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钳工首席：龚志伟2013.11典型零部件的维修静压滑动轴承内容提要•第一章：滑动轴承的介绍•第二章：静压滑动轴承的介绍•第三章：静压滑动轴承的常见故障•第四章：静压滑动轴承的维修第一章：滑动轴承的介绍•滑动轴承的基本概念•滑动轴承的特点、类型和典型结构•轴瓦的材料和轴瓦结构•一、滑动轴承的概念基本概念•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。但起动摩擦阻力较大。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浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。常用的滑动轴承材料有轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯（PTFE）等。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。二、滑动轴承的特点、类型和典型结构1.径向滑动轴承常用的径向滑动轴承的结构形式可分为整体式(如图12-4(a))和剖分式(如图12-4(b))。轴承座的材料常用铸铁制造，受力很大时可用铸钢件，用螺栓固定在机架上。整体式滑动轴承构造简单，常用于低速、载荷较小的间歇工作机器上，而且轴只能从轴的端部装入。剖分式滑动轴承的轴瓦一般是对开式，当它的轴瓦磨损后可以通过适当地调整垫片或对其剖分面进行刮削、研磨来调整轴与孔的间隙，应用较广。组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。螺纹孔联接螺栓轴承盖榫口轴承座剖分轴瓦剖分式向心滑动轴承薄壁轴瓦轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。进油孔油沟F厚壁轴瓦整体轴套卷制轴套整体轴套卷制轴套整体式轴承座轴承整体式向心滑动轴承螺栓轴承盖轴承座油杯座孔螺母套管上轴瓦下轴瓦对开式轴承(剖分轴套)特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。设计：潘存云设计：潘存云轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。45˚油沟形式宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.5~1非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.8~1.5Bd设计：潘存云作用：用来承受轴向载荷2、推力滑动轴承结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为6~12。---倾角固定，顶部预留平台，类型固定式可倾式用来承受停车后的载荷。---倾角随载荷、转速自行调整，性能好。FF巴氏合金绕此边线自行倾斜设计：潘存云F3.图12-5普通止推滑动轴承的结构4.调心式滑动轴承当轴承宽度B与轴颈直径d之比B／d＞1.5时，轴的变形可能会使轴瓦端部和轴颈出现边缘接触，导致轴承过早被损坏。为防止这种情况发生，可将轴瓦与轴承座配合表面做成球面，使其自动适应轴或机架工作时的变形造成轴颈与轴瓦不同轴的情况，避免出现边缘接触。这种轴承称为调心轴承，如图12-6所示。图12-6轴颈边缘接触与调心式滑动轴承5.可调间隙式轴承图12-7间隙可调式滑动轴承轴承6、静压滑动轴承静压轴承是利用静压润滑原理润滑的滑动轴承。通过外部压力油把主轴支承起来，在任何转速下（包括起动和停车）轴颈和轴承均有一层油膜分离摩擦表面，与轴的转数和油的粘度无关，摩擦副处于流体润滑状态，不发生金属接触。因此有极低的摩擦，其摩擦系数为0．0003～0．001。即使使用低粘度液体、水和液压介质等也能承受载荷的变化7、动压滑动轴承动压滑动轴承是滑动轴承中应用最广泛的一类，包括液体（油与非油润滑介质）与气体动压润滑两种类型。油润滑动压轴承，包括有单油楔（整体式）、双油楔、多油楔（整体或可倾瓦式）、阶梯面等多种类型，润滑特点各有不同。一般要求在回转时产生动压效应，主轴与轴承的间隔较小（高精度机床要求达到1～3μm），有较高的刚度，温升较低等。三、轴瓦的材料和轴瓦结构1根据轴瓦失效形式及工作时轴瓦不损伤轴颈的原则，轴瓦材料应满足下列要求：①良好的减摩性、耐磨性和磨合性；②足够的强度；③良好的顺应性和嵌藏性；④耐腐蚀性；⑤良好的导热性；⑥良好的工艺性。其中顺应性是指轴瓦材料补偿对中误差和其他几何误差的能力。嵌藏性是指轴瓦材料容纳污物和外来微粒，防止刮伤和磨损的能力。轴承衬1）.（1）轴承合金(巴氏合金、白合金)：它是锡、铅、锑、铜的合金，又分为锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。它们各以较软的锡或铅作基体，悬浮以锑锡和铜锡的硬晶粒，常用作轴承衬。优点：f小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。缺点：价格贵、机械强度较差；只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上工作温度：t120℃由于巴式合金熔点低(2)铜合金：铜合金是传统的轴瓦材料，品种很多，可分为青铜和黄铜两类。青铜的性能仅次于轴承合金的轴瓦材料，应用较多。黄铜为铜锌合金，减摩性不及青铜，但易于铸造及机加工。可作为低速、中载下青铜的代用品。优点：青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性都优于轴承合金。工作温度高达250℃。（3）铝合金：这种轴瓦材料强度高，耐腐蚀，导热性良好，但顺应性、嵌藏性、磨合性较差，要求轴颈表面硬度高、粗糙度低以及配合间隙较大。它一般作为轴承衬材料。（4)铸铁：有普通灰铸铁、耐磨铸铁或球墨铸铁，所含石墨具有润滑作用。耐磨铸铁表面经磷化处理可形成一多孔性薄层，有利于提高耐磨性。缺点：可塑性差、不易跑合、与之相配的轴径必须淬硬。青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上。2.粉末冶金材料粉末冶金材料是由铜、铁、石墨等粉末经压制，烧结而成的多孔隙(约占总体积的10％～35％)轴瓦材料。常用的粉末冶金材料有多孔铁、多孔青铜、多孔铝等。3.非金属材料非金属材料主要有塑料、石墨、陶瓷、木材和橡胶等。塑料轴承的塑性、跑合性、耐腐蚀性、耐磨性好，具有一定的自润滑作用；但其导热性差，所以要注意冷却，可用于不宜使用润滑油的机器中。橡胶轴承是用硬化橡胶制成，由于橡胶弹性大，所以可用于有振动的机器，也用于水润滑且有灰尘或泥沙的场合。。常用金属轴瓦材料的性能常用金属轴瓦材料的性能4、选择轴承的配合滑动轴承的常用配合及其应用•1、静压滑动轴承的概念•是借助液压系统强制地把压力油送入轴与轴承的配合间隙中，利用液体的静压力支承载荷的一种滑动轴承•这种轴承处在纯液体摩擦状态下工作，它的承载能力取决于轴承的结构尺寸及供油系统的能量，而与轴的转速、油的粘度关系不大，即使轴在静止或转速极低的状态下，也具有很大的承载能力，这是静压滑动轴承与动压滑动轴承的本质区别第二章：静压滑动轴承的介绍•2、静压滑动轴承的优缺点液体动静压轴承精度高、刚度大、寿命长、吸振抗震性能好，具体还有：1、起动和正常运转时的功耗均很小；2、轴心位置稳定，具有良好的抗振性能；3、旋转精度高，而且能长期保持精度，4、适用速度范围宽，能在极低的速度下工作。但静压滑动轴承需要一套可靠的供油系统，使用压力油源成本高，节流器的结构降低了滑动轴承的可靠性和抗过载能力。3、静压滑动轴承的应用主要用于精密加工机械及高速、高精度设备的主轴。而且静压轴承适应的工况范围极广，从载荷以克计的精密仪器到载荷达数千吨的重型设备都有采用静压轴承的总的说起来，静压轴承的各种性能要优于动压轴承，但动压轴承的成本略低4、静压滑动轴承的工作原理静压滑动轴承的结构：一般是由供油系统、节流器、和轴承三部分组成如图所示：压力为PS的压力油经过四个节流器分别为PR1、PR2、PR3、PR4流入轴承的四个油腔，油腔中的油又经过两端的间隙h0流入油池•当轴没有受到载荷时，如果四个节流器阻力相同，则四个油腔的压力也相同，即PR1=PR2=PR3=PR4,主轴轴颈被浮在轴承中心。•当轴受到载荷W时，轴颈中心要向下产生一定的位移，此时油腔1的回油间隙H0增大，回油阻力减小，使油腔压力PR1降低，反之，油腔3的回油间隙减小，回油阻力增大，使油膜压力pr3升高。只要使油腔1、3油压变化而产生的压力PR3-PR1=W/S,轴颈便能处于新的位置，其中S为每个油腔的有效承载面积。•由此可知，为了平衡载荷W，轴颈需要向下偏移一段距离（偏心距）。静压滑动轴承的刚度：载荷变化（∆W）与轴颈偏心距变化（∆l）的比值∆W/∆l，通常称为静压滑动轴承的刚度。对于精密的机械设备常要求其静压滑动轴承具有足够的刚度。节流器：系统油腔压力的变化，是通过回油阻力的改变实现的，而节流器的阻力时不变的，这种节流器称为固定节流器。分为：毛细管节流器和小孔节流器可变节流器如果要进一步提高静压滑动轴承的刚度和旋转精度，可采用可变节流器当轴受到载荷W作用时，轴颈向下偏移，使上下油腔的回油间隙改变，产生压力差PR3-PR1,此压力差除了能平衡载荷外，同时还使节流器中的油膜变形。第三章：静压滑动轴承的修理静压轴承具有承载能力大摩擦阻力小旋转精度高，精度保持性好等优点，目前广泛的应用。在磨床重型机床上液体静压轴承是由外界供油，经过过滤并具有一定的压力的油液在轴承油腔上形成油膜，使其产生一定的承载能力，进入油腔的油液应先经过节流。常用的节流形式有可变节流（双薄膜节流滑阀节流）和固定节流（小孔节流，主细管节流）两大类。静压轴承虽属纯液体摩擦，但主轴轴颈仍会由于油液中极微细的机械杂质的冲击产生极细的环形细流纹，一般可以通过精密磨床及研磨至Ra=0.16～0.04μm。静压轴承一般不会磨损，如上述主轴精磨或研磨时的磨削量控制在0.02～0.03mm以内则轴承可以不必更换（在主轴与轴承的配合间隙增大后应该注意油泵的流量是否还能适应）1、如果主轴与轴承的间隙过大时则需更换轴承换新轴承时应注意以下几点：（1）新轴承在装配之前应仔细测量轴承主轴的配合（应尚有0.02～0.03mm的研磨余量）以及轴承与箱体孔的配合（轴承外径D100mm，一般的过盈量是0.003～0.007mm；100mm轴承外径D200mm时，应在过盈0.003mm与间隙0.003mm之间，轴承200mm时应保持0.003～0.007mm的间隙）为避免装后在拆在轴承外圈上拉出线纹引起各油腔短路影响油腔的承载能力，轴承装入是最好经冷缩后再装入。（2）为了防止主轴在运转中自径向回油槽中将空气吸入引起油腔压力波动，应注意轴承径向回油槽的深度（3）为了提高前后两端轴承孔内的圆轴度，在两只轴承装好后以研磨棒一起研磨到配合间隙要求（4）应注意箱体内油垢脱落。（5）零件的毛刺一定要清除干净，以免刮伤主轴及轴承各管路都要仔细清除干净，清洗是应严禁使用棉纱。2、静压滑动轴承的装配与调整2.1、装配要求保证零件间的配合尺寸是很重要的。2.1.1、轴承外径与座孔径的配合应有过盈梁，如果过盈太小或有间隙，将使外径上的油槽互通，引起轴承承载能力降低，甚至不能启动工作2.1.2、轴承内径与轴颈的配合间隙对轴承刚度影响也很大，在配磨（研）轴承时，应保证达到间隙要求。2.1.3要保证轴向间隙，通常可采用配磨调整垫片达到工艺要求。调整垫片的平行度对推力轴承的间隙影响很大，必须保证其两面平行，间隙太小，可能会造成金属直接摩擦而损坏轴承。2.2.1、装配前，零件的毛刺应去除并应冲洗干净。零件、主轴箱内部及管路系统都要冲洗干净，不应有残留的金属屑、棉纱等杂物。装配时工具也要清洗干净。装配完后，要先用煤油输入轴承及管路中冲洗一段时间，将残存的杂质脏物冲出；2.2.2、管路不能有漏气的现象，系统内也不许有空气，否则会一起压力波动；2.2.3、主轴运转时，要先用手试转主轴，如感觉太紧，则要排除故障再试运转。2.2、装配与调整的要点2.2.4、主轴试运转时，要检查进油压力与油腔压力之比是否正常，液压油的粘度应按照说明书规定严格掌握，否则会引起温升或下降。2.2.5使用的压力表应加以校