如果您曾拆解过泵、电动机或重型工业设备,几乎可以肯定见到过一种 滑动轴承 ——即使当时您并不知道它的专业名称。

它是工程领域最早应用的轴承技术之一,但至今仍广泛用于各类场景,从汽车曲轴到风力发电机偏航驱动装置,几乎每天都有选用。

选错类型或材料,轴承会迅速失效;选对了型号,它甚至可能比周围所有部件都更耐用。

什么是滑动轴承?

滑动轴承——也称为平面轴承、径向轴承或衬套——是一种圆柱形零件,用于支承旋转或滑动轴,并降低运动表面之间的摩擦。

不同于 球轴承 或 滚子轴承,滑动轴承 完全没有滚动体。

相反,它依靠一层薄薄的润滑膜(润滑油、润滑脂,或轴承本体集成的自润滑材料)将轴与轴承工作表面分隔开来。

其结构十分简单:一个经精密加工、尺寸公差严格控制的空心圆筒,压装在轴承座孔内。轴在其中旋转或滑动。没有滚珠,没有保持架,也没有滚道——只有精密配合的轴套,以及润滑机理在发挥作用。

正是这种结构上的简洁,决定了滑动轴承的核心取舍:它们结构紧凑、运行安静且成本较低,但其性能对工况和材料选择的依赖远高于滚动轴承。

滑动轴承

滑动轴承如何工作?

其工作机理归结为一个核心概念: 润滑状态。

根据载荷、转速和润滑剂黏度的不同,滑动轴承通常以三种工况之一运行;明确具体适用哪一种工况,几乎会决定后续所有设计选择。

静止 / 启动 轴 轴承孔 金属接触 μ = 0.10–0.20 无油膜·轴体贴靠轴承孔 运行转速下 — 全膜润滑 轴 ω e hmin 油膜 无金属接触 轴体抬离轴承孔 μ ≈ 0.001

图1——静止状态下,轴体与轴承表面直接接触(μ = 0.10–0.20)。当转速达到一定水平后,轴的旋转会将润滑剂带入渐缩楔形间隙,在其中建立流体动压,将轴体完全抬离轴承孔。此时无金属接触,摩擦系数可降至 μ ≈ 0.001。[1]

流体动压润滑(全膜润滑)

对于油润滑滑动轴承而言,这是优选的运行状态。

随着轴体旋转,润滑剂被带入轴与轴承孔之间逐渐收敛的楔形间隙,并在其中形成流体动压,将轴体完全抬离轴承表面。

金属之间不会发生直接接触。

在全膜润滑条件下,摩擦系数可低至 0.001 ——与精密球轴承相当,并优于大多数在可比载荷下运行的滚子轴承。[1]

由于不存在接触,磨损几乎可以忽略不计。

但实际应用中的关键在于:必须具备足够的轴转速和合适的润滑剂黏度,才能维持油膜稳定。

在启动或停机阶段,无法维持流体动压状态,这也是为什么即使是按全膜工况设计的轴承,材料选型仍然至关重要。

边界润滑

当转速过低、载荷过高,或润滑膜失效时,轴承即进入边界润滑状态。

表面粗糙峰会发生间歇性接触,摩擦随之上升,磨损则更多取决于轴承材料的性能,而非润滑剂本身。

对于许多低速摆动及重载应用,这正是其稳定运行工况,例如工程机械枢轴销或水坝闸门支铰。

自润滑材料(石墨青铜、PTFE 复合材料)正是为此类工况专门设计的。

混合润滑

处于全膜润滑与边界润滑之间的过渡状态。载荷的一部分由流体膜承载,另一部分则由偶发的表面峰体接触承受。

其摩擦与磨损水平介于另外两种润滑状态之间。

即使轴承在稳态运行时处于流体动压润滑状态,大多数轴承在启动和停机过程中仍会经过混合膜润滑工况。

边界润滑 表面峰体接触 混合膜润滑 部分油膜 流体动压润滑 全油膜·无接触 0.05 0.10 0.15 0.20 摩擦系数(μ) 轴承数(η · N / P)→ 转速提高或载荷降低 μmin≈ 0.001 ← 启动与停机 会经过此处 μ ≈ 0.10–0.20

图 2——斯特里贝克曲线:在边界润滑阶段(启动、低速往复)摩擦最大,随后在混合膜润滑区间逐步下降,并在完全流体动压油膜条件下达到最低。转速过高时,因黏性阻力损失,摩擦会略有回升。

这三种润滑状态说明了滑动轴承如何在物理上实现轴与轴承孔的分离,但并不能直接回答何时应补加润滑油或润滑脂,甚至是否需要润滑。有关维护周期、按材料选用润滑脂,以及哪些轴承类型绝不能加脂,请参阅我们的 滑动轴承润滑指南。

滑动轴承的类型

滑动轴承可沿两个维度进行分类: 结构形式 (轴承可承受的载荷方向),以及 润滑方式 (轴承是否需要外部供油,或是否自带润滑介质)。

三种结构形式分别为圆柱形、带法兰和推力型;每种又可提供含油和干运行版本,以及通用型和耐腐蚀等级。

共同构成完整的产品系列。

圆柱形(无法兰) 仅承受径向载荷 带法兰 径向 + 轴向载荷 推力型(垫圈) 仅承受轴向载荷

图 3——三种滑动轴承结构形式。每种均可提供含油和干运行版本;推力垫圈通常与同一组件中的圆柱形轴套配合使用。

圆柱形(无法兰)滑动轴承

为直筒结构,内径和外径均匀一致。仅承受纯径向载荷。它是通用工业机械中最常见的滑动轴承结构形式,广泛应用于泵、风机、电机和输送设备。可直接压装入座孔。

圆柱形(无法兰)滑动轴承

含油滑动轴承

采用烧结青铜制成,并经压实及真空浸油处理;在载荷和温升作用下,润滑油会渗出至表面,从而在无需外部供油的情况下实现连续润滑。

适用于中等转速下轻至中等径向载荷且不便进行定期补充润滑的标准选型。

额定工作温度约为80–120°C。该类别还提供高载荷、超低摩擦、减振及面板安装等版本。

食品行业含油滑动轴承

与标准含油轴承采用相同的烧结青铜结构,但使用通过NSF认证的食品级润滑剂及符合FDA要求的无毒材料制造。

凡存在润滑剂与食品或饮料产品偶然接触可能的场合,均应选用此类产品,例如输送驱动、灌装设备和包装机械。

针对同类受监管环境中的重载工况,还提供食品行业高载荷版本。

干运转滑动轴承

采用自润滑复合材料或高分子材料制成,无需任何外部油脂润滑。

其材料本身——通常为PTFE复合材料、工程塑料或石墨青铜——可直接在滑动界面发挥润滑作用。

其适用温度范围较烧结青铜更宽(PTFE复合材料:−200°C至+260°C),并提供高载荷、高温、超低摩擦、耐化学、耐水、恶劣环境及面板安装等版本,以匹配不同工况要求。

多用途 与 耐腐蚀滑动轴承

通用型圆柱滑动轴承,旨在覆盖较宽的载荷、转速及润滑条件范围内稳定可靠运行,而非针对某一极端工况进行专门优化。

耐腐蚀系列采用不锈钢、铝青铜或耐腐蚀高分子复合材料制造,适用于潮湿、海洋或化学腐蚀性较强的环境,在这些场合标准青铜材料容易发生腐蚀。

带槽版本——内置圆周槽或轴向槽——可改善润滑剂的分布与保持能力,适用于将定期补充润滑纳入维护流程的工况。

法兰滑动轴承

一种在一端带有向外径向延伸台肩的圆柱形轴承。法兰在装配时提供可靠的定位基准,并可抵抗轴向窜动,因此单个零件即可同时实现径向支承和单向轴向支承。此类产品常见于齿轮箱、输送驱动以及任何需要对轴进行明确轴向定位的应用。关于ISO 4379尺寸、按材料划分的PV极限以及完整的7步选型流程,请参阅我们的专页 法兰滑动轴承指南。

法兰滑动轴承

含油法兰式滑动轴承

采用法兰结构的烧结青铜含油设计——在正常工况下可实现自润滑,无需外部供油。法兰端面用于轴向定位并承受轻度推力载荷,内孔则承载径向载荷。该系列还提供高载荷、超低摩擦和认证型产品,以及采用符合 NSF 要求润滑剂的食品级产品,适用于受监管的加工环境。

干运转法兰式滑动轴承

由复合材料或高分子材料制成的无润滑法兰轴承,覆盖法兰类产品中最广泛的特种型号。自调心设计可在规定角度范围内自动补偿轴系不对中,尤其适用于无法保证轴承座对中的场合。便于安装的卡入式结构可缩短生产线装配时间。耐高温型号适用于热负荷较高的环境;食品级、耐化学腐蚀和耐水型号则可满足特定的污染或腐蚀要求。另有高速自调心型号,适用于转速更高的应用。

多用途 与 耐腐蚀法兰式滑动轴承

这类通用型法兰轴承适用于较宽的载荷与转速范围,但未针对某一特定材料进行优化。对于海洋、化工或户外等标准材料易发生劣化的环境,应优先选用不锈钢或特种合金制成的耐腐蚀法兰型号。认证型产品可提供材料和尺寸认证,适用于对可追溯性有要求的应用。

推力轴承(垫圈)

其为平环结构——无内孔,依靠端面接触承载——专门用于承担圆柱滑动轴承无法承受的轴向载荷。在大多数组件中,推力垫圈通常与圆柱滑动轴承配合使用:圆柱轴承承受径向载荷,推力垫圈承受轴向分量。该系列同样提供含油型和干运转型,并可覆盖与圆柱及法兰系列相同的特种等级。

推力轴承(垫圈)

含油推力轴承

烧结青铜推力垫圈,油液永久浸存于多孔基体中,可在轴承工作面实现自润滑,无需外部供油。

适用于中等转速、承受中等轴向载荷的装置,尤其适合补充润滑条件受限的场合。该类别还提供高载荷、超低摩擦和食品级型号,可满足更严苛或受监管的应用需求。

干运转推力轴承

由复合材料或高分子材料制成的完全免润滑推力垫圈。

干运转系列可覆盖最广泛的工况环境:

  • 轻载型,适用于低速、低载荷的轴向定位;

  • 高载型,适用于较大的轴向力;

  • 耐高温型,适用于热负荷较高的装配;

  • 超低摩擦型,适用于需要尽量降低轴向阻力的场合;

以及食品级、耐水和耐化学腐蚀型号,适用于特定环境。

多用途 与 耐腐蚀推力轴承

通用型止推垫圈,适用于标准轴向载荷工况,可在广泛的转速与润滑条件下稳定运行。

采用不锈钢、铝青铜或耐腐蚀高分子材料制成的耐腐蚀止推轴承,可应对严苛环境,如船舶轴系组件、化工设备或户外装置;在这些场合,标准青铜止推垫圈往往会因腐蚀而过早失效或性能劣化。

如何选择该系列产品:先从结构入手——若仅承受径向载荷,优先选用圆柱形;若还需要轴向定位,可选带法兰型;若需在径向轴承之外提供专门的轴向支撑,则选用止推垫圈。随后确定润滑方式:在工况适中且便于维护的情况下,可选含油型;若需要更宽的温度适用范围、耐化学性或免维护,则宜选干运行型。高负载、食品行业、自调心等特种型号,可进一步缩小选择范围。

滑动轴承材料

在滑动轴承选型中,材料选择是影响最大的关键决策——它会同时决定润滑方式、承载极限、最高工作温度以及维护要求。

外观相同的两种轴承,仅因材料不同,使用寿命也可能截然不同。

青铜合金  锡 · 铅 · 铝
承载能力: ●●●●○  最高温度: 150–250°C  摩擦系数 μ(边界润滑): 0.05–0.15  需要外部润滑? 是
应用:泵、電机、工业机械、发动机轴承
巴氏合金  白合金——锡基或铅基
承载能力: ●●○○○  最高温度: Sn: 100–110°C  |  Pb: 120–130°C  摩擦系数 μ(流体润滑): 0.005–0.02  需要外部润滑? 是
应用:汽轮机、船舶轴系、大型压缩机
PTFE复合材料  DU型——钢背基体
承载能力: ●●●○○  最高温度: −200 to +260°C  摩擦系数 μ(干运行): 0.03–0.15  需要外部润滑? 否
应用:液压缸、汽车悬架、航空航天
粉末冶金青铜  含油型(SAE 841)
承载能力: ●●○○○  最高温度: 80–120°C  摩擦系数 μ(自润滑): 0.05–0.15  需要外部润滑? 否
应用:小型电机、风机、办公设备、家用电器
钢 / 不锈钢  碳钢或303/304/316不锈钢
承载能力: ●●●●●  最高温度: up to 300°C (carbon steel)  摩擦系数 μ(边界润滑): 0.10–0.20  需要外部润滑? 是
应用:重型机械轴支撑(碳钢);食品、船舶及冲洗型设备(不锈钢)
工程塑料  POM · 尼龙 · PEEK
承载能力: ●○○○○  最高温度: up to 250°C (PEEK)  摩擦系数 μ: 0.10–0.35  需要外部润滑? 否
应用:食品加工、医疗器械、半导体设备
石墨青铜  在青铜基体中嵌入固体润滑塞
承载能力: ●●●●○  最高温度: up to 300°C+  摩擦系数 μ(边界润滑): 0.10–0.20  需要外部润滑? 否
应用:闸门、钢铁厂、窑车轮、高温摆动工况

●●●●● = 承载能力极高 · ●○○○○ = 仅适用于轻载 · 所示摩擦系数为边界润滑 / 干运行条件下的数据。流体润滑条件下,青铜的摩擦系数在全膜工况中可达到 μ ≈ 0.001。

图4——材料对比。流体润滑条件下,青铜在全膜工况中的摩擦系数可达到 μ ≈ 0.001。[1] 巴氏合金温度上限:锡基(Sn)100–110°C,铅基(Pb)120–130°C。[2]

青铜合金

青铜之所以长期成为滑动轴承的首选材料,自有充分理由:它兼具较高的抗压强度、优异的耐磨性,并且在流体润滑和边界润滑条件下都能保持可靠性能。

主要可分为三大合金体系:

  • 锡青铜(C90500、C90700): 主力材料。具备良好的耐腐蚀性,库存充足,广泛用于泵、电机及通用工业机械。

  • 铅青铜: 较高的含铅量可提升嵌入性——微小污染颗粒会嵌入较软的铅相中,而不会划伤轴颈。该材料常用于发动机曲轴轴承和连杆轴承。

  • 铝青铜: 具有更高的强度和耐腐蚀性,是海洋环境、化工应用及盐水工况的理想选择。

巴氏合金(白合金)

一种以锡或铅为基础的软质合金,常用作大型滑动轴承的轴瓦衬层材料。巴氏合金的核心特性是顺应性和嵌入性。

其代价是承载能力较低,且耐温上限相对有限——锡基巴氏合金在约100–110°C时开始软化;铅基牌号的耐温范围可延伸至约120–130°C。

PTFE复合材料(DU型)

这是最常见的自润滑轴承结构:钢背、烧结青铜中间层,以及PTFE滑动层,通常厚度为0.01–0.03 mm。

典型干运行摩擦系数: μ = 0.03–0.15.[2] 工作温度范围:连续工况为−200°C至+260°C。

烧结青铜(含油)

通过压制青铜粉末并烧结形成多孔基体,再以真空浸渍方式将矿物油填充至孔隙中制成。

根据 ASTM B438,含油量通常为 15–25%(体积分数)。适用于轻至中等载荷及中等转速工况。

不适用于高载荷或高温工况(额定温度约为80–120°C)。

工程塑料(POM、尼龙、PEEK)

聚甲醛(POM/Delrin)和聚酰胺(尼龙/PA)具有耐化学性、无腐蚀性,并可耐受多种润滑剂,因此是食品加工和医疗设备的合理选择。

PEEK 具有更高的耐温能力,连续使用温度最高约可达 250°C。

石墨青铜

在轴承工作表面分布石墨塞的青铜材料。

运行过程中,石墨会转移到轴上,形成固体润滑膜。工况下摩擦系数: μ = 0.10–0.20,其数值高于 PTFE 复合材料,但在高温下承载能力更强。

钢与不锈钢

整体淬硬或表面淬硬碳钢具有极高的承载能力和耐磨性,但与青铜或 PTFE 复合材料不同,它不具备自润滑性能,必须持续供给外部润滑油或润滑脂。

不锈钢牌号(303、304、316)以部分硬度和承载能力换取更好的耐腐蚀性,因此成为食品加工、海洋以及冲洗环境中的标准选择;在这些工况下,碳钢或普通青铜容易腐蚀。

关键性能参数

PV 值(压力 × 速度)

这是自润滑滑动轴承的基本性能极限。

P 为计算轴承压力(载荷 ÷ 孔径 × 长度,单位为 MPa),V 为轴表面速度(单位为 m/s)。

参考值:粉末冶金青铜(SAE 841)≈ 1.75–2.5 MPa·m/s;PTFE 复合材料(DU 型)干摩擦 PV 极限 ≈ 0.04–0.10 MPa·m/s。

请结合实际工况查阅材料数据表。

摩擦系数(μ)

其范围从流体动压润滑、全膜工况下青铜的约 0.001,到 PTFE 复合材料干运行时的 0.03–0.15,再到石墨青铜的 0.10–0.20。

摩擦系数并非固定不变的材料属性,而是会随载荷、速度、温度和润滑状态而变化。

工作温度

含矿物油的粉末冶金青铜:通常额定工作温度为 80–120°C。

PTFE 复合材料:−200°C 至 +260°C。

石墨青铜:某些牌号可耐受 300°C 以上。基于 PEEK 的塑料:连续工作温度约可达 250°C。

滑动轴承与滚动轴承的对比

在几乎每一次轴承选型讨论中,都会涉及这一对比。二者并无绝对优劣之分——各自只是在特定工况下更具优势。若需进一步了解载荷能力、转速极限和成本的逐项对比,请参阅我们的完整 滑动轴承与滚珠轴承对比指南。

对比项

滑动轴承

滚珠/滚子轴承

单件成本

更低

更高

低速噪声

更安静

噪声可能更大

径向载荷能力

高

较好

轴向载荷能力

较好(带法兰 + 止推垫圈)

较好

高速性能

有限

更适合

所需径向空间

更紧凑

占用空间更大

维护需求(自润滑)

极少 / 无

需要定期润滑

抗冲击载荷能力

中等

更优

理想工况下的寿命

在全膜润滑条件下,寿命可非常长

受疲劳寿命限制

对污染的敏感性

更高(润滑膜破坏)

更优的密封方案

实用原则是:在低速、高载荷、安装空间受限或维护可达性较差的工况下,滑动轴承通常更具优势;而在高速、精度要求高或冲击载荷较为严苛的场景中,滚动轴承通常是更优选择。

行业应用

汽车行业

每台内燃机都包含滑动轴承。

曲轴主轴承和连杆轴承通常采用三金属或双金属滑动轴承结构——钢背基体,内衬铜铅合金或铝合金——在持续高载荷和高温条件下运行。

随着电动汽车架构不断演进,套筒轴承正出现在新的应用场景中,包括电机轴支撑、齿轮箱支点以及电池冷却泵总成。

除动力总成外,套筒轴承还广泛用于底盘与车身机构,包括转向柱和转向轴支点、悬架与转向连杆销、座椅调节及靠背调节机构、车门与发动机盖铰链,以及雨刮连杆总成等。这些场合更强调安静、低摩擦的滑动运动,而非高速旋转。

曲轴轴颈套筒轴承总成与连杆大头孔工程示意图(含标注)-1

工业机械

在全球范围内,泵、压缩机、风机、电动机、输送机驱动装置、涡轮机以及铣削设备的轴支撑,都是套筒轴承用量最大的应用领域之一。

套筒轴承在连续工况下具备良好的耐久性,同时维护需求低,因此成为24/7运行、停机窗口有限设备的优先选择。

了解我们面向工业机械的套筒轴承产品系列。

工程机械与农业机械

在挖掘机臂销、推土机履带链节、液压缸销轴、属具连杆以及农业机械的转轴和转向接头等部位,只要存在高静载、摆动或低速回转运动,并且污染风险较高,石墨青铜或双金属复合套筒轴承通常都是标准配置。

船舶

支撑螺旋桨轴的艉管轴承必须承受较大的径向载荷,同时在水润滑条件下运行——以海水作为润滑介质——并能够适应轴系不对中及海生附着。

该领域常用的材料方案包括橡胶衬里轴承、聚合物复合轴承以及切割式轴承。

航空航天与国防

舵面作动器衬套、起落架耳轴轴承以及部分发动机附件传动轴承均采用高性能复合套筒轴承。

PTFE复合材料轴承和PEEK基轴承较为常见。

能源——风力发电机组

风机变桨控制系统和偏航驱动系统正日益采用大型滑动轴承。

与滚动轴承方案相比,滑动轴承能够承受这类系统低速、重载的摆动运动,而不会受到该特定应用中限制滚动体寿命的疲劳因素制约。

食品加工与医疗设备

凡是润滑剂污染可能危及产品安全或无菌性的场合,自润滑聚合物和 PTFE 复合滑动轴承都是关键选型。

在此类应用中,符合 FDA 要求的材料、耐冲洗化学介质性能以及耐腐蚀能力,是规格选定的核心依据。两种 食品行业含油 与 干运行 且通过 NSF 认证的牌号均可用于这些工况。

如何正确选用滑动轴承

请按顺序逐项评估这六项因素。任何一项被忽略,都可能导致早期失效。

1 确定载荷 径向载荷 → 选用普通圆筒型 | 含轴向载荷 → 选用带法兰型或加止推垫圈 P = 施加载荷 ÷(孔径 × 轴承长度),单位为 MPa 2 确定轴转速 V = π × 轴径 × RPM → 表面速度,单位 m/s PV = P × V → 自润滑材料选型的首要判据 3 确定润滑方式 可持续供油 → 青铜(动压润滑)可行 干运转 / 不便维护 → PTFE 复合材料或石墨青铜 4 识别运行环境 温度 · 湿度 · 化学介质 · 磨料颗粒 · 冲击载荷 每一项因素都会进一步收窄材料与结构选择范围 5 检查轴硬度与表面粗糙度 青铜 / 巴氏合金:轴硬度 ≥ HRC 45–50,表面粗糙度 Ra 0.4–0.8 μm PTFE 复合材料:对轴表面状态更具适应性 6 选择几何结构 普通型 → 仅径向 | 带法兰型 → 径向 + 轴向 | 止推垫圈 → 仅轴向 随后确定润滑形式:含油型(自润滑)或干运行型(免维护) 常见错误:第 3 步(在并无供油条件时误以为可以供油)· 第 5 步(忽视轴表面粗糙度)

图 5——六步选型流程。请按顺序执行;每一步都会对下一步形成约束。

确定载荷

仅承受径向载荷、仅承受轴向载荷,还是复合载荷?请计算轴承投影压强:P = 施加载荷 ÷(孔径 × 轴承长度)。据此即可判断应采用圆筒型、带法兰型还是止推垫圈结构。

确定轴转速

表面速度(V = π × 轴径 × RPM)与 P 相结合,即可得到 PV 值——这是自润滑轴承材料选型的首要判据。

确定润滑方式

是否能够提供连续供油?如能,动压润滑青铜轴承是可行方案;如不能,则应采用自润滑材料——轻载工况可选粉末冶金青铜,较重载荷或更高温度工况可选 PTFE 复合材料或石墨青铜,这才是更切实的路径。

识别运行环境

极端温度、潮湿环境、化学介质、磨料颗粒,以及冲击载荷或振动载荷的存在,都会进一步限制材料与结构的选择。

考虑轴硬度与表面粗糙度

青铜和巴氏合金要获得最佳使用效果,轴表面通常需要淬硬至至少 HRC 45–50,且表面粗糙度应达到 Ra 0.4–0.8 μm。PTFE 复合材料对轴表面状态的适应性则更强。

选择结构形式

纯径向载荷工况宜选用普通圆柱形;需要轴向定位时宜选用带法兰型;当需配合径向轴套共同承受轴向载荷时,则采用止推垫圈。

如有疑问,应将工况参数提交给轴承供应商的工程技术团队。咨询本身不会产生额外成本,而选型失误往往会带来停产时间和更换工时的损失。

常见失效模式及根本原因

即便选型正确,套筒轴承在运行条件发生偏移时仍可能失效。了解这些失效模式,有助于开展根因诊断,也有助于前期选型与预防性规范制定。

磨粒磨损润滑剂中的污染颗粒会划伤并磨损轴承表面。改进方案包括加强过滤、选用嵌入性更好的材料(如铅青铜、巴氏合金),或改用带密封的轴承座结构。 咬死由于润滑膜塌陷、间隙不足或过载,金属直接接触而引发咬死。该问题常在尚未建立流体动力润滑状态的启动阶段出现。对于自润滑轴承,则表明其运行已超过 PV 极限。
疲劳裂纹循环载荷会在材料内部诱发裂纹并导致表面点蚀,尤其是在巴氏合金衬层承受变载或冲击载荷时更为明显。这通常说明承载能力选型不足,或规格中未考虑冲击载荷。 腐蚀在潮湿、海洋或化学介质侵蚀性较强的环境中尤为常见。材料选型是首要防线,应根据化学环境选择不锈钢、铝青铜或 PTFE 复合材料。
微动磨损轴承外径与座孔之间的微小相对运动会造成磨损,并使过盈配合随时间逐渐松动。应通过正确的过盈配合公差设计以及合适的座体材料选择加以控制。 过热供油不足或载荷过大都会破坏润滑膜;持续高温还会消耗自润滑储油层。无论哪种路径,最终都可能导致咬死,因此应通过温度监测及早发现。

常见问题

什么是套筒轴承?

套筒轴承属于圆柱形滑动轴承,也常称为衬套、径向滑动轴承或滑动轴承。其通过直接滑动接触支承旋转、摆动或往复滑动的轴,而非依靠滚动体工作。

其选型通常以座体、轴套和轴的组合形式进行;轴套既可以作为独立衬件压入孔内,也可以制成一体式含油自润滑或干运行单元。

套筒轴承如何工作?

套筒轴承的工作原理,是通过薄润滑膜支承轴,或在干运行设计中直接依靠自润滑材料承载,而不是依赖滚动体。根据载荷、转速和润滑剂黏度不同,轴承可处于流体动压润滑、混合润滑或边界润滑状态;一旦形成完整油膜,将轴与孔分隔开来,摩擦系数可低至 μ ≈ 0.001。

套筒轴承与衬套有什么区别?

在工程实践中,这两个术语通常可以互换使用,均指不含滚动体、用于支承轴的圆柱形滑动轴承。

从技术上说,"bushing" 有时更强调一种较短、薄壁、通过压入安装的可更换衬件;而 "sleeve bearing" 则可能指用于连续重载工况、尺寸更长且结构更稳固的部件。

套筒轴承通常按内径 × 外径 × 长度进行标注。例如,10 × 12 × 15 mm 的套筒轴承,其轴孔内径为 10 mm,外径为 12 mm,总长度为 15 mm。无论供应商使用的是 bushing 还是 sleeve bearing 这一术语,目录中普遍都采用这种简写方式。

在实际应用中,大多数工程师和供应商都会将这两个术语用于同一产品类别。若需了解衬套专用材料及相应的选型体系,请参阅我们的指南: 衬套类型与材料。

套筒轴承需要润滑吗?

这取决于轴承类型。油润滑滑动轴承(流体动压应用中的青铜轴承)需要持续供油。

脂润滑轴承需要定期补脂。自润滑类型——烧结青铜、石墨青铜,

PTFE 复合材料轴承——其内部自带润滑剂,在正常工况下无需外部润滑。

滑动轴承的使用寿命有多长?

在清洁润滑剂和全膜流体动力润滑条件下,选型正确的滑动轴承本身并不存在固有磨损机制——其服役寿命通常受腐蚀、污染或工况变化限制,而非疲劳失效。

烧结青铜轴承用于轻载工况时,通常可按数万小时的运行寿命进行评估。

PTFE 复合材料轴承应用于汽车悬架时,通常按整车寿命设计。

滑动轴承与滚珠轴承有什么区别?

滑动轴承不含滚动体——轴在润滑膜或自润滑材料表面上于圆柱形孔内滑动。

滚珠轴承利用钢球在内圈与外圈之间滚动,以尽量降低摩擦。

滑动轴承通常在低速工况下噪声更低,径向尺寸更紧凑,成本也更低,并且更适合承受较高径向载荷及缓慢摆动运动。

滚珠轴承在高速、双向轴向载荷以及冲击载荷工况下的适应性更强。

滑动轴承能同时承受径向载荷和轴向载荷吗?

普通圆柱滑动轴承只能承受径向载荷。

带法兰滑动轴承可通过法兰端面同时承受径向载荷和轴向载荷。

当需要借助圆柱形轴承同时处理两个方向的载荷时,通常会在其旁边增设独立止推垫圈,以承受轴向分量。

滑动轴承失效的原因是什么?

最常见的原因包括润滑不足(润滑膜破裂导致金属接触)、污染物侵入(磨粒划伤表面)、超出设计载荷或转速范围运行(自润滑类型超过 PV 限值),以及安装间隙不当——间隙过小会引起过热,间隙过大会导致振动和载荷分布不均。

滑动轴承主要用于什么场合?

凡是对低噪声、结构紧凑、维护量低的径向或轴向支撑需求高于极高速性能的场合,滑动轴承都可用于支撑轴系:包括工业机械中的电机、泵、风机、齿轮箱、涡轮机和输送驱动装置;汽车及非道路设备中的曲轴、连杆、转向连杆机构以及铰链或支点;以及几乎所有机械系统中的铰接、转动或直线滑动机构。

来源

  1. 铜业发展协会 — 青铜轴承材料的选型: 查看技术资料

  2. GGB Bearings — GGB-DB 自润滑青铜轴承解决方案: 下载 GGB-DB 产品目录 PDF

  3. ASTM B438 — 青铜基粉末冶金(PM)轴承(含油)标准规范: 访问 ASTM International

  4. Wikipedia — 滑动轴承: 在 Wikipedia 上阅读