配的內錐孔，從而省略了軸套 。為使軸套（軸瓦）在裝配或調整時易軸向移動，在結構設計時，應在保證散熱條件下儘量減少軸瓦與軸頸的接觸面積。
圓錐面的錐度通常為 1:30~1:10 。
它是通過兩端螺母改變軸與軸瓦的軸向相對位置來調整軸承間隙的。
5 ．推力滑動軸承
推力滑動軸承僅能承受軸向載荷，由軸承座和止推軸頸等組成， 與徑向軸承聯合使用才可同時承受軸向與徑向載荷。 其常用結構如圖10 － 6 所示。
圖 a 為實心端麵推力軸承，這種軸承接觸面上的壓強分布不均勻， 靠近邊緣部分磨損較快，很少使用。圖 b 為空心端麵推力軸承，接觸面積減小，潤滑條件有所改善，從而避免了空心式的一些缺點。圖 c 為單環式推力軸承，利用軸頸的環形端麵承載，結構簡單，常用於低速輕載的場合。
圖 d 為多環式推力軸承，採用多個環承擔軸向載荷，提高了承載能力，另外還可承受雙方向的軸向載荷。
實心型在接觸面上的壓力分布不均勻，中心處壓強高，支承面磨損較快，很少使用。空心型支承接觸面上的壓力分布較均勻，潤滑條件有所改善。單環型是利用軸瓦的端麵止推，結構簡單，潤滑方便， 廣泛常用於低速輕載場合。
多環型結構特點同單環型，可用於過載場合。
推力滑動軸承的結構尺寸可按下列經驗公式確定 ：
實心、空心型： d 由軸的結構設計確定
d 0 = ( 0.4 ~ 0.6 ) d
單環與多環型： d 1 由軸的結構設計確定 。
d ≈ d 1 + 2 h s
d 0 = ( 0.4 ~ 0.6 ) d
h s = ( 0.1 ~ 0.3 ) d 1
d 1 = ( 2 ~ 3 ) h s
10－2 軸瓦的結構與材料
一、軸瓦的結構
軸瓦在軸承中直接與軸頸接觸，其結構是否合理對軸承的承載能力及使用壽命影響很大。在設計軸瓦結構時應考慮的主要問題是：要具有一定的強度和減摩性，定位要可靠，便於輸送潤滑劑，裝拆及調整方便等。
常用的軸瓦分為整體式和剖分式兩種結構。圖10－7a所示為整體式軸瓦（又稱軸套），軸瓦上開有油孔和油溝，以便把潤滑油匯入整個摩擦表面。剖分式軸瓦分為上軸瓦和下軸瓦（如圖10－7b），軸瓦兩端有凸肩用作軸向定位，並能承受一定的軸向力。
為改善軸瓦的摩擦效能及節省貴重的合金材料，常在軸瓦的內表面澆注或軋制一層減摩材料（如軸承合金），稱為軸承襯，其厚度在0.5~5mm範圍內（圖10－8）。通常情況下，軸承合金襯層愈薄，其疲勞強度愈高。
這種具有軸承襯的軸瓦結構又稱為雙金屬軸瓦。為綜合利用各種金屬材料的特性，還可在軸承襯表面再鍍上一層或多層薄薄的其它金屬材料（如銀、銦等），則稱之為三金屬軸瓦或多金屬軸瓦。這類軸瓦比起單金屬軸瓦，其減摩性、疲勞強度、跑合性和嵌藏性等方面都得到很大提高。
非金屬材料軸瓦多製成成裝配式，將非金屬構件鑲入金屬軸瓦內。木材或層狀塑料製造的軸瓦，要利用其橫斷面來作工作面（如圖10－9a），橡膠軸瓦應開設軸向油溝，以便冷卻和沖走汙物（如圖10－9b）。
為使潤滑油能順利流入軸瓦的整個工作表面中，軸瓦上要製出進油孔和油溝用以輸送潤滑油。對於寬徑比b/d較小的軸承，開設油孔即可。對於寬徑比較大，可靠性要求高的軸承，還應開設油溝。
常用的油溝形式如圖10－10所示。
設計時應注意，液體動壓滑動軸承的油孔和油溝均不應開設在軸瓦的承載區內，否則會明顯降低油膜的承載能力（如圖10－10所示）。
圖10－10 油溝對承載能力的影響
二、軸瓦材料
軸瓦和軸承襯的材料統稱軸瓦材料。
滑動軸承工作時，軸瓦（軸承襯）與軸頸構成摩擦副，即使是液體摩擦軸承，在啟動、停車、換向、載荷或轉速變化時，也可能出現摩擦表面的直接接觸。因此， 軸瓦的主要失效形式是磨損和膠合（燒瓦）。在變載荷作用下，也會出現疲勞點蝕。
所以， 對軸瓦材料的主要基本要求是： 有良好的減摩性、耐磨性、抗膠合性；良好的順應性、嵌入性和跑合性；良好的導熱性、熱穩定性；具有足夠的強度；對潤滑油有較強的吸附能力、耐腐蝕和便於加工等 。
常用的軸瓦材料分為金屬材料、粉末冶金材料和非金屬材料。
1 ．鑄鐵
灰鑄鐵和耐磨鑄鐵均可作軸承材料。灰鑄鐵中的游離石墨雖能起潤滑作用，但鑄鐵硬度高且脆，跑合性差。耐磨鑄鐵中石墨細小而分布均勻，耐磨性較好。
這類材料應用較少，僅適用於輕載、低速和不受衝擊的場合。
2．軸承合金（又稱巴氏合金或白合金）
它主要由錫、鉛、銻、銅等組成。分為錫基軸承合金（例如zsnsb10cu6合金中，含銻10%，含銅6%，錫83%）和鉛基軸承合金（例如zpbsb16sn16cu2合金中，含銻16%，錫16%，銅1.75%，其餘為鉛）兩類。
錫基軸承合金的摩擦係數小，抗膠合能力好，對油的吸附性強，耐腐蝕性好，易跑合，它適用於高速、過載的場合。鉛基軸承合金的效能較前者脆，不宜承受衝擊載荷，適用於中速、中載的場合。這兩類軸承合金的機械強度和熔點都較低，僅宜用於小於150℃的工況，且**貴，一般只用作軸承襯的材料。
軸承合金的彈性模量和彈性極限都很低，在所有軸承材料中，它的嵌入性及摩擦順應性最好，很容易與軸頸磨合。
3．銅合金
有錫青銅、鋁青銅和鉛青銅三種。青銅的疲勞強度優於軸承合金，耐磨性與減磨性較好，能在較高溫度下工作。但可塑性差，不易跑合，宜用於中速過載、中速中載及低速過載。
4．鋁合金
有低錫和高錫兩類。鋁合金強度高，耐磨性、耐腐蝕性和導熱性好，但要求軸頸有較高的硬度和較小的表面粗糙度，軸承的間隙也要稍大些。此類合金**較便宜，適用於中速中載、低速過載的場合。
例如用20高錫鋁基合金（含錫20%，銅1%，其餘為鋁）與鋼製成的雙金屬軸瓦，成本低，耐磨性好，且有較高的承載能力，已獲得廣泛應用。
5．粉末冶金
常用的有鐵－石墨和青銅－石墨兩種。它們是利用鐵或銅和石墨粉末混合，經壓型、燒結、浸油而製成的多孔隙整體軸套（又稱含油軸承）。其特點是組織疏鬆孔隙大（其孔隙約佔總容積的15%~35%），孔隙能吸收潤滑油。
工作時，貯存在孔隙中的油由於軸頸轉動的抽吸和熱膨脹作用（油的熱脹係數比金屬大），油可自動進入工作表面起潤滑作用；停車時，油又被吸回孔隙中。因此，這種軸承長期不加油仍能很好地工作。這種材料價廉、易於製造、耐磨性好，但韌性差，宜用於輕載、低速及加油不便的場合。
如排氣扇、紡織機械、洗衣機及一些複雜儀器裝置需經常加油但有困難的軸承。
軸瓦刮研培訓講義
一 滑動軸承簡介 一 滑動軸承的材質 軸承合金 通稱巴氏合金或白合金 常用的滑動軸承材料有軸承合金 又叫巴氏合金或白合金 耐磨鑄鐵 銅基和鋁基合金 粉末冶金材料 塑料 橡膠 硬木和碳 石墨，聚四氟乙烯 ptfe 改性聚甲醛 pom 等。軸承合金是錫 鉛 銻 銅的合金，它以錫或鉛作基本，其內含有銻錫 ...
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