什么是滑动轴承？类型、材料及其工作原理

A滑动轴承通过直接表面接触支承旋转或往复滑动的轴，不依靠滚动体。没有钢球，没有滚子——只有轴在轴承表面上滑动，通常由一层很薄的润滑膜加以隔离。工程技术人员也常将其称为滑动轴承、套筒轴承、轴颈轴承或衬套，在车间口语中这些术语往往可互换使用。轴本身的接触部位也有专门名称，即轴颈。

这是沿用最久的轴承形式之一，而且至今并未被淘汰，自有其原因。与滚动轴承相比，滑动轴承在成本、单位尺寸承载能力以及对冲击载荷和污染的容忍度方面仍具优势，因此从汽车发动机、风机变桨系统到厨房合页，都能见到它的应用。

滑动轴承的工作原理

由于没有滚动体承载载荷，滑动轴承依赖以下三种润滑状态之一：

• 动压润滑。轴的旋转会将润滑油拖入楔形间隙，并在物理上将轴抬离轴承表面。多数发动机主轴承和连杆轴承正是依靠这种方式工作——一旦轴进入旋转状态，金属之间便不再直接接触。不过在启动和停机阶段，油膜尚未建立，此时也是磨损最容易发生的时候。

• 静压润滑。外部泵会将加压润滑油（有时也可为空气）强制输送到接触表面之间，而不受轴转速影响。这种方式常见于大型低速设备，如机床导轨、望远镜支撑座和大型涡轮轴承，在轴开始转动之前也需要实现完全分离。

• 边界润滑（干摩擦或近干摩擦）。采用自润滑衬层，例如 PTFE 或含油青铜，在润滑膜极薄或几乎不存在的情况下承载载荷。PTFE 滑动表面通常被认为其摩擦系数约为 0.05–0.10。

  A美国交通运输部 PTFE 轴承研究研究表明，实际数值会随接触压力、滑动速度而变化，其中受表面污染影响最为显著，摩擦甚至可能增至原来的十倍。正因如此，边界润滑衬层在洁净环境中可以省去外部润滑，但仍必须防止粉尘和杂质侵入。

具体适用哪一种润滑状态，取决于轴承的结构形式及其材料——下文将进一步说明。

按结构划分的滑动轴承类型

套筒轴承与衬套。这是最简单的形式：将圆柱形衬套压入壳体孔内。衬套通常由单一材料整体加工而成；而套筒轴承则是在较高强度的背衬层上复合一层薄的轴承材料衬层（如青铜、PTFE 复合材料），背衬层通常为钢材。磨损由衬层承担，背衬层无需直接承受磨耗。我们的套筒轴承系列涵盖该结构的含油型与干运行型两种版本。

带法兰衬套。一端带有整体式法兰的套筒，可在单一零件中同时提供径向支撑和轻度轴向（推力）承载能力——常用于连杆机构和轻型机械，在这类场合下，单独增设止推垫圈往往得不偿失，且占用空间。

止推垫圈。扁平环形轴承，仅用于承受轴向载荷。与径向滑动轴承配合使用，即可在无需组合轴承的情况下同时覆盖两个受力方向。

剖分式（半）轴承。由两个半圆形轴瓦组成，安装时可夹持在轴颈周围——几乎所有汽车发动机主轴承和连杆轴承都采用这一结构。采用剖分设计后，在装配或更换过程中，无需将轴承沿整根轴的长度方向套装。

球面滑动轴承。内圈外表面为球面弧形结构，与外圈内孔中的对应球面配合滑动，因此能够补偿普通直套筒无法适应的角偏差。该类轴承可提供径向、角接触和推力等多种结构形式，也常以杆端关节轴承的形式用于需要摆动运动的连杆机构。303 和 440C 不锈钢耐腐蚀材质是户外或冲洗工况的常用标准配置。浏览我们的完整球面滑动轴承及杆端关节轴承产品系列。

可倾瓦轴承。多个可独立摆动的轴瓦环绕轴布置，并在载荷作用下自动调整至运行间隙。这类轴承是大型汽轮机、压缩机和发电机推力载荷工况的标准选择；若采用固定轴承表面，则更容易受到轴颤振影响。

滑动轴承材料对比

材料选择对承载能力、适用温度范围和维护要求的影响，远大于结构形式本身。大多数应用可由三大类材料覆盖。

下列数据取自 LILY 自有滑动轴承目录，而非通用行业上限，因此更能反映实际供货规格。本表数据以三类产品为基准：我们的含油GDJBKBB 青铜衬套，我们的 PTFE 复合衬套FEEFKB 高载荷干运行轴承，以及我们的聚甲醛CGBATBG 轻载衬套。

前两行之间的差距值得特别注意：在相近内径尺寸下，LILY 高载干运行系列中的 PTFE 复合材料轴承，其静载能力大约是含油青铜衬套的 10 倍。因此，尽管单件成本更高，PTFE 复合材料仍广泛用于液压缸和结构铰接部位。烧结青铜衬套通常按ISO 3547-1（滑动轴承——卷制衬套），该标准规定了卷制和烧结青铜衬层的尺寸与公差；按该标准选型，才能确保更换衬套在不同供应商之间保持互换性。

纯 PTFE 本身过于柔软，难以承受实际载荷——所有商用 PTFE 轴承衬层都加入了青铜粉、石墨或玻璃纤维，以控制磨损速率，而不是采用未填充 PTFE 直接运行。

温度范围取决于尺寸和工况等级，而不仅仅是材料

人们很容易认为温度等级会直接对应衬层材料，但 LILY 自身目录并未如此简单地划分。若不看通用图表，而是直接查看实际标注范围：

• 小孔径向关节轴承——无论是钢/钢结构（例如我们的GEZ 012 ES）还是钢/PTFE 织物衬层结构——通常适用温度范围为 -20°C 至 80°C。

• 大直径重载关节轴承——例如我们的GEP 1000 FS，常用于工程机械和矿山设备——其适用范围可延伸至 -45°C 至 110°C 或 -50°C 至 150°C，具体取决于内径尺寸。

• 按英制标准制造的英寸尺寸套筒衬套，在所采样的各类产品中温度跨度最大：含油青铜衬套通常额定为 -35°F 至 300°F，PTFE 干运行复合材料可达 -60°F 至 320°F，而轻载乙缩醛结构则限制在 -20°F 至 180°F。

实际应用中的要点是：不要仅凭材料类别对应的单一温度数值作判断。应针对具体零件号查阅单独的产品页面——同一种衬层类型，因尺寸和工况等级不同，其额定值也可能不同。当轴承被用于其额定范围之外时，滑动层往往会在钢制结构本体失效之前，就已经因温度过高而失去润滑膜，或因温度过低而变脆，因此通常起限制作用的是衬层额定值，而不是轴承钢本体。

后缀代码可标明衬层类型，但维护要求仍应以单独产品条目为准

在实际应用中，供应商通常以简短的后缀代码标识衬层类型，而不会每次都完整写出材料名称：

简述：滑动轴承与滚动轴承的区别

滑动轴承在单位尺寸承载能力、成本和抗冲击性能方面更具优势；当载荷处于滚动体额定能力范围内时，滚动轴承则在转速、精度和运行摩擦方面表现更佳。两者并非可以彼此通用替代，关键取决于转速、精度要求和工作循环。有关完整对比，包括具体转速阈值和噪声数据，请参阅我们的套筒轴承与滚珠轴承对比指南。

如何选择合适的滑动轴承

只需回答以下四个问题，即可快速缩小选型范围：

1. 载荷方向是什么？纯径向载荷 → 套筒轴承或衬套。纯轴向载荷 → 止推垫圈。径向与轴向兼有 → 法兰衬套，或套筒与止推垫圈组合方案。

2. 轴是否需要摆动，或是否存在偏心/偏斜工况？如是，则球面滑动轴承或杆端接头是唯一专门适用于该工况的结构类型。

3. 运动形式是连续旋转还是往复摆动？连续高速旋转更适合采用具有可靠供油条件的动压设计。对于往复摆动连杆机构，由于稳定油膜难以完全形成，更适合选用自润滑青铜材料或 PTFE 复合材料。

4. 工况环境和尺寸如何？在粉尘、潮湿或腐蚀性环境下，应优先考虑实心聚合物轴承或不锈钢球面滑动轴承——因为粉末冶金青铜的开放孔隙结构以及普通钢背均容易受到污染和腐蚀影响。无论采用何种衬层系列，在确定尺寸后，都应核对具体零件号对应的温度等级和润滑等级，因为同一产品系列中，小型衬套与大型重载轴承在这两项参数上的适用范围可能存在明显差异。

常见问题

图纸上，衬套与套筒轴承有什么区别？

衬套通常由单一材料整体加工而成，例如实心青铜或实心聚合物。套筒轴承则是在独立的高强度背衬上复合一层薄的轴承工作层，背衬通常为钢，内衬多为青铜或 PTFE 复合材料，并通过压入或粘结方式固定。

这一区别对维修尤为重要：磨损的衬套通常整体更换，而套筒轴承真正磨损的是内衬——在可重衬设计中，钢背往往可承受多个内衬更换周期。若需更深入的对比，请参阅我们的衬套与轴承对比指南。

“干运行”等级是否意味着轴承无需维护？

并非如此。干运行表示内衬不依赖油膜来实现表面分离——PTFE 复合材料和实心聚合物在设计之初就是按这一原理工作。但正如上文后缀代码表所示，某些大型高载荷 PTFE 衬层轴承在样本中仍标注“需要润滑”，原因在于，即使内衬本身并非绝对依赖润滑才能工作，定期补脂仍可在高接触压力下显著延长使用寿命。粉末冶金青铜和巴氏合金衬层滑动轴承则属于完全不同的情况：它们至少依赖残余油膜，长时间干运转会迅速造成磨损甚至咬死。

滑动轴承通常因何失效？

润滑膜失效是最常见的原因——通常发生在启动阶段、动压承载尚未建立之前，此时会短暂出现金属与金属接触。其次是安装不对中：载荷不会均匀分布到整个接触面，而是集中在内衬一侧边缘。其余大多数失效，则与污染物嵌入软质内衬，以及超出材料额定载荷或温度有关。

滑动轴承是否比滚动轴承更便宜？

通常从单件成本来看更低，因为其需要加工的精密部件较少。不过，总拥有成本仍取决于具体应用。在较高转速工况下，球轴承因运行摩擦更低、维护间隔更长，即使采购价格更高，在设备整个生命周期内也可能成为更经济的选择。