[科普中国]-滑动轴承

主要特点

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（特氟龙、PTFE）、改性聚甲醛（POM）、等。

滑动轴承吸收和传递相对运动零件间的力，保持两零件的位置和定位精度。另外，还要将定向运动转换为旋转运动（如往复活塞式发动机）。1

组成结构滑动轴承工作时发生的是滑动摩擦；滑动摩擦力的大小主要取决于制造精度；而滑动轴承摩擦力的大小主要取决于轴承滑动面的材料。滑动轴承一般工作面均具有自润滑功能；滑动轴承按照材料分为非金属滑动轴承和金属滑动轴承。

非金属滑动轴承主要以塑料轴承为主，塑料轴承一般都是采用性能比较好的工程塑料制成；比较专业的厂家一般均具有工程塑料自润滑改性技术，通过纤维、特种润滑剂、玻璃珠等等对工程塑料进行自润滑增强改性使之达到一定的性能，然后再用改性塑料通过注塑加工成自润滑的塑料轴承。

金属滑动轴承在二十一世纪初使用最多的就是三层复合轴承，这种轴承一般都是以碳钢板为基板，通过烧结技术在钢板上先烧结一层球形铜粉，然后再在铜粉层上烧结一层约0.03mm的PTFE润滑剂；其中中间一层球形铜粉主要作用就是增强钢板与PTFE之间的结合强度，当然在工作时还起到一定的承载和润滑作用。

制造材料1） 金属材料，如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等

轴承合金：轴承合金又称白合金，主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好，故适用于重载、高速情况下，轴承合金的强度较小，价格较贵，使用时必须浇铸在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上，形成较薄的涂层。

2） 多孔质金属材料（粉末冶金材料）

多孔质金属材料：多孔质金属是一种粉末材料，它具有多孔组织，若将其浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，变成了含油轴承，具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小，只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。

3） 非金属材料

轴承塑料：常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等，塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性，可用油和水润滑，也有自润滑性能，但导热性差。

损伤及预防损伤滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦，导致表面发热、磨损甚而“咬死”，所以在设计轴承时，应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦，合适的润滑剂并采用合适的供应方法，改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。

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。

8、轴承磨损：由于轴的金属特性（硬度高，退让性差）等原因，易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等状况。

预防方法漆锈的预防：漆锈的特点是在一个密封式电机，一开始电机听起来不错，但在一段时间的仓库，电动机变得非常不正常的声音，除去轴承严重生锈。许多制造商将被视为前轴承的问题，主要的问题是，出的绝缘漆挥发酸在一定的温度，湿度金属的腐蚀与防护，腐蚀性物质的形成，渠道滑动轴承造成腐蚀损坏。
滑动轴承寿命是制造，组装，使用密切相关，必须使每一个环节，才能使国家运作的最好的轴承，从而延长轴承的使用寿命。
1、部分企业在生产涂装机轴承的过程中没有严格按清洗防锈规程和油封防锈包装的要求对加工过程中的涂装机轴承零件和装配后的涂装机轴承成品进行防锈处理。如套圈在周转过程中周转时间太长，外圈外圆接触有腐蚀性的液体或气体等。
2、部分企业在生产中使用的防锈润滑油、清洗煤油等产品的质量达不到工艺技术规定的要求。
3、由于涂装机轴承钢价格一降再降，从而造成涂装机轴承钢材质逐渐下滑。如钢材中非金属杂质含量偏高（钢材中硫含量的升高使材料自身抗锈蚀性能下降），金相组织偏差等。现生产企业所用的涂装机轴承钢来源较杂，钢材质量更是鱼龙混珠。
4、部分企业的环境条件较差，空气中有害物含量高，周转场地太小，难以进行有效的防锈处理。再加上天气炎热，生产工人违反防锈规程等现象也不乏存在。
5、一些企业的防锈纸、尼龙纸（袋）和塑料筒等涂装机滑动轴承包装材料不符合滚动涂装机轴承油封防锈包装的要求也是造成锈蚀的因素之一。
6、部分企业涂装机滑动轴承套圈的车削余量和磨削余量偏小，外圆上的氧化皮、脱碳层未能完全去除也是原因之一。

产品分类滑动轴承种类很多：

①按能承受载荷的方向可分为径向（向心）滑动轴承和推力（轴向）滑动轴承两类。

②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。

③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。

④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。

⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。

轴瓦分为剖分式和整体式结构。为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。

轴瓦或轴承衬是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨，因此轴瓦的主要失效形式是磨损。

轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关，选择轴瓦材料应综合考虑这些因素，以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。

制作方法国内针对滑动轴承磨损一般采用的是补焊、镶轴套、打麻点等方法，但当轴的材质为45号钢（调质处理）时，如果仅采用堆焊处理，则会产生焊接内应力，在重载荷或高速运转的情况下，可能在轴肩处出现裂纹乃至断裂的现象，如果采用去应力退火，则难于操作，且加工周期长，检修费用高；当轴的材质为HT200时，采用铸铁焊也不理想。一些维修技术较高的企业会采用电刷镀、激光焊、微弧焊甚至冷焊等，这些维修技术往往需要较高的要求及高昂的费用。

对于以上修复技术，在欧美日韩企业已不太常见，发达国家一般采用的是高分子复合材料技术和纳米技术，高分子技术可以现场操作，有效提升了维修效率，且降低了维修费用和维修强度。

注意问题滑动轴承是面接触的，所以接触面间要保持一定的油膜，因此设计时应注意以下这几个问题：

1、要使油膜能顺利地进入摩擦表面。

2、油应从非承载面区进入轴承。

3、不要使全环油槽开在轴承中部。

4、如油瓦，接缝处开油沟。

5、要使油环给油充分可靠。

6、加油孔不要被堵。

7、不要形成油不流动区。

8、防止出现切断油膜的锐边和棱角。

滑动轴承也可用润滑脂来润滑，在选择润滑脂时应考虑下列几点：

(1）轴承载荷大，转速低时，应选择锥入度小的润滑脂，反之要选择锥入度大的。高速轴承选用锥入度小些、机械安定性好的润滑脂。特别注意的是润滑脂的基础油的粘度要低一些。

(2）选择的润滑脂的滴点一般高于工作温度20-30℃，在高温连续运转的情况下，注意不要超过润滑脂的允许使用温度范围。

(3）滑动轴承在水淋或潮湿环境里工作时，应选择抗水性能好的钙基、铝基或锂基润滑脂。

(4）选用具有较好粘附性的润滑脂。

2、滑动轴承用润滑脂的选择：

载荷6.5MPa，轴颈圆周速度0.5m/s以下，最高工作温度75℃，选用3号钙基脂；

载荷6.5MPa，轴颈圆周速度0.5m/s以下，最高工作温度110℃，选用2号钙-钠基脂；

载荷1-6.5MPa，轴颈圆周速度1m/s以下，最高工作温度50-100℃，选用2号锂基脂；

载荷>5MPa 轴颈圆周速度0.5m/s，最高工作温度60℃，选用2号压延机脂；

在潮湿环境下，温度在75-120℃的条件下，应考虑用钙-钠基脂润滑脂。在潮湿环境下，工作温度在75℃以下，没有3号钙基脂，也可用铝基脂。工作温度在110-120℃时，可用锂基脂或钡基脂。集中润滑时，稠度要小些。

3、滑动轴承用润滑脂的润滑周期：

偶然工作，不重要零件：轴转速200r/min，润滑周期3天一次。

间断工作：轴转速200r/min，润滑周期1天一次。

连续工作，工作温度小于40℃：轴转速200r/min，润滑周期每班一次。

连续工作，工作温度40-100℃：轴转速200r/min，润滑周期每班二次。

既要使轴颈与滑动轴承均匀细密接触，又要有一定的配合间隙。

是指轴颈与滑动轴承的接触面所对的圆心角。接触角不可太大也不可太小。接触角太小会使滑动轴承压强增加，严重时会使滑动轴承产生较大的变形，加速磨损，缩短使用寿命；接触角太大，会影响油膜的形成，得不到良好的液体润滑。

试验研究表明，滑动轴承接触角的极限是120°。当滑动轴承磨损到这一接触角时，液体润滑就要破坏。因此再不影响滑动轴承受压条件的前提下，接触角愈小愈好。从摩擦力距的理论分析，当接触角为60°时，摩擦力矩最小，因此建议，对转速高于500r/min的滑动轴承，接触角采用60°，转速低于500r/min的滑动轴承，接触角可以采用90°，也可以采用60°。

轴颈与滑动轴承表面的实际接触情况，可用单位面积上的实际接触点数来表示。接触点愈多、愈细、愈均匀，表示滑动轴承刮研的愈好，反之，则表示滑动轴承刮研的不好。一般说来接触点愈细密愈多，刮研难度也愈大。生产中应根据滑动轴承的性能和工作条件来确定接触点，下表所列资料可供参考：

滑动轴承转速（r/min） 接触点

（每25×25毫米面积上的接触点数）

100以下 3~5

100~500 10~15

500~1000 15~20

1000~2000 20~25

2000以上 25以上

Ⅰ级和Ⅱ级精度的机械可采用上表数据，Ⅲ级精度的机械可按上表数据减半。

维护方法损坏类型损坏原因及处理方法

胶合轴承过热、载荷过大，操作不当或温度控制系统失灵

1、在运动中如发现轴承过热，应立即停车检查，最好使转子在低速下继续运转，或继续供油一段时间，直到轴瓦冷下来为止。不然，轴瓦上的巴氏合金由于胶合而粘在轴颈上，修起来麻烦。

2、防止润滑油不足或油中混入杂质，以及转子安装不对中。

3、胶合损坏较轻的轴瓦可以用刮研修理方法消除，继续使用。

疲劳破裂由于不平衡引起的振动、轴的挠曲与边缘载荷、过载等，引起轴承巴氏合金疲劳破裂。轴承检修安装质量不高

1、提高安装质量，减少轴承振动。

2、防止偏载和过载。

3、采用适宜的巴氏合金以及新的轴承结构。

4、严格控制轴承温升。

拉毛由于润滑油把大颗粒的污垢带入轴承间隙内，并嵌藏在轴承轴衬上，使轴承与轴颈（或止推盘）接触时，形成硬痂，在运转时会严重地刮伤轴的表面，拉毛轴承注意油路洁净，尤其是检修中，应注意将金属屑或污物清洗干净。

磨损及刮伤由于润滑油中混有杂质、异物及污垢。检修方法不妥，安装不对中。使用维护不当，质量控制不严。

1、清洗轴颈、油路、油过滤器，并更换洁净的符合质量要求的润滑油。

2、配上修刮后的轴瓦或新轴瓦。

3、如发现安装不对中，应及时找正。

4、注意检修质量。

穴蚀由于轴承结构不合理（轴承上开的油污不合理），轴的振动，油膜中形成蒸汽泡，蒸汽泡破裂，轴瓦局部表面产生真空，引起小块剥落产生穴蚀破坏1、增大供油压力。

2、改善轴瓦油沟、油槽形状，修饰沟槽的边缘或形状，以改进油膜流线的形状。

3、减少轴承间隙，减少轴心晃动。

4、换较适宜的轴瓦材料。

电蚀由于绝缘不好或接地不良，或产生静电，在轴颈与轴瓦之间形成一定的电压，穿透轴颈与轴瓦之间的油膜而产生电火花，把轴瓦打成麻坑1、检查机器的绝缘情况，特别要注意一些保护装置（如热电阻、热电偶等）的导线是否绝缘完好。

2、检查机器接地情况。

3、如果电蚀后损坏不太严重，可以刮研轴瓦。

4、检查轴颈，如果轴颈上产生电蚀麻坑、应打磨轴颈去除麻坑。2

国家标准1 GB/T14910-1994 滑动轴承厚壁多层轴承衬背技术要求

2 GB/T16748-1997 滑动轴承金属轴承材料的压缩试验

3 GB/T18323-2001 滑动轴承烧结轴套的尺寸和公差

4 GB/T18324-2001 滑动轴承铜合金轴套

5 GB/T18325.1-2001 滑动轴承流体动压润滑条件下试验机内和实际应用的滑动轴承疲劳强度

6 GB/T18326-2001 滑动轴承薄壁滑动轴承用金属多层材料

7 GB/T18327.1-2001 滑动轴承基本符号

8 GB/T18329.1-2001 滑动轴承多层金属滑动轴承结合强度的超声波无损检验

9 GB/T18327.2-2001 滑动轴承应用符号

10 GB/T18844-2002 滑动轴承损坏和外观变化的术语、特征及原因

11 GB/T21466.3-2008 稳态条件下流体动压径向滑动轴承圆形滑动轴承第3部分：许用的运行参数

12 GB/T21466.1-2008 稳态条件下流体动压径向滑动轴承圆柱滑动轴承第1部分：计算过程

13 GB/T21466.2-2008 稳态条件下流体动压径向滑动轴承圆形滑动轴承第2部分：计算过程中所用函数

14 GB/T7308-2008 滑动轴承有法兰或无法兰薄壁轴瓦公差、结构要素和检验方法

15 GB/T10447-2008 滑动轴承半圆止推垫圈要素和公差

16 GB/T10446-2008 滑动轴承整圆止推垫圈尺寸和公差

17 GB/T2889.1-2008滑动轴承术语、定义和分类第1部分：设计、轴承材料及其性能

18 GB/T23893-2009 滑动轴承用热塑性聚合物分类和标记

19 GB/T23895-2009 滑动轴承薄壁轴瓦质量保证缩小轴承间隙范围的选择装配

20 GB/T18325.3-2009 滑动轴承轴承疲劳第3部分：金属多层轴承材料平带试验

21 GB/T18325.2-2009 滑动轴承轴承疲劳第2部分：金属轴承材料圆柱形试样试验

22 GB/T23896-2009 滑动轴承薄壁轴瓦质量保证设计阶段的失效模式和效应分析（FMEA）

23 GB/T18325.4-2009 滑动轴承轴承疲劳第4部分：金属多层轴承材料轴瓦试验

24 GB/T23894-2009 滑动轴承铜合金镶嵌固体润滑轴承

25 GB/T23892.2-2009 滑动轴承稳态条件下流体动压可倾瓦块止推轴承第2部分：可倾瓦块止推轴承的计算函数

26 GB/T23892.1-2009 滑动轴承稳态条件下流体动压可倾瓦块止推轴承第1部分：可倾瓦块止推轴承的计算

27 GB/T23892.3-2009 滑动轴承稳态条件下流体动压可倾瓦块止推轴承第3部分：可倾瓦块止推轴承计算的许用值

28 GB/T23891.1-2009 滑动轴承稳态条件下流体动压瓦块止推轴承第1部分：瓦块止推轴承的计算

29 GB/T23891.2-2009 滑动轴承稳态条件下流体动压瓦块止推轴承第2部分：瓦块止推轴承的计算函数

30 GB/T23891.3-2009 滑动轴承稳态条件下流体动压瓦块止推轴承第3部分：瓦块止推轴承计算的许用值

31 GB/T2889.4-2011 滑动轴承术语、定义和分类第4部分：基本符号

32 GB/T27939-2011 滑动轴承几何和材料质量特性的质量控制技术和检验

33 GB/T12613.6-2011 滑动轴承卷制轴套第6部分：内径检验

34 GB/T27938-2011 滑动轴承止推垫圈失效损坏术语、外观特征及原因

35 GB/T12613.1-2011 滑动轴承卷制轴套第1部分: 尺寸

36 GB/T12613.2-2011 滑动轴承卷制轴套第2部分: 外径和内径的检测数据

37 GB/T12613.3-2011 滑动轴承卷制轴套第3部分：润滑油孔、油槽和油穴

38 GB/T12613.4-2011 滑动轴承卷制轴套第4部分：材料

39 GB/T12613.5-2011 滑动轴承卷制轴套第5部分：外径检验

40 GB/T12613.7-2011 滑动轴承卷制轴套第7部分：薄壁轴套壁厚测量

41 GB/T2688-2012 滑动轴承粉末冶金轴承技术条件

42 GB/T28278.1-2012 滑动轴承稳态条件下不带回油槽流体静压径向滑动轴承第1部分：不带回油槽油润滑径向滑动轴承的计算

43 GB/T28279.1-2012 滑动轴承稳态条件下带回油槽流体静压径向滑动轴承第1部分：带回油槽油润滑径向滑动轴承的计算

44 GB/T28279.2-2012 滑动轴承稳态条件下带回油槽流体静压径向滑动轴承第2部分：带回油槽油润滑径向滑动轴承计算的特性值

45 GB/T28278.2-2012 滑动轴承稳态条件下不带回油槽流体静压径向滑动轴承第2部分：不带回油槽油润滑径向滑动轴承计算的特性值

46 GB/T28280-2012 滑动轴承质量特性机器能力及过程能力的计算

47 GB/T28281-2012 滑动轴承质量特性统计过程控制(SPC)

48 GB/T10445-1989 滑动轴承整体轴套的轴径

49 GB/T12948-1991 滑动轴承双金属结合强度破坏性试验方法

50 GB/T12949-1991 滑动轴承覆有减摩塑料层的双金属轴套

3