第十二章 滑动轴承
12.1 概述
?轴颈
?轴瓦
滑动轴承的基本结构
一、滑动轴承的分类
? 按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦
状态，滑动轴承可分为,
液体摩擦轴承
非液体摩擦轴承
液体动压润滑轴承
液体静压润滑轴承
? 按滑动轴承承受载荷的方向可分为,
径向滑动轴承
推力滑动轴承
二、滑动轴承的特点和应用
? 非液体摩擦滑动轴承：
结构简单，使用方便，但损耗较大。
? 液体摩擦轴承的特点有（与滚动轴承比）：
（ 1）在高速重载下能正常工作，寿命长；
（ 2）精度高，液体摩擦轴承磨损小（如葛洲坝电
站推力轴承最近拆卸后发现表面刀痕还在）；
（ 3）滑动轴承可做成剖分式的，能满足特殊
结构的需要；
（ 4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，
可以吸收振动，缓和冲击；
（ 5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小（摩擦发
生在轴瓦和轴颈表面之间，而滚动轴承的摩擦
发生在套圈和滚动体之间）；
（ 6）但起动过程不易形成油膜，摩擦阻力较大。
?适宜使用在剖分结构（如发动机连杆与曲轴之间）、
特高速、特低速、特重载、无法润滑等场所
12.2 滑动轴承的结构形式
一、径向滑动轴承
1.整体式径向滑动轴承
? 轴颈 +轴瓦 +轴承座
? 结构简单；但磨损
后间隙过大时无法
调整 ;轴颈只能从轴
承端部安装和拆卸
2.剖分式径向滑动轴承（剖分位置十分重要）
剖分式径向滑动轴承装拆方便,还可以通过增减剖分
面上的调整垫片的厚度来调整间隙 。
垂直载荷用 倾斜载荷用
二、推力滑动轴承
由轴承座和推力轴颈组成
d0=(0.4~0.6)d d=d1+2S S=(0.1~0.3)d1
d0=1.1d1 S1=(2~3)S
12.3 轴瓦的材料和结构
? 滑动轴承材料指的是轴瓦材料
? 滑动轴承的失效形式主要是轴瓦的胶合和磨损
一、对轴瓦材料的要求
（ 1）有足够的疲劳强度，保证足够的疲劳寿命；
（ 2）有足够的抗压强度，防止产生塑性变形；
（ 3）有良好的减摩性和耐磨性，提高效率、减小磨损；
（ 4）具有较好的抗胶合性，防止粘着磨损；
（ 5）对润滑油要有较好的吸附能力，易形成边界膜；
（ 6）有较好的适应性和嵌藏性，容纳固体颗粒、避免划伤；
（ 7）良好的导热性，散热好、防止烧瓦；
（ 8）经济性、加工工艺性好。
二、常用的轴瓦材料及其性质
? 轴瓦材料可分为三类,金属材料、粉末冶金材料和非金属材料
金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁
（ 1）轴承合金,轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金，如 ZChSnSb10-6,ZChSnSb8-4
铅基轴承合金，如 ZChPbSb16-16-2,ZChPbSb15-15-3
这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性
但轴承合金强度不高，价格很贵。
在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层轴承合金，这层轴承
合金称轴承衬，钢或铜制成的轴瓦基体称瓦背。
（ 2）青铜
抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高
铸锡磷青铜：减摩、抗磨好，强度高，用于重载。
铅青铜：抗疲劳、导热、高温时铅起润滑作用。
铝青铜：抗冲击强、抗胶合差。
（ 3）黄铜,滑动速度不高，综合性能不如轴承合金、青铜。
（ 4）铝合金,强度高、导热好、价格便宜，抗胶合差、耐磨差。
（ 5）铸铁,价格便宜，低速、轻载。
（ 6）粉末冶金材料,含油轴承，铁 -石墨、青铜 -石墨
（ 7）轴承塑料,摩擦系数小，耐冲击，导热性差。
三、轴瓦结构
单金属轴瓦,结构简单，成本低
双金属轴瓦,节省贵重金属
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
瓦背
材料
轴承衬
材料
应用场合 轴承衬厚度 沟槽形状
轴承合
金或
铅青铜
用于高速重载
有冲击的轴承
0, 0 1sd?
钢
或
铸
铁 轴承
合金
用于振动及冲击
载荷下的轴承
0, 0 1sd?
铸
铁
轴承
合金
用于平稳载荷下
工作的轴承
0, 0 1sd?
青
铜
轴承
合金
用于高速重载的
重要轴承
0, 0 1sd?
整体式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合
为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔
剖分式轴瓦
为了向摩擦表面输送
和分布润滑剂，在轴
瓦内面开有油沟
整
体
式
剖
分
式
轴瓦上的油沟
油沟位置对承载能力的影响
液体摩擦轴承的油沟
应开在非承载区，周
向油沟应靠近轴承的
两端。
油室,对某些载荷较大的轴承,在轴瓦内开有油室
轴瓦的应用
弹塑瓦滑动轴承应用
弹塑瓦推力轴承
弹塑瓦滑动轴承应用
弹塑瓦导轴承
弹塑瓦滑动轴承应用
弹塑瓦径向轴承
12.4 非液体摩擦轴承的计算
?主要失效形式,胶合和磨损；
?润滑状态,混合摩擦；
?轴承的温升,限制单位面积上的摩擦功 fpv；
?轴承计算的目的,保持边界膜不被破坏。
一、非液体摩擦径向滑动轴承的计算
1,验算压强 p
压强 p过大可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜,应保证
压强不超过允许值 [p],即
MPa
2.验算 值pv
pv 值大表明摩擦功大,温升大,边界膜易破坏,其限制条件为,
MPa·m/s
3.验算速度
对于跨度较大的轴 m/s
?
? ?pLdFp r ??
? ?pvLnFLd dnFpv rr ????? 1 0 0 0601 0 0 060 ??
? ?vdnv ??? 1 0 0 060 ?
二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1.验算压强 p
MPa
2.验算 pvm值
? ?
? ?p
kddZ
F
p a ?
?
?
?
4
2
0
2?
MPa?m?s-1? ?
mm pvpv ?
三、非液体摩擦径向滑动轴承的配合
12.8 润滑剂与润滑装置
一、滑动轴承用润滑剂的选择
1.液体摩擦轴承用润滑油的选择
(1)重载有冲击时的选择较高的粘度 ;
(2)高速、轻载时选择较低的粘度
2.非液体摩擦轴承用润滑剂的选择
非液体摩擦轴承有的用润滑油,有的用润滑脂。这要用系数 K来
估计
3K p v??
当 时可选用润滑脂来润滑,时则需用润滑油润滑2K ? 2K ?
连续润滑：
比较重要的轴承应当采用连续润滑方式
油芯式油杯油环润滑
滴油润滑油环润滑 浸油润滑
飞溅润滑 压力循环润滑
二、润滑方式及润滑装置
1、油润滑
注油器
针阀式油杯
间歇润滑
对于小型、低
速或间歇运动
的机器可采用
间歇式润滑。
2、脂润滑
采用间歇式润滑，
旋盖式油杯
12.5 液体动压形成原理及基本方程
液体摩擦轴承分为,
流体动压轴承
流体静压轴承
径向轴承
推力轴承
轴颈和轴承两相
对运动表面间完
全被一层油膜所
分开
一、流体动压润滑形成原理
1.基本假设
(1)两板间流体作层流运动；
(2)两板间流体是牛顿流体，其
粘度只随温度的变化而改变,忽
略压力对粘度的影响，而且流
体是不可压缩的；
(3)与两板 M,N相接触的流体层与板间无滑动出现；
（ 4）流体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去；
（ 5）由于间隙很小，压力 p沿 y方向大小不变；
（ 6）平板沿 Z方向无限长，所以流体沿 Z方向无流动。
2.流体动压力的形成及承载原理
从层流运动的油膜中取一微单元体进行分析,可得
2
2
d p d
d x d y
???
此式说明压力沿 x方
向的变化率与速度
梯度沿 y方向的变化
率成正比。
dp d
dx dy
???
将 d
dy
????? 代入
得
流体动压力的形成和压力油膜承载原理
靠运动表面带动粘性流体以足够的速度流经收敛形间隙时,
流体内所产生压力叫流体动压力
间隙内具有动压力的油层称为流体动压油膜
3.形成流体动压的条件
形成流体动压的必要条件,
(1)流体必须流经收敛间隙,而
且间隙倾角越大则产生的油
膜压力越大；
(2)流体必须有足够的速度；
(3)流体必须是粘性流体。
二、流体动压基本方程
2
2
d p d
d x d y
??? 变形并积分
0
36
hhdp
dx h??
???
此式称为一维流体动压基本方程，也叫一维雷诺方程
将
得
12.6 液体动压径向滑动轴承的计算
一、径向滑动轴承的工作过程
二、径向滑动轴承的几何参数及其基本方程的形式
径向滑动轴承的几何参数如下
,D d m m? ? ? ——直径间隙
,C R r m m?? ——半径间隙
R r m m,——分别为轴承孔和轴颈的半径，
L m m——轴承长度，
/Ld ——轴承长径比
/Cr? ? ——相对间隙
'e O O m m? ——偏心距，
/eC? ? ——相对偏心距（偏心率）
h m m——沿圆周方向任一位置的间隙（油膜厚度），
0h m m——对应最大压力处的油膜厚度,
m i nh m m——最小油膜厚度，
h=C+ecosφ
hmin=C-e=C(1- )
h0=C+ecosφ0
?
0
0 36
d p h hh h d x V
d x h?
???将,, 代入,整理得
? ?
? ?
0
32
c o s c o s16
1 c o s
dp V
dr
? ? ??
?? ??
??
?
此式即为动压径向滑动轴
承的基本方程，
也就是压力沿圆周方向的
变化率。
（ 12-8）
dx rd??
h=C+ecosφ h0=C+ecosφ0 /eC? ? ——相对偏心距（偏心率）
? ?
? ?1
0
32
c os c os6
1 c os
Vpd
r
?
? ?
? ? ?? ?
? ??
???
???
? ?
? ? ? ?
2
11
0
32
c o s c o s6
c o s
1 c o sya
VP d d??
??
? ? ??
? ? ? ? ?
? ??
?? ??
? ? ? ? ????? ??
??????
压力沿圆周方向曲线方程
微小面积上油膜力的垂直分量
单位长度上油膜力的垂直分量之和
三、径向滑动轴承的承载系数和最小油膜厚度计算
油膜压力分布
微小面积
影响最小油膜厚度的因素很多，可以用一个表示这些因素综
合影响的无量纲数 —— 承载量系数来反映
? ?? ??????? ??? ay rdpP c o s.1..
沿垂直方向的总油膜力
? ?
? ? ? ?
2
11
0
32
c o s c o s6 c o s
1 c o s aL
VLP d d k??
??
? ? ?? ? ? ? ? ?
? ??
?? ??
? ? ? ? ????? ??
??????
Lk ——端泄系数，考虑端泄使油膜压力降低的系数
2rF
VLFC?
?
???
? ?
? ?
? ?2
11
0
3
c o s c o s
6 c o s
1 c o sFL
C k d d
??
???
? ? ?
? ? ? ? ? ?
??
????
? ? ? ????? ??
?????
（ 12-10）
由式（ 12-10）可得 22
rr
F
FFC
L V V
??
????
FC 叫作轴承的承载量系数
（ 12-11）
轴承稳定工作时,外载荷
rF
和总油膜力和垂直分量 P相平衡,即
? ?
? ?
? ?
2
11
0
32
c o s c o s
6 c o s
1 c o s
r a L
VLP F d d k??
??
? ? ??
? ? ? ? ? ?
? ??
? ??????? ??
? ? ? ? ??????? ??
???? ?? ??
最小油膜厚度必须满足,
1 m??——轴瓦表面的不平度，
2 m——轴颈表面的不平度，
m i n[]hm ?——保证液体摩擦的最小油膜厚度许用值，
K ——考虑表面几何形状误差、轴的弯曲变形
2K ?和安装误差的可靠性系数，通常取
设计时,根据长径比 L/d′用式 (12-11)计算,然后由滑动轴承
图查得 ε再由下式计算得 。
FC
minh
m i n ( 1 ) ( 1 )h C r? ? ?? ? ? ?
FC ??
? ?m i nm i n hh ?
? ? ? ?21m i n ?? ?? Kh
四、滑动轴承的热平衡计算
在热平衡状态，对于非压力供油的径向滑动轴承有
? ? ? ?00r i s if F V c Q t t K A t t?? ? ? ? ?
? ——润滑油的密度
c ——润滑油的比热
sK ——轴承体的散热系数
A ——轴承体散热面积
0t ——润滑油的出口温度
it ——润滑油的入口温度
Q—— 润滑油的流量
,Ks在 50~140之间选取
0,it t t? ? ?令 由上式可得
f
ss
Q
f
p
Cp
Q K K
c c C
V dL V V
?
??
??
? ? ?
?
?
??
??
t=
?
fC
f ?
式中,—— 轴承的摩擦特性系数
V d L
QC
Q ??
—— 轴承的流量系数
Cf,CQ是无量纲参数，是相对偏心距 ε和长径比 L/d的函数
? m由温升 t 和平均温度t 可得
2m
ttt ???
0
oC
2im
ttt ??? oC
一般取 tm=50 t0=60~70 ti=30~40oC oCoC
五、耗油量和摩擦功率
（ 1）耗油量 3,/
QQ C L d V m s?? ? ? ? ?
（ 2）摩擦功率
frP f F V? ? ?
W
六、滑动轴承主要参数和选择
在液体摩擦滑动轴承设计中已知条件通常是：
作用在轴颈上的径向载荷,轴颈直径 和轴的转数,
以及轴承的工作条件等。
轴承的设计计算就是选择合适的参数，使轴承的最小油膜
厚度（ ）满足式（ 12-12），使温升（ ）在规定的范
围
rF d n
minh
t?
1.轴承长颈比 L/d的选择
2.相对间隙 ψ=C/r和轴承配合的选择
选择 ψ的经验公式为
? ? 3 0, 2 5= 0, 6 ~ 1, 0 1 0 V? ??
按最大间隙计算最小油膜厚度
按最小间隙进行热平衡计算
L/d大时：轴瓦压强变小、最小油膜厚度增加、承载能力变大
油流量变小、温升高，边缘易接触。
Ψ对最小油膜厚度、摩擦功、
流量、平均温度均有影响。
3.润滑油的选择及粘度的确定
4.最小油膜厚度许用值的确定
粘度高：油膜厚度大、承载能力大，易发热。
载荷大：选高粘度油
由表面不平度来确定
速度高：选低粘度油
七、滑动轴承摩擦特性曲线
润滑油的内摩擦力与轴承的摩擦特性系数 有关。pV /?
1、液体摩擦状态
速度与载荷的变化引起粘
度与摩擦系数的变化，使
轴承处于某一平衡状态
2、混合摩擦状态
当载荷增大时，进入部
分膜状态
3、边界摩擦状态
当速度变小时，边界膜
润滑
21 ?? ??R
12.7 多油楔动压轴承简介
一、多油楔滑动轴承
当轴承具有一个压力区时称单油楔轴承
椭圆轴承
摆动瓦多油楔轴承
三油楔轴承
二、多油楔推力轴承
根据瓦块固定与否，分为 固定瓦 和 摆动瓦推力轴承
12.1 概述
?轴颈
?轴瓦
滑动轴承的基本结构
一、滑动轴承的分类
? 按滑动轴承工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦
状态，滑动轴承可分为,
液体摩擦轴承
非液体摩擦轴承
液体动压润滑轴承
液体静压润滑轴承
? 按滑动轴承承受载荷的方向可分为,
径向滑动轴承
推力滑动轴承
二、滑动轴承的特点和应用
? 非液体摩擦滑动轴承：
结构简单，使用方便，但损耗较大。
? 液体摩擦轴承的特点有（与滚动轴承比）：
（ 1）在高速重载下能正常工作，寿命长；
（ 2）精度高，液体摩擦轴承磨损小（如葛洲坝电
站推力轴承最近拆卸后发现表面刀痕还在）；
（ 3）滑动轴承可做成剖分式的，能满足特殊
结构的需要；
（ 4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，
可以吸收振动，缓和冲击；
（ 5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小（摩擦发
生在轴瓦和轴颈表面之间，而滚动轴承的摩擦
发生在套圈和滚动体之间）；
（ 6）但起动过程不易形成油膜，摩擦阻力较大。
?适宜使用在剖分结构（如发动机连杆与曲轴之间）、
特高速、特低速、特重载、无法润滑等场所
12.2 滑动轴承的结构形式
一、径向滑动轴承
1.整体式径向滑动轴承
? 轴颈 +轴瓦 +轴承座
? 结构简单；但磨损
后间隙过大时无法
调整 ;轴颈只能从轴
承端部安装和拆卸
2.剖分式径向滑动轴承（剖分位置十分重要）
剖分式径向滑动轴承装拆方便,还可以通过增减剖分
面上的调整垫片的厚度来调整间隙 。
垂直载荷用 倾斜载荷用
二、推力滑动轴承
由轴承座和推力轴颈组成
d0=(0.4~0.6)d d=d1+2S S=(0.1~0.3)d1
d0=1.1d1 S1=(2~3)S
12.3 轴瓦的材料和结构
? 滑动轴承材料指的是轴瓦材料
? 滑动轴承的失效形式主要是轴瓦的胶合和磨损
一、对轴瓦材料的要求
（ 1）有足够的疲劳强度，保证足够的疲劳寿命；
（ 2）有足够的抗压强度，防止产生塑性变形；
（ 3）有良好的减摩性和耐磨性，提高效率、减小磨损；
（ 4）具有较好的抗胶合性，防止粘着磨损；
（ 5）对润滑油要有较好的吸附能力，易形成边界膜；
（ 6）有较好的适应性和嵌藏性，容纳固体颗粒、避免划伤；
（ 7）良好的导热性，散热好、防止烧瓦；
（ 8）经济性、加工工艺性好。
二、常用的轴瓦材料及其性质
? 轴瓦材料可分为三类,金属材料、粉末冶金材料和非金属材料
金属材料包括轴承合金、青铜、黄铜、铝合金和铸铁
（ 1）轴承合金,轴承合金又称白金或巴氏合金
锡基轴承合金，如 ZChSnSb10-6,ZChSnSb8-4
铅基轴承合金，如 ZChPbSb16-16-2,ZChPbSb15-15-3
这两种轴承合金都有较好的跑合性、耐磨性和抗胶合性
但轴承合金强度不高，价格很贵。
在钢或铜制成的轴瓦内表面上浇注一层轴承合金，这层轴承
合金称轴承衬，钢或铜制成的轴瓦基体称瓦背。
（ 2）青铜
抗胶合能力仅次于轴承合金，强度较高
铸锡磷青铜：减摩、抗磨好，强度高，用于重载。
铅青铜：抗疲劳、导热、高温时铅起润滑作用。
铝青铜：抗冲击强、抗胶合差。
（ 3）黄铜,滑动速度不高，综合性能不如轴承合金、青铜。
（ 4）铝合金,强度高、导热好、价格便宜，抗胶合差、耐磨差。
（ 5）铸铁,价格便宜，低速、轻载。
（ 6）粉末冶金材料,含油轴承，铁 -石墨、青铜 -石墨
（ 7）轴承塑料,摩擦系数小，耐冲击，导热性差。
三、轴瓦结构
单金属轴瓦,结构简单，成本低
双金属轴瓦,节省贵重金属
双金属轴瓦的瓦背和轴承衬的联接形式见下表
瓦背
材料
轴承衬
材料
应用场合 轴承衬厚度 沟槽形状
轴承合
金或
铅青铜
用于高速重载
有冲击的轴承
0, 0 1sd?
钢
或
铸
铁 轴承
合金
用于振动及冲击
载荷下的轴承
0, 0 1sd?
铸
铁
轴承
合金
用于平稳载荷下
工作的轴承
0, 0 1sd?
青
铜
轴承
合金
用于高速重载的
重要轴承
0, 0 1sd?
整体式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合
为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔
剖分式轴瓦
为了向摩擦表面输送
和分布润滑剂，在轴
瓦内面开有油沟
整
体
式
剖
分
式
轴瓦上的油沟
油沟位置对承载能力的影响
液体摩擦轴承的油沟
应开在非承载区，周
向油沟应靠近轴承的
两端。
油室,对某些载荷较大的轴承,在轴瓦内开有油室
轴瓦的应用
弹塑瓦滑动轴承应用
弹塑瓦推力轴承
弹塑瓦滑动轴承应用
弹塑瓦导轴承
弹塑瓦滑动轴承应用
弹塑瓦径向轴承
12.4 非液体摩擦轴承的计算
?主要失效形式,胶合和磨损；
?润滑状态,混合摩擦；
?轴承的温升,限制单位面积上的摩擦功 fpv；
?轴承计算的目的,保持边界膜不被破坏。
一、非液体摩擦径向滑动轴承的计算
1,验算压强 p
压强 p过大可能使轴瓦产生塑性变形破坏边界膜,应保证
压强不超过允许值 [p],即
MPa
2.验算 值pv
pv 值大表明摩擦功大,温升大,边界膜易破坏,其限制条件为,
MPa·m/s
3.验算速度
对于跨度较大的轴 m/s
?
? ?pLdFp r ??
? ?pvLnFLd dnFpv rr ????? 1 0 0 0601 0 0 060 ??
? ?vdnv ??? 1 0 0 060 ?
二、非液体摩擦推力滑动轴承的计算
1.验算压强 p
MPa
2.验算 pvm值
? ?
? ?p
kddZ
F
p a ?
?
?
?
4
2
0
2?
MPa?m?s-1? ?
mm pvpv ?
三、非液体摩擦径向滑动轴承的配合
12.8 润滑剂与润滑装置
一、滑动轴承用润滑剂的选择
1.液体摩擦轴承用润滑油的选择
(1)重载有冲击时的选择较高的粘度 ;
(2)高速、轻载时选择较低的粘度
2.非液体摩擦轴承用润滑剂的选择
非液体摩擦轴承有的用润滑油,有的用润滑脂。这要用系数 K来
估计
3K p v??
当 时可选用润滑脂来润滑,时则需用润滑油润滑2K ? 2K ?
连续润滑：
比较重要的轴承应当采用连续润滑方式
油芯式油杯油环润滑
滴油润滑油环润滑 浸油润滑
飞溅润滑 压力循环润滑
二、润滑方式及润滑装置
1、油润滑
注油器
针阀式油杯
间歇润滑
对于小型、低
速或间歇运动
的机器可采用
间歇式润滑。
2、脂润滑
采用间歇式润滑，
旋盖式油杯
12.5 液体动压形成原理及基本方程
液体摩擦轴承分为,
流体动压轴承
流体静压轴承
径向轴承
推力轴承
轴颈和轴承两相
对运动表面间完
全被一层油膜所
分开
一、流体动压润滑形成原理
1.基本假设
(1)两板间流体作层流运动；
(2)两板间流体是牛顿流体，其
粘度只随温度的变化而改变,忽
略压力对粘度的影响，而且流
体是不可压缩的；
(3)与两板 M,N相接触的流体层与板间无滑动出现；
（ 4）流体的重力和流动过程中产生的惯性力可以略去；
（ 5）由于间隙很小，压力 p沿 y方向大小不变；
（ 6）平板沿 Z方向无限长，所以流体沿 Z方向无流动。
2.流体动压力的形成及承载原理
从层流运动的油膜中取一微单元体进行分析,可得
2
2
d p d
d x d y
???
此式说明压力沿 x方
向的变化率与速度
梯度沿 y方向的变化
率成正比。
dp d
dx dy
???
将 d
dy
????? 代入
得
流体动压力的形成和压力油膜承载原理
靠运动表面带动粘性流体以足够的速度流经收敛形间隙时,
流体内所产生压力叫流体动压力
间隙内具有动压力的油层称为流体动压油膜
3.形成流体动压的条件
形成流体动压的必要条件,
(1)流体必须流经收敛间隙,而
且间隙倾角越大则产生的油
膜压力越大；
(2)流体必须有足够的速度；
(3)流体必须是粘性流体。
二、流体动压基本方程
2
2
d p d
d x d y
??? 变形并积分
0
36
hhdp
dx h??
???
此式称为一维流体动压基本方程，也叫一维雷诺方程
将
得
12.6 液体动压径向滑动轴承的计算
一、径向滑动轴承的工作过程
二、径向滑动轴承的几何参数及其基本方程的形式
径向滑动轴承的几何参数如下
,D d m m? ? ? ——直径间隙
,C R r m m?? ——半径间隙
R r m m,——分别为轴承孔和轴颈的半径，
L m m——轴承长度，
/Ld ——轴承长径比
/Cr? ? ——相对间隙
'e O O m m? ——偏心距，
/eC? ? ——相对偏心距（偏心率）
h m m——沿圆周方向任一位置的间隙（油膜厚度），
0h m m——对应最大压力处的油膜厚度,
m i nh m m——最小油膜厚度，
h=C+ecosφ
hmin=C-e=C(1- )
h0=C+ecosφ0
?
0
0 36
d p h hh h d x V
d x h?
???将,, 代入,整理得
? ?
? ?
0
32
c o s c o s16
1 c o s
dp V
dr
? ? ??
?? ??
??
?
此式即为动压径向滑动轴
承的基本方程，
也就是压力沿圆周方向的
变化率。
（ 12-8）
dx rd??
h=C+ecosφ h0=C+ecosφ0 /eC? ? ——相对偏心距（偏心率）
? ?
? ?1
0
32
c os c os6
1 c os
Vpd
r
?
? ?
? ? ?? ?
? ??
???
???
? ?
? ? ? ?
2
11
0
32
c o s c o s6
c o s
1 c o sya
VP d d??
??
? ? ??
? ? ? ? ?
? ??
?? ??
? ? ? ? ????? ??
??????
压力沿圆周方向曲线方程
微小面积上油膜力的垂直分量
单位长度上油膜力的垂直分量之和
三、径向滑动轴承的承载系数和最小油膜厚度计算
油膜压力分布
微小面积
影响最小油膜厚度的因素很多，可以用一个表示这些因素综
合影响的无量纲数 —— 承载量系数来反映
? ?? ??????? ??? ay rdpP c o s.1..
沿垂直方向的总油膜力
? ?
? ? ? ?
2
11
0
32
c o s c o s6 c o s
1 c o s aL
VLP d d k??
??
? ? ?? ? ? ? ? ?
? ??
?? ??
? ? ? ? ????? ??
??????
Lk ——端泄系数，考虑端泄使油膜压力降低的系数
2rF
VLFC?
?
???
? ?
? ?
? ?2
11
0
3
c o s c o s
6 c o s
1 c o sFL
C k d d
??
???
? ? ?
? ? ? ? ? ?
??
????
? ? ? ????? ??
?????
（ 12-10）
由式（ 12-10）可得 22
rr
F
FFC
L V V
??
????
FC 叫作轴承的承载量系数
（ 12-11）
轴承稳定工作时,外载荷
rF
和总油膜力和垂直分量 P相平衡,即
? ?
? ?
? ?
2
11
0
32
c o s c o s
6 c o s
1 c o s
r a L
VLP F d d k??
??
? ? ??
? ? ? ? ? ?
? ??
? ??????? ??
? ? ? ? ??????? ??
???? ?? ??
最小油膜厚度必须满足,
1 m??——轴瓦表面的不平度，
2 m——轴颈表面的不平度，
m i n[]hm ?——保证液体摩擦的最小油膜厚度许用值，
K ——考虑表面几何形状误差、轴的弯曲变形
2K ?和安装误差的可靠性系数，通常取
设计时,根据长径比 L/d′用式 (12-11)计算,然后由滑动轴承
图查得 ε再由下式计算得 。
FC
minh
m i n ( 1 ) ( 1 )h C r? ? ?? ? ? ?
FC ??
? ?m i nm i n hh ?
? ? ? ?21m i n ?? ?? Kh
四、滑动轴承的热平衡计算
在热平衡状态，对于非压力供油的径向滑动轴承有
? ? ? ?00r i s if F V c Q t t K A t t?? ? ? ? ?
? ——润滑油的密度
c ——润滑油的比热
sK ——轴承体的散热系数
A ——轴承体散热面积
0t ——润滑油的出口温度
it ——润滑油的入口温度
Q—— 润滑油的流量
,Ks在 50~140之间选取
0,it t t? ? ?令 由上式可得
f
ss
Q
f
p
Cp
Q K K
c c C
V dL V V
?
??
??
? ? ?
?
?
??
??
t=
?
fC
f ?
式中,—— 轴承的摩擦特性系数
V d L
QC
Q ??
—— 轴承的流量系数
Cf,CQ是无量纲参数，是相对偏心距 ε和长径比 L/d的函数
? m由温升 t 和平均温度t 可得
2m
ttt ???
0
oC
2im
ttt ??? oC
一般取 tm=50 t0=60~70 ti=30~40oC oCoC
五、耗油量和摩擦功率
（ 1）耗油量 3,/
QQ C L d V m s?? ? ? ? ?
（ 2）摩擦功率
frP f F V? ? ?
W
六、滑动轴承主要参数和选择
在液体摩擦滑动轴承设计中已知条件通常是：
作用在轴颈上的径向载荷,轴颈直径 和轴的转数,
以及轴承的工作条件等。
轴承的设计计算就是选择合适的参数，使轴承的最小油膜
厚度（ ）满足式（ 12-12），使温升（ ）在规定的范
围
rF d n
minh
t?
1.轴承长颈比 L/d的选择
2.相对间隙 ψ=C/r和轴承配合的选择
选择 ψ的经验公式为
? ? 3 0, 2 5= 0, 6 ~ 1, 0 1 0 V? ??
按最大间隙计算最小油膜厚度
按最小间隙进行热平衡计算
L/d大时：轴瓦压强变小、最小油膜厚度增加、承载能力变大
油流量变小、温升高，边缘易接触。
Ψ对最小油膜厚度、摩擦功、
流量、平均温度均有影响。
3.润滑油的选择及粘度的确定
4.最小油膜厚度许用值的确定
粘度高：油膜厚度大、承载能力大，易发热。
载荷大：选高粘度油
由表面不平度来确定
速度高：选低粘度油
七、滑动轴承摩擦特性曲线
润滑油的内摩擦力与轴承的摩擦特性系数 有关。pV /?
1、液体摩擦状态
速度与载荷的变化引起粘
度与摩擦系数的变化，使
轴承处于某一平衡状态
2、混合摩擦状态
当载荷增大时，进入部
分膜状态
3、边界摩擦状态
当速度变小时，边界膜
润滑
21 ?? ??R
12.7 多油楔动压轴承简介
一、多油楔滑动轴承
当轴承具有一个压力区时称单油楔轴承
椭圆轴承
摆动瓦多油楔轴承
三油楔轴承
二、多油楔推力轴承
根据瓦块固定与否，分为 固定瓦 和 摆动瓦推力轴承
