称心常识网水润滑轴承
水润滑轴承顾名思义是以水作为润滑介质的轴承。水润滑轴承既有滚动轴承又有滑动轴承，通常我们所说的水润滑轴承一般特指动压滑动轴承。下面就主要针对水润滑滑动轴承，介绍该类轴承的特点、结构、材料等的发展及应用情况。
1、水润滑轴承的主要用途
水润滑轴承应用非常广泛。高速、轻载下，主要用作于水泵、船尾管和水轮发动机主轴等；低速、重载下，主要用于堤坝、水闸、水轮发电机导叶和阀等；中低速、中等载荷下，主要用于水处理机械、输送设备、船用舵等。除此此外，还有其他各种应用，如美国研究的高速机床主轴、航天飞机等中采用水润滑陶瓷静压轴承，以及水泵、液压元件和船舶尾轴等都有应用。
水面船舶舵轴和艉部推进器所用水润滑轴承
“蛟龙” 号推进器所用水润滑轴承
2、为什么选用水润滑轴承
因为传统油润滑的轴承（例如：锡青铜滑动轴承）需要设计复杂的密封结构，而且在使用过程中存在润滑油流失和泄漏的情况，污染环境，据有关部门估算，每年船用轴承泄露的润滑油高达几百万吨，严重影响人类生存环境。因此，各个国家也出台相关规定，我国现行标准规定船舶艉轴密封的泄漏允许量为2~3 滴/min；美国政府还以法律形式明确规定，禁止艉轴轴承以油润滑的船舶在密西西比河等内陆河流中航行。因此，水润滑轴承从20世纪70、80年代后逐步开始推行。
3、水润滑轴承的特点
Stribeck曲线将润滑状态划分为三种主要类型：边界润滑(Boundary Lubrication)、混合润滑(Mixed Lubrication)、流体润滑(Hydrodynamic Lubrication)。水润滑轴承的润滑介质为水，水的黏度很低，仅为油的1/100~1/120，低黏度的润滑剂具有摩擦阻力小，摩擦因数低等优点，但水膜的承载能力要比油膜低得多，很难形成流体动压润滑，一般认为只有在高速、轻载的适宜条件下才能形成流体润滑。在启动和停机运行速度有所变化的情况下，轴承往往处于边界润滑和干摩擦状态，因此对水润滑材料，要求能在边界润滑和干摩擦条件下安全运行，且具有低摩擦因数。
水润滑轴承的优点：
1）使用成本低；2）环境友好；3）易维护保养。
缺点：1）由于水的沸点低，所以水润滑轴承不能应用于高温环境中。2）水尤其是海水的锈蚀作用较强，纯水的导电性比普通润滑油高得多，它能引起绝大多数金属材料的电化学腐蚀和高分子材料的老化。3）水的汽化压力高很容易产生气蚀，使材料受到侵蚀。因此，水润滑轴承的材料非常重要。
4、水润滑轴承结构
水润滑轴承依据流体动压形成水膜，即依靠轴与轴承之间的高速相对运动，将摩擦表面间的水带入楔形间隙内形成高压水膜，从而将两摩擦表面隔开，减少了轴承的摩擦磨损。水润滑轴承的结构设计重点和难点在于轴承衬套的结构设计，目前普遍采用的轴套设计方式是在轴套内侧挖出偶数条等距的轴向沟槽。目前普遍采用的板条结构形式有3种：凹面型、平面型和凸面型。另一种受到广泛关注的是螺旋形槽。
直槽和螺旋形结构
实物图
5、水润滑轴承材料
水润滑轴承材料的性能决定着轴承的工作性能和使用寿命，水润滑轴承材料也在不断的发展。使用的材料有：铁梨木、桦木层压板、夹布胶木（酚醛胶木）、金属材料（青铜、巴氏合金等）、陶瓷（氮化硅、氧化锆等复合材料）、石墨制品、工程塑料（包括改性橡胶和高分子材料等）。目前，从实际的应用来看，非金属材料的应用前景更广阔。
表1 常用水润滑轴承材料的性能对比
表2 高性能材料的特性
6、水润滑轴承主要供应商
民用船舶市场上主要的水润滑轴承品牌为加拿大Thordon公司生产的“赛龙轴承”和英国TENMAT公司的FEROFRM系列耐磨轴承材料（俗称飞龙），两家公司占全球水润滑轴承市场超过一半。Thordon公司和TENMAT公司的材料特性见上表。
德国Igus公司水润滑轴承以iglidur H370型号为代表，其材料为加强纤维和固体润滑脂，此轴承可承受较高的载荷，并具有抗腐蚀性。
瑞典特瑞堡(TRELLEBORG)公司的产品在水面船上已有大量成熟的应用，其具备船级社认证，型号为Orkot TLMM和TXMM。
国内企业有：长春安旨科技有限公司、广州研理复合材料科技有限公司、郑州星航耐磨材料科技有限公司等。
7、水润滑轴承的发展
水润滑轴承虽然具有结构简单，易加工，高速工况下发热量小、清洁无污染等优点，但同时也有承载能力低、摩擦磨损机理复杂、干摩擦和边界摩擦严重等缺陷，还有待进一步的摸索，比如：理论方面，需要进一步完善滑动轴承的边界润滑和流体润滑理论，填补非金属材料在轴承工业上的系统理论；基于各类材质的高、低摩擦副水润滑理论的建立；基于表面工程的水润滑摩擦学机理研究等。在应用方面，水润滑轴承将改变某些在恶劣环境中工作的机械机构，如泵、风机等，使这些机械结构在设计、制造、安装维修上趋于简单化，并能提高使用寿命和生产效率，节约贵重有色金属材料，经济效益明显。随着应用研究的不断进步，相信水润滑轴承的研究与应用会得到长足的发展。
参考文献：
1.王玉玺,杨辉.水润滑轴承技术进展[J].机械制造，2018：:67-71.
2.王优强，李鸿琦，佟景伟.水润滑橡胶轴承[J].轴承，2002（10）：41-43.
3.王优强，李鸿琦，佟景伟.水润滑赛龙轴承[J].轴承，2004（2）：39-41.
4.宋强,范华涛，王瑞,等.深海水下装备水润滑轴承研究现状与进展[J].船舶工程，2019,41（11）：125-130.
5.刘兴华，马永翰，王辉.几种水润滑轴承摩擦学性能的研究[J].机械工程师，2017（11）：119-121.
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