什么是自潤滑軸承？結構組成及主要材料介紹

1 自潤滑軸承是什么

滑動軸承根據是否需要持續補充潤滑油可以劃分為一般潤滑軸承和自潤滑軸承兩大類，自潤滑軸承指的是用自潤滑材料制作或在材料中預先加入潤滑劑，在工作時可以不加或長時期不必加潤滑劑的滑動軸承。自潤滑軸承的適用領域主要是在重載、低速及惡劣工況(如極端溫度、真空、高空、腐蝕性等無法加油或難加油情況)下使用，在汽車、工程機械、港口機械、塑料機械、農業機械等行業應用廣泛.

2 自潤滑軸承的結構組成

復層類自潤滑軸承一般由基層和襯層組成，其中襯層材料起自潤滑作用，基層起支撐作用，其它材料起連接過渡作用;基層包括金屬和非金屬兩大類，金屬主要為碳素鋼、銅合金、鋁合金、鑄鐵等，非金屬主要為塑料、橡膠、硬木等;襯層也包括金屬和非金屬兩大類，金屬主要為銅合金、鋁合金、鋅合金、巴氏合金等，非金屬主要為PTFE、PEEK、POM、PA、PI、酚醛樹脂等。單層類自潤滑軸承在金屬或非金屬基層材料中通過嵌入固體潤滑劑或潤滑油實現自潤滑，主要潤滑劑包括石墨、二硫化鉬、PTFE、鉛等

金屬-非金屬自潤滑軸承典型結構：

(1)PTFE和纖維的混合物0.01~0.03mm，可形成一層很好的轉移膜保護對偶件，提供了軸承的自潤滑性能。

(2)銅粉層0.20~0.35mm，具有很好的承載能力和耐磨性，良好的導熱性能可及時轉移軸承運作過程中產生的熱量。復合材料滲入到球形銅粉孔隙中，提高了結合強度。

(3)低碳鋼，提供了很好的承載性能和熱傳遞作用。

金屬固體鑲嵌型典型結構：

(1)根據需要設計的初始潤滑膜，降低起始摩擦因數。

(2)固體潤滑劑，根據運動方向有規則的嵌入排布，運行過程中釋放到軸承表面形成固體潤滑膜，起到降低摩擦因數提高耐磨性的作用。

(3)高強度銅合金，提供了軸承基板的承載性能，有較好的抗沖擊、耐腐蝕能力。

金屬-金屬自潤滑軸承典型結構：

(1)銅/鋁鉛合金燒結層，作為軸承的工作層提供良好的潤滑性能，具有較好的抗疲勞強度和抗咬合性能。

(2)低碳鋼基板，提供軸承的承載能力和熱轉移作用。

3 典型自潤滑材料特性與改進方向

(1)聚四氟乙烯(PTFE)：具有耐化學侵蝕性好，耐高溫，摩擦因數低，通常用于軸承和密封中。PTFE的力學性能較差，線膨脹系數大，抗蠕變性差，在PTFE中填充石墨、玻璃纖維、碳纖維、MoS2、金屬和金屬氧化物后硬度和耐磨性會提高，比磨損率下降至未填充的1/100以下。

(2)聚醚醚酮(PEEK)：力學性能優良，耐腐蝕性較好，熱穩定性以及摩擦磨損性能良好，是繼PTFE后另一種受歡迎的減摩耐磨材料，與PTFE相比具有更好的承載力和耐磨性，可在無潤滑和粉塵等工況下使用。填充PTFE、石墨等材料減小摩擦力同時兼顧材料硬度，降低磨損率。

(3)聚酰亞胺(PI)：是目前有機高分子聚合物材料中熱穩定性能較好的材料之一作為綜合性能優異的特種工程塑料，具有優良的熱穩定性，突出的耐輻照性能和優異的減摩耐磨性能。通過石墨等材料填充后可改善PI的摩擦磨損性能，當PI中添加成分的質量分數為特定值時，潤滑材料的摩擦磨損性能最優。

來源：電力設備新能源行業平價風電專題研究之五：風電軸承降本突圍-220628（49頁）.pdf

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