轴瓦结构要素的作用与要求
4.定位唇
◆
目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动,保证装配时位置的正 确性。
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轴瓦结构要素的作用与要求
5.油孔及油槽
◆ ◆
目的：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。 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。 由于油孔、油槽会破坏工作表面及油膜压力的连续性，故开设油槽、油孔须遵
φ 120 ～ φ 170 （ φ 113 ～ φ 163 ） 0.75（0.5） φ 170 ～ φ 260 （ φ 163 ～ φ 252 ） 1.00（0.5） 平瓦 φ 260 ～ φ 320 （ φ 252 ～ φ 310 ） 1.50（1.0） φ 320 ～ φ 450 （ φ 310 ～ φ 434 ） 2.00（1.0） φ450～φ800 φ800～φ1200 2.00（1.0） 2.00（1.0）
轴瓦结构要素的作用与要求 bearing structure
function and strict 滑动轴承常见失效形式 结构设计应注意问题
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思考题
滑动轴承简介
滑动轴承（Sliding bearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴 承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分
v [v ]
3）发热指标PV： 为保证轴承工作表面的摩擦发热量与轴瓦散热能力相 平衡，轴承平均比压，与线速度V之间必须满足如下条 件：
F dn Fn pv [ pv ] Bd 60 1000 19100 B
▶ 有油槽，载荷能力约为 2（L/2）3＝L3/4 ▶ 无油槽，载荷能力约为L3
木
材
应用于多粉尘条件下工作的轴承
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轴承材料
三、目前公司常用材料: 1.铝基合金：AlSn20Cu、AlSn12Si2.5Pb1.7、A20、AlSn6CuNi等。 缺点：锡其合金的疲劳强度较低，轻载荷下使用。 优点：锡基合金的材料抗咬合性能特别好，而且易于和钢背材料粘结，拥有较好 的耐蚀性、顺应性、嵌藏性、相容性及亲油性。 2.铜基合金：CuPb20Sn4、CuPb24Sn4、CuPb24Sn、AC21等 缺点：1）材料的硬度较高，因此，顺应性、嵌藏性较差。 2）合金中的铅易受润滑油中酸性物质的腐蚀，耐蚀性较差。 3）价格较贵。 优点：1）疲劳强度高，承载能力。 2）抗压能力、耐高温能力强。 3.工作表面镀层材料：PbSn10Cu2、PbSnCuIn、SnCu、PVD等 。 1）改善铜合金层材料表面的抗咬合性、嵌藏性、顺应性和抗蚀能力。 2）基本要求：电镀前必须先镀Ni，厚度通常为0.001～0.003mm。
目录


滑动轴承简介 Slide bearing introduction
滑动轴承的主要类型 Various kinds of slide
bearing 运动特点 motion
轴瓦的形式和结构 bearing form and structure


轴承材料 bearing material
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轴瓦的形式和结构
径向滑动轴承的典型结构2
整体式 按构造 分 类 对开式
需从轴端安装和拆卸，可修复性差。 可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。 节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高 。 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。 强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。 轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。 铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。
滑动轴承主要在以下场合使用：
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。
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轴承材料
二、种类 轴承合金 铜 合 金 金属材料 滑 动 轴 承 材 料 也称巴氏合金或白合金 青铜、锡青铜、铅青铜、铝青铜 黄铜
铝基轴承合金
铸 铁
铝锡合金
灰铸铁、耐磨铸铁
多孔质金属材料 多孔质铁、多孔质青铜 工程塑料 非金属材料 碳一石墨 橡 胶 酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等 电机电刷常用材料 可用水作润滑剂
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轴瓦结构要素的作用与要求
1.直径与宽度 为了保证轴承正常工作，需对轴承合金层材料如下计算： 1）比压P B—轴承宽度，mm（根据宽径比B/d确定） F p [ p ] [p]—轴瓦材料的许用压力，MPa。 dB 2）工作表面线速度V ▶ 轴瓦宽应为有效宽 : 轴颈工作表面线速度不得超过轴承合金层材料的极限 全宽-(内倒角*2) 线速度，即： ▶ 内倒角/外倒角: 去除毛刺 （米/秒）[v]—材料的许用滑动速度
5）油孔、油槽一定只能开设在轴瓦低负荷部位。
6）油孔及油槽的边缘必须去尽锐边、毛刺、尖角，并应尽量形成圆滑过渡结构。 Engine Oil input
Shaft
Shaft
▶ 把大量的油传达到主轴下瓦。 ▶ 提供给轴瓦内面润滑油
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Bearing Housing
开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具
有一定的吸振能力。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件 称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上电镀的减摩材 料层称为轴承衬（减磨层）。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。 滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润 滑油困难的运转部位。
守如下原则： 1）保证润滑油及时到达工作表面， 而不至于中途分枝流失。
2）非特殊情况下，力求避免开设整
圈环形油槽。
通过壳体 向曲轴和轴瓦内面提供润滑油的通路。
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轴瓦结构要素的作用与要求
5.油孔及油槽(续) 3）连杆轴瓦上片和主轴瓦下片由于负荷较重，尽量避免开设油孔及油槽。 4）开设油孔、油槽的部位应与整个油道设计良好配合，防止油道中润滑油发生压 力波动，这种波动是轴瓦产生气（穴）蚀的根源之一。
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轴瓦结构要素的作用与要求
2.厚度 1）壁厚包括钢背厚度及合金层、Ni栅层及表面镀层厚度之和，即总厚度。 2）合金厚度：合金层厚度越大，轴承耐疲劳性能越差，通常产品的合金厚度设定 在0.2~0.5mm之间。 3）轴瓦两对口处壁厚削薄 由于轴瓦以很大过盈量 装配于轴承座中， 瓦口附近在压紧 后产生径向内缩的
▶ 中央壁厚：决定油膜厚度 ▶ 一次减薄厚度：因壳体变形，防止因轴 颈与轴瓦的 发生接触 ▶ 对口减薄厚度: 防止因轴颈变形引起轴 与轴瓦发生接触
趋势，为避免对口
平面附近合金层发生 早期磨损和咬轴现象， 所采取的有效措施。
Cap Shift
Bearing
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轴瓦结构要素的作用与要求
轴瓦结构要素示意图
Notch 定位唇 Steel Surface 钢背层 Alloy Surface 合金层 Groove 油槽 Inside Champer 内倒角 Hole Inner Champer 油孔内倒角 Hole 油孔 Crush Height 半径高 Outside Champer 外倒角
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轴承材料
一、基本要求 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。
φ26～φ80（φ23～φ76）
φ80～φ110（φ76～φ105） 止推轴瓦 φ 110 ～ φ 170 （ φ 105 ～ φ 163 ） φ 170 ～ φ 320 （ φ 163 ～ φ 310 ） φ320以上
0.1
0.1 0.1 0.3 0.5
0.3
0.4 0.5 0.7 1.0
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◆
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。
▶ 让轴瓦能够粘贴在壳体上，即使有负荷也不会产生轴瓦移动/动摇的情况。
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滑动轴承常见失效形式
滑动轴承常见失效形式有： 1.瓦面腐蚀：光谱分析发现有色金属元素浓度异常；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。 汽车用滑动轴承故障原因的平均比率