滑动轴承

滑动轴承（Sliding   bearing）是指在使用过程中轴承与轴颈的支承面之间产生直接或间接滑动摩擦，具有较强承载能力的轴承、运行平稳等特点，滑动轴承可以根据不同的分类方法进行区分最常见的是根据载荷方向的不同，将滑动轴承分为径向滑动轴承和推力滑动轴承。轴承和内圈使用的材料称为轴承材料，常用的材料是金属、多孔金属和非金属可以分为三类。为了保证滑动轴承的正常运转，正确选择润滑剂也是必要的。滑动轴承通常在高工作速度下使用、负载大、在精确支撑条件下，广泛应用于机械工程中、海洋设备、土木水利、航空航天等领域。

滑动轴承包含少量零件，工作表面之间通常有一层润滑油膜，它们处于平面接触。其主要优点在于结构简单、效率高、制造拆卸容易、承载能力高，运行稳定，但其缺点是磨损严重、维修难度大。主要用于高速、高冲击、高震动、当径向尺寸极窄或工作环境有特殊要求时，在金属切削机床上、它已广泛应用于航空发动机部件和各种仪器中，其理想的工作状态是液体摩擦。但由于受低速、重载、在启停循环等多种因素的制约下，滑动轴承在真实工况下的摩擦状况将由液体摩擦转变为混合摩擦、甚至边界摩擦的变换。

径向滑动轴承的结构

整体径向滑动轴承：整体径向滑动轴承包括轴承座和由减摩材料制成的整体轴套。轴承座用螺钉固定在底座上，顶端装有螺纹加油杯。轴套上设有油孔，轴套的内表面设有用于输送润滑油的油槽。这种轴承结构简单，制造成本低，但它可以 由于表面磨损不能修整，在安装和拆卸轴时只能轴向移动，主要用于手动机械、农业机械等低速、轻负荷、间断工作的场合。

剖分式滑动轴承：分体式滑动轴承由轴承盖组成、轴承座、分开轴瓦和螺栓等为了居中和避免横向错位，分界面通常做成台阶状。轴承盖上端有一个螺纹孔，用于固定和安装油杯。轴瓦也是分体的，一般下轴瓦用来承载负荷。通常情况下，轴套内壁涂有轴承衬，以节省贵金属或用于其他目的。轴承的剖切面应尽可能与负载方向大致垂直轴承的剖切面大部分是横向的，有些是倾斜的。这种轴承易于安装和拆卸轴瓦磨损后，可通过减少中分面垫片的厚度来调整轴承间隙。

自动调心径向滑动轴承：当轴颈很长，主轴的刚度很小，或者两个轴承没有固定在同一个刚架上，就很难保证同心度，这样就会造成轴瓦端部的局部摩擦，从而导致轴瓦的某些区域磨损较大。通过调整轴瓦相对于轴承的轴向位移可以调整轴承的轴向位置，这种轴承称为调心径向滑动轴承。其结构特点是外表面为凸球面，与轴承盖和轴承座上的凹球面相匹配当轴变形时，可以根据轴的方向调整轴瓦，从而保证轴颈与轴瓦的球面接触。

推力滑动轴承的结构

用于承受轴向载荷的推力滑动轴承通常包括轴承座和推力轴颈，它们可以与径向滑动轴承一起承受各种载荷，常见的是实心型、空心型、单环型、多环型。实心轴颈端部压力分布很不均匀，应用范围小。空心轴颈接触面上的压力分布相对均匀，润滑条件较实心轴颈有明显改善。单环采用轴颈的环形端推力，结构简单、易于润滑的特点。多环轴颈既能承受大的单向轴向载荷，又能承受双向轴向载荷。

1）在高速、它在重载下运行良好，使用寿命长。使用液体摩擦滑动轴承，流体中的内摩擦代替了金属表面的摩擦，从而有效地避免了磨损，大大提高了轴承的使用寿命。

2）精度高，运行稳定，无噪音，支撑位置准确。如果液体摩擦轴承设计合理，使用正确，它可以达到很高的旋转精度。

3）具有良好的缓冲和减震效果。液体摩擦滑动轴承工作表面的油膜具有减振作用、缓冲降噪可以有效吸收振动，减少冲击。

4）它的径向尺寸较小，但起始摩擦阻力较大。液体摩擦滑动轴承适用于轴密集或轴旋转部件直径较小的情况，但在启动和即将停止时往往处于非液体摩擦状态。

5）非液体摩擦滑动轴承的特点是结构简单、操作简单，速度低、不重要的轴可以选择，但损耗大，容易磨损。

基本要求

具有优良的减摩、耐磨性和抗胶合性。为了减少轴承在使用中的损耗，轴承材料必须具有低摩擦系数、低磨损率、高耐热性和良好的抗粘附性。

具有优异的摩擦柔顺性嵌入性和磨合性。摩擦柔度是指在接触过程中利用材料表面的弹塑性变形，来补偿轴承滑动面的初始磨损。嵌入性是指材料可以容纳嵌入的硬颗粒，因此可以减少滑动轴承的擦伤或磨损。磨合是指短时间内在轻微载荷下轴瓦和轴颈表面之间形成匹配表面粗糙度的能力。

它具有足够的耐腐蚀性和强度。为了保证轴承在不同载荷下有足够的工作寿命，防止其发生过大的塑性变形，必须保证其具有一定的强度，并且在工作过程中，由于润滑油的氧化，会对轴承造成一定的腐蚀，所以选用的轴承材料必须具有较高的耐腐蚀性。

导热性好，热膨胀系数小。滑动摩擦会导致轴承运行过程中温度升高因此，为了保证它们的正常运行，轴承的温度不应过高，良好的导热性有利于散热同时，热膨胀会改变轴承之间的间隙，从而对其工作条件产生不利影响热膨胀系数越小，这种效应的影响就越小。

常用种类

金属材料：轴承合金。轴承合金，也称为巴氏合金或白合金，是一种软基底金属（如锡、铅）加入适量的硬金属颗粒。软矩阵有很好的磨合、嵌入和顺应性，而硬金属颗粒起辅助作用、抵抗磨损的作用。

铜合金。铜合金是铜的一种、锡、铅、由锌或铝组成的金属是一种传统的轴承材料，包括青铜和黄铜。青铜材料具有高强度、高耐磨、高导热性等优点，但其塑性和运行性不好，因此需要淬火。黄铜的耐磨性比青铜差，但其铸造和加工工艺较好，成本较低，因此适用于低速和中负荷轴承。

铝基轴承合金。铝基轴承是一种新型轴承材料，具有良好的耐腐蚀性高疲劳强度和优异的摩擦性能，因此在某些应用中取代了昂贵的轴承合金和铜合金，如增压柴油机的轴承。

多孔质金属材料：多孔金属材料用铜、铁、石墨之类的粉末被挤出，然后烧结。它是一种多孔结构工作前将润滑油注入型腔，工作时润滑油会自动流入摩擦面，从而达到润滑的目的。由于多孔金属材料韧性差，一般只适用于非冲击性、在轻负载和低速条件下。常用的多孔金属材料有铁基和铜基，成本较低、高含油量和高强度。

非金属材料：用于轴承的非金属材料是塑料、橡胶、碳-石墨等，使用最多的是塑料。塑料轴承具有良好的自润滑特性，如质量小强度高摩擦系数低抗振动和抗胶合性能好在低速时、低负荷条件下不需要润滑。橡胶支座柔软有弹性，可以起到很好的隔离作用，降低噪音。但其缺点是导热系数低，高温下易老化，耐腐蚀性和耐磨性下降。碳–石墨轴承材料是一种自润滑材料、耐腐蚀和耐高温的材料经常用于各种恶劣的工作条件。

润滑剂的种类

润滑油：一般润滑油可分为矿物油、机油和化学合成油有三种，矿物油是目前使用最广泛的一种。润滑油的主要性能指标包括粘度、油性、闪点和凝点。

润滑脂：油脂是一种增稠剂(金属皂)组成的混合物。根据使用的皂基类型，常用润滑脂如下：钙基润滑脂、钠基润滑脂、锂基润滑脂和铝基润滑脂，它们的主要性能参数是针入度、滴点等。

固体润滑剂：石墨二硫化钼等通常被使用。通常，当润滑油或润滑脂超过适用范围时，使用固体润滑剂。

润滑剂的选择

类型选择：润滑剂在滑动轴承的工作和使用寿命中起着重要作用，必须选择合适的润滑剂以确保轴承具有良好的工作特性和较长的使用寿命。在正常工作条件下，润滑油具有良好的润滑和散热性能，是应用最广泛的一种。

滑动轴承

润滑脂容易粘附在摩擦表面，易于维护，具有良好的密封性能，适用于低要求、不经常运转的非液体摩擦滑动轴承。固体润滑剂摩擦系数高，散热性能差，使用时间长，有特殊要求。

工作条件：在轻载和高速条件下，为了减少润滑油的摩擦和温度，选择低粘度润滑油，并在高温下使用、在重载低速条件下，选用高粘度润滑油，促进油膜表面的形成。经常启动的轴承应选择油质好的润滑油。一般来说，润滑油的工作温度不应高于60 ℃，而润滑脂的工作温度应比其滴点低20 ~ 303356℃。

结构特征和环境条件：在润滑间隙较小的情况下，为了使润滑油完全进入，应选择低粘度润滑油，当润滑间隙较大时，应使用高粘度润滑油，防止油流失。在存在某些易燃易爆特性的地方，润滑油必须具有高闪点和高阻燃性。在多尘、在潮湿条件下，应选择钙基、锂基或铝基防水润滑脂。

润滑方法和装置：润滑油润滑：润滑油的供应可以是间歇的或连续的在这种情况下，连续供油更安全，而间歇供油适用于小型车辆、对于低速或间歇运转，通常用油箱或油枪将油注入轴承的油孔或油环中。

润滑脂润滑：润滑脂只能起到间歇润滑的作用，而最常用的是带旋转盖的油杯。黄油杯的杯体内储存有油脂，杯盖通过螺钉固定在杯体上可以通过旋转杯盖将润滑脂挤出轴承，也可以使用黄油枪将润滑脂注入轴承。

滑动摩擦状态：干摩擦：滑动轴承工作时，重要的正式颈部表面与未添加润滑油的轴承表面之间的摩擦称为干摩擦。干摩擦的摩擦阻力大，导致轴承磨损非常严重，极大影响滑动轴承的使用寿命，应尽量避免。

液体摩擦润滑：液体摩擦润滑具有摩擦阻力低无磨损使用寿命长的优点，是最佳的摩擦状态然而，它需要满足特定的条件才能实现这一目标处于液体摩擦状态的滑动轴承可以最大程度地避免磨损、刮伤等失效形式。

边界摩擦润滑：两个摩擦表面被附着在表面上的薄膜隔开，它们的摩擦特性与流体的粘度无关，而与边界膜和表面的吸附特性有关，这称为边界摩擦润滑。处于液体摩擦润滑状态的滑动轴承启停时，由于速度较慢，油膜不能承受全部外载荷，此时两个摩擦面均为边界摩擦润滑。

混合摩擦润滑：摩擦副同时处于干摩擦状态、在边界摩擦和液体摩擦的情况下，称为混合摩擦。由于摩擦力的表面不是完全光滑的，在微观上有很大的凹凸变化。在液体润滑条件下工作的滑动轴承通常称为液体摩擦滑动轴承，而在边界润滑和混合润滑条件下工作的滑动轴承称为非液体摩擦滑动轴承。

失效形式

磨粒磨损和刮伤：从外部进入轴承间隙的硬颗粒和运行过程中产生的磨粒嵌入轴承表面，或随轴自由旋转，从而导致轴颈和轴承表面之间的摩擦，这将导致轴承表面上的材料剥落或线性划痕，这称为磨料磨损和划痕这些缺陷会使轴承变形、精度下降、增加轴承间隙并缩短其使用寿命。

胶合：在温度升高、当负载较重时，油膜破裂，由于摩擦颗粒的积累或轴承与轴之间热膨胀系数的差异，或由于润滑不良，轴颈与轴之间相对运动表面上的大量材料粘附和迁移，轴承间隙发生变化这种现象被称为胶合。胶合引起的失效和磨粒磨损引起的失效有一定的区别后者通常是渐进的，而前者是瞬时的。

疲劳剥落：在反复载荷的作用下，轴承表面产生一种垂直于滑动方向的疲劳断裂，当裂纹扩展到轴承衬套和垫片的结合面时，引起轴承衬材料的剥落，称为疲劳剥落疲劳剥离周边不规则，结合不良造成的衬套剥离边缘光滑。

腐蚀：腐蚀是指发生在金属和周围环境中的一种物理现象-化学反应。在工作过程中，润滑油氧化产生的酸性物质会腐蚀轴承材料，特别是铜铅合金中的铅，造成点状金属剥落。

1）安装时应确保轴颈能在轴承孔中灵活转动、准确、顺畅，注意油路是否通畅，保证油路与油箱的连接。刮擦时，两侧的油点应柔软，这样可以在两侧形成油膜，两端的斑点应均匀，以防止润滑油泄漏。

2）轴瓦和轴承支架应修整紧密。为了便于挤压，轴瓦的中分面应高于0.05~0.1  mm。整体式轴瓦在压入时应避免倾斜，并用紧固螺钉固定轴瓦使用后应及时更换。

3）注意清洁。在刮除和调试过程中，所有带有油污的机械部件都应在刮除后进行清洗和润滑。

4）使用过程中要经常检查。出现发热（正常情况低于60℃）冒烟、卡住和异常振动、异响等一系列故障情况，故应及时检测和分析，然后采取相应措施。