轴承介绍及其种类介绍轴承是用来支承轴或轴上回转零件的部件。根据工作时磨擦性质的不同，轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。滚动轴承一般由专门的轴承厂家制造，广泛应用于各种机器中。但对要求不高或有特殊要求的场合，如高速、重载、冲击较大及需要剖分结构等，使用更多的则是滑动轴承。所以我们应了解两类轴承的特点，掌握以下几方面的内容：1.合理选择滑动轴承的材料，确定其参数及结构；2.合理选择滚动轴承的类型并定出轴承的型号；3.确定轴承的安装、调整、润滑和密封等。滑动轴承概述工作时轴承和轴颈的支承面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承，称为滑动轴承（图12-1a）。滑动轴承工作表面的摩擦状态有非液体摩擦和液体摩擦之分。图12-1b、图12-1c是轴承摩擦表面的局部放大图，如图12-1b所示，摩擦表面不能被润滑油完全隔开的轴承称为非液体摩擦滑动轴承。这种轴承的摩擦表面容易磨损，但结构简单，制造精度要求较低，用于一般转速，载荷不大或精度要求不高的场合轴承。摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩擦滑动轴承，如图12-1c所示。这种轴承与轴表面不直接接触，因此避免了磨损。液体摩擦滑动轴承制造成本高，多用于高速、精度要求较高或低速、重载的场合。滑动轴承原理图b非液体摩擦状态液体摩擦状态图12-1滑动轴承的摩擦状态根据轴承所能承受的载荷方向不同，滑动轴承可分为向心滑动轴承和推力滑动轴承。向心滑动轴承用于承受径向载荷；推力滑动轴承用于承受轴向载荷。滑动轴承的结构1．整体式滑动轴承是在机体上、箱体上或整体的轴承座上直接镗出轴承孔，并在孔内镶入轴套，如图12-2所示，安装时用螺栓联接在机架上。这种轴承结构形式较多，大都已标准化。它的优点是结构简单、成本低；缺点是轴颈只能从端部装入，安装和维修不便，而且轴承磨损后不能调整间隙，只能更换轴套，所以只能用在轻载、低速及间歇性工作的机器上。图12-2整体式向心滑动轴承2．剖分式滑动轴承（对开式滑动轴承）如图12-3所示，它由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦等组成。在轴承座和轴承盖的剖分面上制有阶梯形的定位止口，便于安装时对心。还可在剖分面间放置调整垫片，以便安装或磨损时调整轴承间隙。轴承剖分面最好与载荷方向近于垂直。一般剖分面是水平的或倾斜45角，以适应不同径向载荷方向的要求。这种轴承装拆方便，又能调整间隙，克服了整体式轴承的缺点，得到了广泛的应用。图12-3剖分式滑动轴承3．调心式滑动轴承当轴颈较宽（宽径比B/d＞1.5）、变形较大或不能保证两轴孔轴线重合时，将引起两端轴套严重磨损，这时就应采用调心式滑动轴承。如图12-4所示，就是利用球面支承，自动调整轴套的位置，以适应轴的偏斜。图12-4调心式滑动轴承4．推力滑动轴承推力滑动轴承用于承受轴向载荷。常见的推力轴颈形状如图12-5所示。实心端面轴颈由于工作时轴心与边缘磨损不均匀，以致轴心部分压强极高，所以很少采用。空心端面轴颈和环状轴颈工作情况较好。载荷较大时，可采用多环轴颈。图12-5推力滑动轴承二、轴瓦的结构和滑动轴承的材料1．轴瓦的结构常用的轴瓦有整体式和剖分式两种结构。整体式轴承采用整体式轴瓦，整体式轴瓦又称为轴套，如图12-6a所示。剖分式轴承采用剖分式轴瓦，如图12-6b所示。剖分式轴瓦图12-6轴瓦的结构轴瓦可以由一种材料制成，也可以在高强度材料的轴瓦基体上浇注一层或两层轴承合金作为轴承衬，称为双金属轴瓦或三金属轴瓦。为了使轴承衬与轴瓦基体结合牢固，可在轴瓦基体内表面或侧面制出沟槽，如图12-7所示。图12-7瓦背内壁沟槽为了使润滑油能均匀流到轴瓦的整个工作表面上，轴瓦上要开出油孔和油沟，一般油孔和油沟应开在非承载区，以保证承载区油膜的连续性。图12-8所示为几种常见的油沟形式。图12-8油沟形式(非承载区)2．轴承的材料轴承材料是指与轴颈直接接触的轴瓦或轴承衬的材料。对其材料的主要要求是：（1）具有足够的抗压、抗疲劳和抗冲击能力。（2）具有良好的减摩性、耐磨性和磨合性，抗粘着磨损和磨粒磨损性能较好。（3）具有良好的顺应性和嵌藏性，具有补偿对中误差和其他几何误差及容纳硬屑粒的能力。（4）具有良好的工艺性、导热性及抗腐蚀性能等。但是，任何一种材料不可能同时具备上述性能，因而设计时应根据具体工作条件，按主要性能来选择轴承材料。常用的轴瓦或轴承衬的材料及其性能见表12-1。表12-1常用的金属轴瓦材料及性能轴承材料最大许用值最高工作温度oC最小轴颈硬度HBS性能比较[pv]MPa耐蚀性疲劳强度轴承合金ZSnSb11Cu6ZSnSb8Cu4平稳载荷150150用于高速、重载下工作的重要轴承，变载荷下易疲劳，价贵。258020冲击载荷206015轴承合金ZPbSb16Sn16Cu50用于中速、中等载荷的轴承，不宜受显著的冲击载荷。可作为锡锑轴承合金的代用品ZPbSb15Sn5Cu3ZCuSn10P00用于中速、重载及受变载荷的轴承ZCuSn5Pb5Zn515用于中速、中等载荷的轴承ZCuAl10Fe用于润滑充分的低速、重载轴承除了上述几种金属材料外，还可采用其它金属材料及非金属材料，如黄铜、铸铁、塑料、橡胶及粉末冶金等作为轴瓦材料。三、非液体摩擦滑动轴承的设计计算1．径向滑动轴承设计轴承时，通常已知轴颈的直径d、转速n及轴承径向载荷Fr。因此，轴承的设计是根据这些条件，选择类型、轴瓦材料、确定轴承宽度B，并进行校核计算。对于非标准轴承还需进行结构设计。对于非液体润滑轴承，常取宽度B=（0.8~1.5）d；如选用标准滑动轴承座，则宽度B值可由有关标准或手册中查到。由于滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合，故设计时应进行相应的校核计算。（1）验算平均压强p为防止轴颈与轴瓦间的润滑油被挤出而发生过度磨损，应限制压强p。径向滑动轴承的承载情况如图12-9所示。图12-9径向滑动轴承的计算图(12-1)式中：Fr为轴承所受的径向载荷（N）；B为轴承宽度（mm）；d为轴颈的直径（mm）；〔p〕为许用压强（MPa），由表12-1查取。（2）验算pv值为了防止轴承因温度升高过热而发生胶合，应限制轴承单位面积上的摩擦功率fpv值。由于摩擦系数f可认为是定值，于是限制pv值，即可限制温升。(12-2)式中：n为轴的转速（r/min）；〔pv〕为pv的许用值（MPam/s），见表12-1。（3）验算轴颈的圆周速度v当压强p较小时，虽然用式12-1、12-2验算p和pv值均合格，但由于轴产生弯曲或不同心，轴承的局部区域，可能产生相当高的压力，当速度v过高时，局部的pv值可能超过其许用值，轴承会加速磨损，因而还要求(12-3)式中：〔v〕为轴颈的许用圆周速度（m/s），见表12-1。2．推力滑动轴承的计算推力滑动轴承的计算与径向轴承的计算相似，当轴承的结构型式及基本尺寸确定后，要对其p和pv值进行验算。推力滑动轴承的承载情况如图12-10所示。图12-10推力轴承的计算图（1）校核压强p(12-4)式中：Fa为轴向载荷（N）；〔p〕为许用压强（MPa），见表12-2。 （2）校核pv值 (12-5) 式中：vm为轴颈的平均圆周速度， （m/s）；dm为轴颈的平均直径， （mm）；n为轴的转速（r/min）；〔pv〕为pv的许用值（MPam/s）见表12-2。 表12-2推力轴承的〔p〕和〔pv〕值 轴材料 未淬火钢 淬火钢 轴瓦材料 铸铁 青铜 轴承合金 青铜 轴承合金 〔p〕/MPa 2~2.5 〔pv〕/MPam/s1~2.5 、滑动轴承的润滑润滑对减少滑动轴承的摩擦和磨损以及保证轴承正常工作具有重要意义。因此，设计和使用轴承时，必须合理地采取措施，对轴承进行润滑。 润滑剂（1）润滑油 润滑油是使用最广的润滑剂，其中以矿物油应用最广。润滑油的主要性能指标是粘度。通常它随温度的升高而降低。我国润滑油产品牌号是按运动粘度（单位为mm2/s，记为cSt，读作厘斯）的中间值划分的。例如L—AN46全损耗系统用油（机械油），即表示在40时运动粘度的中间值为46cSt，（40时的运动粘度记为ν40）。除粘度之外，润滑油的性能指标还有凝点、闪点等。滑动轴承常用的润滑油牌号及选用可参考表12-3。 表12-3滑动轴承常用润滑油牌号选择 轴颈圆周速度v（m/s） p＜3MPa工作温度(10~60) p=3~7.5MPa工作温度(10~60) 重载 p＞7.5~30MPa 工作温度(20~80) 运动粘度ν40 (cSt) 适用油牌号 运动粘度ν40 (cSt) 适用油牌号 运动粘度ν40(cSt) 适用油牌号 0.3~1.0 45~75 L-AN46，L-AN68 100~125 L-AN100 90~350 L-AN100，L-AN150 L-AN200，L-AN320 1.0~2.5 40~75 L-AN32，L-AN46， L-AN68 65~90 L-AN68 L-AN100 2.5~5.0 40~55 L-AN32，L-AN46 5.0~9.0 15~45 L-AN15，L -AN22，L-AN32，L-AN46 5~23L-AN7，L-AN10, L-AN15，L-AN22 （2）润滑脂 润滑脂是由润滑油添加各种稠化剂和稳定剂稠化而成的膏状润滑剂。润滑脂主要应用在速度较低（轴颈圆周速度小于1~2m/s）、载荷较大、不经常加油、使用要求不高的场合。具体选用见表12-4。