滑动轴承（滑动摩擦下工作的轴承）

滑动轴承

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。

中文名	滑动轴承
外文名	sliding bearing
优点	工作平稳、可靠、无噪声

概述

滑动轴承，是用来支撑轴并承受轴上载荷的零件，一般是由耐磨材料制成。金属复合滑动轴承，其结构有单一金属的，两层以上复合多层金属的轴承，具有：结构简单，体积小；制造方便、成本低；噪音低、运转平稳；承载力大；能适应各种不同的工作介质和环境条件，它在与人民的生活、生产和科研工作有着密切关系的各种运动机构中应用极为普遍，因而复合滑动轴承的应用范围和数量巨大。

滑动轴承

滑动轴承

滑动轴承特点和性能

滑动轴承运行平稳、可靠、噪声低或无噪声。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，还可以很大程度上减小摩损，油膜具有一定的吸振能力，但起动运行时的摩擦阻力较大。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。

滑动轴承材料常用的有巴氏合金（轴承合金或白合金）、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。

摩擦系数

是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力（载荷）之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。

耐磨性：摩擦系统中轴承材料的抗磨性能，通常以厚度或重量的损失量来表示（一般说来，硬的轴与软的轴套相配，轴套会先磨损）

摩擦温度

当轴与轴套发生运动时会产生摩擦，摩擦产生热量，热量会使轴与轴套温度上升，会使轴与轴套之间的配合间隙减小，同时摩擦热会使轴与轴套表面分子活性增强，使轴与轴套发生粘合，最终导致咬轴，使系统无法运转。

顺应性

轴承材料靠表层的弹塑性变形来补偿滑动表面初始配合不良的性能（软的有弹性产品的顺应性好，如SF-1顺应性大于 JDB ）

磨合性

在规定的轴材料与特定润滑油条件下，经初期磨合后，保证稳定的摩擦系数，不发生咬合的性能（磨合期短的产品磨合性好）（摩擦磨损曲线）

嵌入性

轴承材料允许硬质颗粒嵌入，而减轻刮伤或磨粒磨损的性能（软材料的嵌入性比硬材料好，JF700 的嵌入性比JF800好）轴与轴套在运转过程中的状态

在有油润滑的条件下，一般轴与轴套在运转时会至少处于三个状态。

干摩擦

物件间或试样间不加任何润滑剂时的摩擦。

边界润滑

由液体润滑过渡到干摩擦（摩擦副表面直接接触）过程之前的临界状态。

流体动力润滑

两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助于相对速度而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，称为流体动力润滑。

滑动轴承结构

1) 整体式滑动轴承：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦（可在内表面镶嵌金属或非金属的轴承衬）

整体式　剖分式滑动轴承

2) 剖分式滑动轴承：厚壁用铸造方法制造，将轴承合金用离心铸造法浇铸在其表面，轴瓦内表面制出各种形式的孔位、沟槽；薄壁用板材轧制的方法制造，轴瓦刚性小，受力后形状取决于轴承座的形状，轴瓦与轴承座需精密加工。

滑动轴承分类

滑动轴承工作时发生的是滑动摩擦；滚动摩擦力的大小主要取决于制造精度；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；分类方法也有很多种方式：

1) 根据所承受载荷的方向、滑动轴承可分为径向轴承、推力轴承两大类。

2) 根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和剖分式两类。

3) 根据颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承

4) 根据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

5) 根据材料滑动轴承为非金属滑动轴承和金属滑动轴承。例如青铜轴承、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。

6) 根据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。

7) 其它分类方法，比如按生产工艺分类等等。

滑动轴承材料

滑动轴承按照材料分为非金属滑动轴承和金属滑动轴承。

非金属材料

非金属滑动轴承

常用的非金属轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯、石墨等，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。非金属滑动轴承专业的厂家一般均具有自润滑改性技术，对非金属材料进行自润滑增强改性使之达到一定的性能，然后再加工成自润滑的轴承。

金属材料

金属滑动轴承

常用金属材料如钢、轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金、复合材料、镶嵌材料等

具有耐磨型好、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。金属滑动轴承的材料目前使用最多的就是三层复合式材料和镶嵌式材料（铜基石墨镶嵌、钢基石墨镶嵌、合金镶嵌滑动轴承等等）。

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或POM润滑材料；其中中间一层球形铜粉主要作用就是增强钢板与润滑材料之间的结合强度，当然在工作时还起到一定的承载和润滑作用。

多孔质金属材料（粉末冶金材料）

粉末冶金滑动轴承

多孔质金属材料：多孔质金属是一种粉末材料，例如粉末冶金含油轴承（铜基和铁基等），用金属粉末压铸烧结而成，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，由于多孔材料和润滑油的热膨胀系数不同，故工作时油从孔隙中被挤入摩擦面，停止工作时油又随温度下降被吸回孔隙，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。

滑动轴承制作方法

滑动轴承的制作方法可以从两个方面简要说明，首先是滑动轴承的材料，主要有铸造、压铸、烧结、轧制、镶嵌、复合工艺等工艺；滑动轴承产品的制造主要通过冲压、卷制加工、机械加工（车、铣、刨、磨）、电镀等表面处理工艺。不同的滑动轴承产品会有不同的生产工艺路线，即使是同产品，不同生产厂家的工艺过程也不完全一样。专业的厂家通常能更好的确保产品品质，主要表现在产品精度好，材料正宗，搞磨损性能好，寿命长等优点。

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，为了使滑动轴承获得良好的润滑，轴瓦或轴颈上需开设油孔及油沟，油孔用于供应润滑油，油沟用于输送和分布润滑油。其位置和形状对轴承的承载能力和寿命影响很大。通常，油孔应设置在油膜压力最小的地方；油沟应开在轴承不受力或油膜压力较小的区域，要求既便于供油又不降低轴承的承载能力。

滑动轴承注意问题

滑动轴承是面接触的，所以接触面要保持一定的油膜，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) 加油孔不要被堵。

5) 不要形成油不流动区。防止出现切断油膜的锐边和棱角。

6) 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。

7) 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。

8) 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。

9) 选用具有较好粘附性的润滑脂。

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。

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°。

滑动轴承主要故障

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，选择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；铁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。

滑动轴承维护方法

1) 防止偏载和过载，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。

2) 防止润滑油不足或油中混入杂质，粉尘侵入以及转子安装不对中。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

3) 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，选用适当的安装间隙，减少轴心晃动。

4) 增大供油压力

5) 换较适宜的轴瓦材料

6) 检查轴和轴瓦，如果电蚀后损坏不太严重或麻坑、拉毛等情节较轻者，可以刮研轴瓦

滑动轴承相关国家标准

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

滑动轴承　石墨镶嵌铜套

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

滑动轴承　石墨钢套

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

 

参考资料

1.滑动轴承概述·机电之家

2.一种使用寿命长的改良型滑动轴承的制作方法·X技术