滑動軸承

滑動軸承（Sliding   bearing）是指在使用過程中軸承與軸頸的支承面之間產生直接或間接滑動摩擦，具有較強承載能力的軸承、運行平穩等特點，滑動軸承可以根據不同的分類方法進行區分最常見的是根據載荷方向的不同，將滑動軸承分為徑向滑動軸承和推力滑動軸承。軸承和內圈使用的材料稱為軸承材料，常用的材料是金屬、多孔金屬和非金屬可以分為三類。為了保證滑動軸承的正常運轉，正確選擇潤滑劑也是必要的。滑動軸承通常在高工作速度下使用、負載大、在精確支撐條件下，廣泛應用于機械工程中、海洋設備、土木水利、航空航天等領域。

滑動軸承包含少量零件，工作表面之間通常有一層潤滑油膜，它們處于平面接觸。其主要優點在于結構簡單、效率高、制造拆卸容易、承載能力高，運行穩定，但其缺點是磨損嚴重、維修難度大。主要用于高速、高沖擊、高震動、當徑向尺寸極窄或工作環境有特殊要求時，在金屬切削機床上、它已廣泛應用于航空發動機部件和各種儀器中，其理想的工作狀態是液體摩擦。但由于受低速、重載、在啟停循環等多種因素的制約下，滑動軸承在真實工況下的摩擦狀況將由液體摩擦轉變為混合摩擦、甚至邊界摩擦的變換。

徑向滑動軸承的結構

整體徑向滑動軸承：整體徑向滑動軸承包括軸承座和由減摩材料制成的整體軸套。軸承座用螺釘固定在底座上，頂端裝有螺紋加油杯。軸套上設有油孔，軸套的內表面設有用于輸送潤滑油的油槽。這種軸承結構簡單，制造成本低，但它可以 由于表面磨損不能修整，在安裝和拆卸軸時只能軸向移動，主要用于手動機械、農業機械等低速、輕負荷、間斷工作的場合。

剖分式滑動軸承：分體式滑動軸承由軸承蓋組成、軸承座、分開軸瓦和螺栓等為了居中和避免橫向錯位，分界面通常做成臺階狀。軸承蓋上端有一個螺紋孔，用于固定和安裝油杯。軸瓦也是分體的，一般下軸瓦用來承載負荷。通常情況下，軸套內壁涂有軸承襯，以節省貴金屬或用于其他目的。軸承的剖切面應盡可能與負載方向大致垂直軸承的剖切面大部分是橫向的，有些是傾斜的。這種軸承易于安裝和拆卸軸瓦磨損后，可通過減少中分面墊片的厚度來調整軸承間隙。

自動調心徑向滑動軸承：當軸頸很長，主軸的剛度很小，或者兩個軸承沒有固定在同一個剛架上，就很難保證同心度，這樣就會造成軸瓦端部的局部摩擦，從而導致軸瓦的某些區域磨損較大。通過調整軸瓦相對于軸承的軸向位移可以調整軸承的軸向位置，這種軸承稱為調心徑向滑動軸承。其結構特點是外表面為凸球面，與軸承蓋和軸承座上的凹球面相匹配當軸變形時，可以根據軸的方向調整軸瓦，從而保證軸頸與軸瓦的球面接觸。

推力滑動軸承的結構

用于承受軸向載荷的推力滑動軸承通常包括軸承座和推力軸頸，它們可以與徑向滑動軸承一起承受各種載荷，常見的是實心型、空心型、單環型、多環型。實心軸頸端部壓力分布很不均勻，應用范圍小。空心軸頸接觸面上的壓力分布相對均勻，潤滑條件較實心軸頸有明顯改善。單環采用軸頸的環形端推力，結構簡單、易于潤滑的特點。多環軸頸既能承受大的單向軸向載荷，又能承受雙向軸向載荷。

1）在高速、它在重載下運行良好，使用壽命長。使用液體摩擦滑動軸承，流體中的內摩擦代替了金屬表面的摩擦，從而有效地避免了磨損，大大提高了軸承的使用壽命。

2）精度高，運行穩定，無噪音，支撐位置準確。如果液體摩擦軸承設計合理，使用正確，它可以達到很高的旋轉精度。

3）具有良好的緩沖和減震效果。液體摩擦滑動軸承工作表面的油膜具有減振作用、緩沖降噪可以有效吸收振動，減少沖擊。

4）它的徑向尺寸較小，但起始摩擦阻力較大。液體摩擦滑動軸承適用于軸密集或軸旋轉部件直徑較小的情況，但在啟動和即將停止時往往處于非液體摩擦狀態。

5）非液體摩擦滑動軸承的特點是結構簡單、操作簡單，速度低、不重要的軸可以選擇，但損耗大，容易磨損。

基本要求

具有優良的減摩、耐磨性和抗膠合性。為了減少軸承在使用中的損耗，軸承材料必須具有低摩擦系數、低磨損率、高耐熱性和良好的抗粘附性。

具有優異的摩擦柔順性嵌入性和磨合性。摩擦柔度是指在接觸過程中利用材料表面的彈塑性變形，來補償軸承滑動面的初始磨損。嵌入性是指材料可以容納嵌入的硬顆粒，因此可以減少滑動軸承的擦傷或磨損。磨合是指短時間內在輕微載荷下軸瓦和軸頸表面之間形成匹配表面粗糙度的能力。

它具有足夠的耐腐蝕性和強度。為了保證軸承在不同載荷下有足夠的工作壽命，防止其發生過大的塑性變形，必須保證其具有一定的強度，并且在工作過程中，由于潤滑油的氧化，會對軸承造成一定的腐蝕，所以選用的軸承材料必須具有較高的耐腐蝕性。

導熱性好，熱膨脹系數小。滑動摩擦會導致軸承運行過程中溫度升高因此，為了保證它們的正常運行，軸承的溫度不應過高，良好的導熱性有利于散熱同時，熱膨脹會改變軸承之間的間隙，從而對其工作條件產生不利影響熱膨脹系數越小，這種效應的影響就越小。

常用種類

金屬材料：軸承合金。軸承合金，也稱為巴氏合金或白合金，是一種軟基底金屬（如錫、鉛）加入適量的硬金屬顆粒。軟矩陣有很好的磨合、嵌入和順應性，而硬金屬顆粒起輔助作用、抵抗磨損的作用。

銅合金。銅合金是銅的一種、錫、鉛、由鋅或鋁組成的金屬是一種傳統的軸承材料，包括青銅和黃銅。青銅材料具有高強度、高耐磨、高導熱性等優點，但其塑性和運行性不好，因此需要淬火。黃銅的耐磨性比青銅差，但其鑄造和加工工藝較好，成本較低，因此適用于低速和中負荷軸承。

鋁基軸承合金。鋁基軸承是一種新型軸承材料，具有良好的耐腐蝕性高疲勞強度和優異的摩擦性能，因此在某些應用中取代了昂貴的軸承合金和銅合金，如增壓柴油機的軸承。

多孔質金屬材料：多孔金屬材料用銅、鐵、石墨之類的粉末被擠出，然后燒結。它是一種多孔結構工作前將潤滑油注入型腔，工作時潤滑油會自動流入摩擦面，從而達到潤滑的目的。由于多孔金屬材料韌性差，一般只適用于非沖擊性、在輕負載和低速條件下。常用的多孔金屬材料有鐵基和銅基，成本較低、高含油量和高強度。

非金屬材料：用于軸承的非金屬材料是塑料、橡膠、碳-石墨等，使用最多的是塑料。塑料軸承具有良好的自潤滑特性，如質量小強度高摩擦系數低抗振動和抗膠合性能好在低速時、低負荷條件下不需要潤滑。橡膠支座柔軟有彈性，可以起到很好的隔離作用，降低噪音。但其缺點是導熱系數低，高溫下易老化，耐腐蝕性和耐磨性下降。碳–石墨軸承材料是一種自潤滑材料、耐腐蝕和耐高溫的材料經常用于各種惡劣的工作條件。

潤滑劑的種類

潤滑油：一般潤滑油可分為礦物油、機油和化學合成油有三種，礦物油是目前使用最廣泛的一種。潤滑油的主要性能指標包括粘度、油性、閃點和凝點。

潤滑脂：油脂是一種增稠劑(金屬皂)組成的混合物。根據使用的皂基類型，常用潤滑脂如下：鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鋰基潤滑脂和鋁基潤滑脂，它們的主要性能參數是針入度、滴點等。

固體潤滑劑：石墨二硫化鉬等通常被使用。通常，當潤滑油或潤滑脂超過適用范圍時，使用固體潤滑劑。

潤滑劑的選擇

類型選擇：潤滑劑在滑動軸承的工作和使用壽命中起著重要作用，必須選擇合適的潤滑劑以確保軸承具有良好的工作特性和較長的使用壽命。在正常工作條件下，潤滑油具有良好的潤滑和散熱性能，是應用最廣泛的一種。

滑動軸承

潤滑脂容易粘附在摩擦表面，易于維護，具有良好的密封性能，適用于低要求、不經常運轉的非液體摩擦滑動軸承。固體潤滑劑摩擦系數高，散熱性能差，使用時間長，有特殊要求。

工作條件：在輕載和高速條件下，為了減少潤滑油的摩擦和溫度，選擇低粘度潤滑油，并在高溫下使用、在重載低速條件下，選用高粘度潤滑油，促進油膜表面的形成。經常啟動的軸承應選擇油質好的潤滑油。一般來說，潤滑油的工作溫度不應高于60 ℃，而潤滑脂的工作溫度應比其滴點低20 ~ 303356℃。

結構特征和環境條件：在潤滑間隙較小的情況下，為了使潤滑油完全進入，應選擇低粘度潤滑油，當潤滑間隙較大時，應使用高粘度潤滑油，防止油流失。在存在某些易燃易爆特性的地方，潤滑油必須具有高閃點和高阻燃性。在多塵、在潮濕條件下，應選擇鈣基、鋰基或鋁基防水潤滑脂。

潤滑方法和裝置：潤滑油潤滑：潤滑油的供應可以是間歇的或連續的在這種情況下，連續供油更安全，而間歇供油適用于小型車輛、對于低速或間歇運轉，通常用油箱或油槍將油注入軸承的油孔或油環中。

潤滑脂潤滑：潤滑脂只能起到間歇潤滑的作用，而最常用的是帶旋轉蓋的油杯。黃油杯的杯體內儲存有油脂，杯蓋通過螺釘固定在杯體上可以通過旋轉杯蓋將潤滑脂擠出軸承，也可以使用黃油槍將潤滑脂注入軸承。

滑動摩擦狀態：干摩擦：滑動軸承工作時，重要的正式頸部表面與未添加潤滑油的軸承表面之間的摩擦稱為干摩擦。干摩擦的摩擦阻力大，導致軸承磨損非常嚴重，極大影響滑動軸承的使用壽命，應盡量避免。

液體摩擦潤滑：液體摩擦潤滑具有摩擦阻力低無磨損使用壽命長的優點，是最佳的摩擦狀態然而，它需要滿足特定的條件才能實現這一目標處于液體摩擦狀態的滑動軸承可以最大程度地避免磨損、刮傷等失效形式。

邊界摩擦潤滑：兩個摩擦表面被附著在表面上的薄膜隔開，它們的摩擦特性與流體的粘度無關，而與邊界膜和表面的吸附特性有關，這稱為邊界摩擦潤滑。處于液體摩擦潤滑狀態的滑動軸承啟停時，由于速度較慢，油膜不能承受全部外載荷，此時兩個摩擦面均為邊界摩擦潤滑。

混合摩擦潤滑：摩擦副同時處于干摩擦狀態、在邊界摩擦和液體摩擦的情況下，稱為混合摩擦。由于摩擦力的表面不是完全光滑的，在微觀上有很大的凹凸變化。在液體潤滑條件下工作的滑動軸承通常稱為液體摩擦滑動軸承，而在邊界潤滑和混合潤滑條件下工作的滑動軸承稱為非液體摩擦滑動軸承。

失效形式

磨粒磨損和刮傷：從外部進入軸承間隙的硬顆粒和運行過程中產生的磨粒嵌入軸承表面，或隨軸自由旋轉，從而導致軸頸和軸承表面之間的摩擦，這將導致軸承表面上的材料剝落或線性劃痕，這稱為磨料磨損和劃痕這些缺陷會使軸承變形、精度下降、增加軸承間隙并縮短其使用壽命。

膠合：在溫度升高、當負載較重時，油膜破裂，由于摩擦顆粒的積累或軸承與軸之間熱膨脹系數的差異，或由于潤滑不良，軸頸與軸之間相對運動表面上的大量材料粘附和遷移，軸承間隙發生變化這種現象被稱為膠合。膠合引起的失效和磨粒磨損引起的失效有一定的區別后者通常是漸進的，而前者是瞬時的。

疲勞剝落：在反復載荷的作用下，軸承表面產生一種垂直于滑動方向的疲勞斷裂，當裂紋擴展到軸承襯套和墊片的結合面時，引起軸承襯材料的剝落，稱為疲勞剝落疲勞剝離周邊不規則，結合不良造成的襯套剝離邊緣光滑。

腐蝕：腐蝕是指發生在金屬和周圍環境中的一種物理現象-化學反應。在工作過程中，潤滑油氧化產生的酸性物質會腐蝕軸承材料，特別是銅鉛合金中的鉛，造成點狀金屬剝落。

1）安裝時應確保軸頸能在軸承孔中靈活轉動、準確、順暢，注意油路是否通暢，保證油路與油箱的連接。刮擦時，兩側的油點應柔軟，這樣可以在兩側形成油膜，兩端的斑點應均勻，以防止潤滑油泄漏。

2）軸瓦和軸承支架應修整緊密。為了便于擠壓，軸瓦的中分面應高于0.05~0.1  mm。整體式軸瓦在壓入時應避免傾斜，并用緊固螺釘固定軸瓦使用后應及時更換。

3）注意清潔。在刮除和調試過程中，所有帶有油污的機械部件都應在刮除后進行清洗和潤滑。

4）使用過程中要經常檢查。出現發熱（正常情況低于60℃）冒煙、卡住和異常振動、異響等一系列故障情況，故應及時檢測和分析，然后采取相應措施。