服务案例

虽然“滑动轴承”听起来很简单，但这个名字掩盖了它的复杂性。选择轴承时要注意这些关键因素。 在有活动部件的地方，您通常会找到轴承。简而言之，轴承的目标是尽可能减少对系统的影响——吸收最少的能量，缓慢磨损，并尽可能降低成本。轴承有很多种。本文将重点介绍滑动轴承，以及在为应用选择合适的轴承时发挥作用的五个因素

滑动轴承有很多名称；工程师通常会互换使用滑动轴承、轴颈轴承、套筒轴承、衬套和滑动轴承。这些类型的轴承可以很简单，例如将一根相对较软的材料制成的管子压入孔中作为导向柱，或者用作脚轮轴承（插入轮子或球的金属套筒）。

通常在旋转或滑动轴应用中工作的套筒式轴承通常以线性运动和旋转运动而闻名。这些轴承有两种类型：齐平安装且仅承受旋转载荷的圆柱体，以及帮助法兰承受轴向载荷的“法兰轴承”。

加工会影响成本，在选择轴承时必须考虑。法兰听起来可能并不复杂，但它改变了工艺，因此会影响成本。这是对不同材料的好处。例如，塑料相对容易加工。

简单地在您的设计中添加一个功能，例如法兰，可能会增加成本。但是，不添加所需的功能可能会导致失败。也就是说，确定合适的滑动轴承的第一步是评估它的使用方式和使用位置。

一、什么是应用程序？

选择轴颈轴承总是从对包含轴承的设备的预期用途进行全面评估开始。正确的选择包括对环境因素的评估，例如腐蚀性化学品、污染、高或低工作温度和/或食品和饮料应用中可能存在的冲洗要求。每个应用程序都会建议特定的材料以获得最佳性能。进一步的应用评估应侧重于轴颈轴承将承受的载荷类型。高转速、高线速度或冲击载荷的存在也会对用于轴颈轴承的材料产生影响。”

例如，离心泵、涡轮机和压缩机应用等高速应用通常不会在 3600 rpm 以上使用滚珠轴承。这也是油气行业高速精密回转设备采用滑动轴承的原因之一。

在讨论了轴承的使用方法之后，开始讨论速度、负载、公差、间隙等。在所有应用中特别重要的是压力和速度 (pV) 之间的关系。

1、了解您的 pV 值

pV 值——压力 (p) 乘以运行速度 (V)——衡量轴承材料适应运行期间摩擦能产生的温度极限的能力。光是 pV 值就只有实现稳定温度极限所需值的二分之一。因此，在与材料的 pV 额定值进行比较之前，溶液 pV 将乘以 2 以获得设计 pV 值。压力表示为：

p = F/LD

其中 F = 负载/力；L = 长度；D = 轴颈直径。

轴颈是在轴承内部运行的轴区域。轴颈速度将 pi 乘以轴的给定速度 (n) 和估计直径 (D) 除以 60,000：

V = πDn/(60,000)

滑动轴承的额定速度不同，具体取决于它们使用的材料种类，

求解轴承压力和速度后，将它们相乘以获得 pV 因子。额定值高于双倍 pV 因数（称为设计 pV 值）的材料是适用的。

轴承直径通常受到应力和挠度的限制，因此指定长度以提供合适的轴承压力。选择试验直径，然后根据所需的长度直径 (L/D) 比确定试验长度。对于全膜流体动力轴承（本文稍后解释），长径比的常见范围是 0.35 到 1.5。

虽然这个基本 pV 值可以揭示某些材料的适用性，但重要的是要考虑不同的条件，或了解可能改变设计的不同条件。例如，如果材料的 pV 额定值接近计算的设计 pV 值，所选材料的热膨胀将变得越来越重要。

2、了解您的径向间隙

热膨胀系数、机器精度、转速和轴的表面粗糙度都对确保运行期间的径向间隙令人满意起着一定的作用。可以从图表或计算中找到最小直径间隙。

通常，对于我们的塑料轴承，运行间隙约为 0.002 至 0.004 英寸，还必须考虑外壳孔和轴的公差，并且可能有更小的间隙。 在机械设计中的机械元件中引用的另一条准则是，间隙可以是轴承直径的 0.001 到 0.002 倍。工程师可能还想了解在潮湿或水下应用中，膨胀将如何影响塑料轴承的间隙。

该图表最初于 1983 年发表在滑动轴承设计手册中，但今天仍然是一个很好的资源。

根据目前收集到的信息，现在可能是寻找轴承制造商讨论您的应用的好时机。一些在线制造商提供在线计算器，可能会建议一种材料甚至一种产品。但是，有了应用信息、pV 系数和径向间隙，您就有了足够的信息与现场人员展开对话。与制造商交谈有助于了解新材料以及本文未涵盖或仅简要介绍的其他材料特性。

二、在考虑了应用和基本特性之后，重点可以转移到材料上

一般来说，轴颈轴承被认为是一种牺牲材料，这意味着该材料会比轴软。此外，污染会增加轴的磨损。如果润滑不足以清除污染物，或者是干式轴承应用，则将污染物嵌入较软的材料中可以最大限度地减少磨损。然而，材料越软，负载和速度就越成为问题。

1、巴氏合金材料

巴氏合金材料，以金属匠 Isaac Babbitt 的名字命名，是一种软合金，通常由铅或锡制成。能够与铜等其他金属混合，可以为特定应用定制巴氏合金材料。给定材料的更大柔软度通常意味着它在可嵌入性方面将更有效。不幸的是，这通常也意味着材料的强度较低。巴氏合金材料通常用作钢或铸铁外壳的衬里，并经常用于发动机的曲轴。

2、混合材料

青铜是一种混合材料，就像巴氏合金材料。添加锌和铅等金属以降低硬度时，可以添加锡和铝以提高强度和硬度。铝在泵和飞机应用中效果很好，但由于嵌入性差，需要持续润滑。锌能够在没有连续润滑供应的情况下运行——通常使用轴承润滑脂。虽然锌的保护效果很好，但它在盐分或海水等腐蚀性环境中并不是很有效。总体而言，青铜在振荡或旋转应用中可承受约 25,000 至 40,000 psi 的负载。

负载和速度将是材料选择的主要决定因素，尤其是巴氏合金和青铜。例如，一个 1 英寸的巴氏合金套筒轴承。直径，以 200 rpm 运行，额定负载为 270 磅。在相同条件下，青铜套筒轴承的额定重量为 470 磅。

材料的其他考虑因素是腐蚀性或冲洗环境。塑料和复合材料轴承已经发展到通常成为这些类型环境的良好解决方案的地步。由于混合物、填料和增强基体材料，很难表征塑料和复合材料轴承。不同的混合物能够在腐蚀性、潮湿甚至水下应用中表现良好。

3、塑料轴承

塑料轴承的另一个好处是它们具有更高的弹性模量，非常适合减振和冲击载荷。虽然强度是一个问题，但塑料可以相对轻松地处理几千 psi 的表面压力。有一些塑料可以承受超过 20,000 psi 的压力，金属支撑轴承甚至可以承受 29,000 psi 以上的压力，但塑料通常用于 20,000 psi 以下的应用。

使用塑料轴承的一大好处是，纤维增强材料混合物是根据特定应用要求量身定制的，有助于轴承承受冲击和边缘载荷，。此外，将金属塑料衬套换成复合塑料衬套可以减轻 25% 或更多的重量。

塑料通常具有成本效益，易于加工，并且可以提供预浸渍（prepreg）聚合物。预浸青铜轴承也可用，并在轴承升温时从轴承中吸油。在低速或冷启动期间，预浸油可能已经干燥或凝固。这会增加启动期间的摩擦系数和磨损。某些塑料（例如含氟聚合物）具有低摩擦系数（0.05 至 0.15）和无油耐磨性。

与塑料一样，金属轴承在使用粉末冶金(PM) 工艺时可以提供定制混合物和预浸料选项。PM 提供简单的定制合金和良好的尺寸公差。润滑是轴颈轴承的关键。许多不使用预浸料选项的应用采用流体动力 润滑，因此轴将骑在一层连续流动的润滑剂上。通常需要至少高于几百转/分的速度来泵送油和污染物通过轴承。

三、一些滑动轴承的缺点之一是需要持续供应润滑剂

这可能需要泵、控制装置、管道和其他增加成本和复杂性的组件。静压轴承提供了一种非流动润滑的替代方案，这种润滑通常被加压并用密封件固定。

工作温度必须计入粘度以确保适当的润滑和最小的油膜厚度。

由于与轴颈轴承相关的高摩擦和高温，流体动力润滑系统能够控制润滑剂、轴承和轴的温度（某些系统可能包括用于油的热交换器或冷却器）。虽然流体动力润滑很常见，但应用和负载很重要。如果机器会经历多次启动和停止，请务必记住轴在停止时会靠在轴承上。材料之间的动摩擦系数会影响启动时的磨损。

石油通常设计为在 160°F 左右或以下运行以防止氧化。然而，润滑剂温度控制的最大原因之一与粘度有关。动态粘度对轴承性能至关重要，并且会随温度变化。粘度以 lb*s/in 表示。2（称为 Reyn，以 Osborne Reynold 因其在流体流动方面的重要工作而命名）或 SI 单位的 Pa*s。有些工程师会用厘泊来表示。

1.0 磅*秒/英寸2 = 6895 帕*秒

1.0 Pa*s = 1000 厘泊

轴的表面粗糙度和最小油膜厚度也会影响润滑。16 至 32 微英寸的平均表面粗糙度对于良好的轴承质量是可接受的。一般来说，轴承的表面粗糙度应与轴相匹配。但是，如果轴承材料比轴软，轴就会“磨损”轴承。对于某些材料，尤其是塑料，这可能是有益的。被磨掉的轴承颗粒可以填充轴颈中的谷；随着时间的推移，本质上使轴更平滑。

流体动力润滑轴承设计有受轴表面粗糙度影响的最小油膜厚度。在标准操作条件下，润滑剂膜必须确保旋转轴和轴承之间不存在固体接触。通常，轴颈表面粗糙度的降低会降低最小薄膜厚度。然而，最小薄膜厚度的计算不考虑表面粗糙度。对于磨削轴颈，常见的计算仅考虑轴颈的直径：

h = 0.00025D

其中 D = 轴颈直径。

如果在操作过程中有任何事情影响到这个最小厚度，轴颈和轴承上的凹凸不平将开始接触并断裂。这会加速磨损，因为如果不使用一致的润滑剂流将粗糙物冲出系统，它们就会聚集在一起。如果要重复使用润滑剂（通常是这样），则必须在系统中添加过滤过程。

四、结论

总的来说，简单、成本、易于制造和易于维护使滑动轴承在广泛的应用中得到使用。“一些提示——剖分轴承适用于需要维护的应用；对于高强度塑料轴承，请注意压配轴承和外壳材料，压装在钢制外壳中的坚固塑料额定轴承可能会推出铝制外壳。这可能会影响轴承的最终内径。

三、联系我们

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商，现已拥有两大自主品牌：让融（RANUR)、让云（RANUY )系列工程轴承，我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求，并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

让融（RANUR)系列工程轴承是中国轴承高品质的保证，让融（RANUR)系列轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的工程轴承专用材料。

技术负责人电话：： 13657445999

销售负责人电话：： 13657443999

24小时官方电话：：4006-808-505

四、相关材料

不锈钢轴承	塑料轴承
绝缘轴承	陶瓷轴承