干货 | 工程塑料直线滑动轴承的利与弊深度解析（下篇）

上篇（点击了解）说到塑料直线滑动轴承具有抗震动、承载大、对轴友好、耐粉尘脏污的有优点，以及一些应用场景举例。本文将继续论述其拥有的另外5个优势。

四、耐腐蚀

生锈腐蚀不仅影响轴和轴承的使用寿命，还影响美观和卫生，特别是在有水和腐蚀性介质环境里，传统金属滚珠轴承的润滑油会稀释失效，为了提高耐腐蚀能力，需要从材料或者表面处理方面入手，比如采用不锈钢、陶瓷、以及表面做镀镍处理等。塑料具有很强的耐腐蚀能力，drylin 直线滑动轴承用高性能自润滑塑料作为滑动元件，外壳材料为不锈钢或者表面经过氧化的铝合金或者锌合金，在各种工况下都具有非常好的耐腐蚀性。

▲ 耐弱酸实验演示

介质环境是否有腐蚀性也决定了轴材料的选择，钢轴的耐腐蚀性取决于碳含量，以及铬、钼和镍的比例。

碳含量低的钢具有较好的耐腐蚀能力，其中铬含量如果高于10.5%则为不锈钢，一般对弱腐蚀性的介质，如水汽、弱酸、弱碱和盐液具有良好的抗性。当铬含量达到17%时，不锈钢耐腐蚀能力很强，即使添加镍和钼也很难再提升到新的水平。常见的不锈钢材料是奥氏体不锈钢，如1.4305/303、1.4301/304、1.4571/316Ti、1.4404/316L，因为具有面心立方结构，不容易发生相变，无法通过热处理提高硬度。而如果要匹配循环滚珠轴承，则必须要硬化轴，否则轴表面会被点蚀产生凹槽，因此奥氏体不锈钢轴更适合用塑料滑动轴承。高合金不锈钢（如1.4571/316Ti）与高性能工程塑料滑动膜（如iglidur X）组合，即使在海水中也能具有很好的耐腐蚀能力，是清洁密集型行业的理想解决方案，如医疗、罐装、化工、电镀行业。

碳含量高的钢（如马氏体不锈钢1.4034/420C、1.4114/440B、1.4125/440C）可以通过淬火工艺提升强度和硬度，适合与循环滚珠轴承配合，通常用于对强度、硬度、耐磨性要求高但不需要有耐腐蚀能力的场合。

▲ 铬含量与钢材料腐蚀性敏感度对应图 （数据来源：https://www.steelforyou.at/0uploads/qs.pdf）

六、重量轻

drylin 直线滑动轴承用高性能自润滑塑料作为滑动元件，外壳材料为不锈钢、铝合金或者锌合金，对于重量要求苛刻的场合，drylin 提供非常多的减重方案，比如降低导轨和滑块的高度、采用整体塑料的轴承、用空心轴代替实心轴、采用碳纤维或者玻璃纤维的轻质轴等。

▲ 滑动轴承的减重方案

七、运行安静

在医疗、实验室、家具、健身设备中，低噪音是必不可少的产品技术要求。前面我们已经提到保持架和滚珠的配合结构非常容易受到外部冲击和振动的影响，碰撞发出噪音，运动速度越快，噪音越大，而滑动轴承只有滑动膜与导向轴之间较低的摩擦声音。根据对比实验我们可以看到，滚珠轴承的分贝值在60到70之间，drylin 直线轴承的分贝值在45到60之间，平均降噪25dB，如果按下表中20dB声压级来看，则响度相应降低为4倍。

▲ 直线轴承噪音对比

八、免维护、清洁卫生

直线滚珠轴承需要定期注脂，而drylin直线滑动轴承的滑动元件由自润滑高性能塑料制成，无需额外的润滑剂，没有油脂飞溅和油雾的担忧，因此特别适合于制药、生物、化学和医疗、无尘室等有很高清洁标准的行业。

▲ Fraunhofer IPA与ESD报告，编号：IG 0308- 295 73

无尘室，是指将一定空间范围内空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排出，并将室内的温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音震动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计的房间。亦即是不论外在空气条件如何变化，其室内均能具有维持原先所设定要求洁净度、温湿度及压力等级能特性。2003年，德国Fraunhofer研究所对易格斯drylin 直线样品N40、W10、T25和T30进行了专业的测试，根据标准DIN EN ISO 14644-1，在速度v=1m/s、2m/s，分别统计空气中悬浮粒子大于或等于所标粒径0.2μm、0.3μm、0.5μm和5μm的粒子最大浓度（个/每立方米空气粒子），清洁度达到3~7级，详情可查看证书。根据SEMI E78-0998防静电标准，防静电等级为1级。

九、材料安全

drylin轴承导轨系统符合2011/65/EU (RoHS2) 以及2015/863/EU(RoHS3)标准。RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，它的全称是《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances)。该标准已于2006年7月1日开始正式实施，主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准的目的在于消除电器电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚共6项物质，并重点规定了镉的含量不能超过0.01%。

▲ drylin轴承导轨系统符合RoHS认证标准声明

用2：1法则和浮动轴承避免卡滞

滑动形式的摩擦系数不可避免比滚动高。在多轴系统，驱动力施加点距离轴承越远，摩擦力越大，需要的驱动力和磨损也越大。理论上，当静摩擦系数等于0.25时，如果驱动力点与固定轴承的距离大于轴承间距离的2倍，就会出现卡死。我们只要通过简单的2：1法则就能避免此现象的发生，计算施加驱动力的位置， 即驱动力臂L1应不大于轴承间距离的2倍。

另一方面，设备精度、导向轴质量、安装精度都会导致轴承与轴不同心。金属循环滚珠轴承对不同心并不灵敏，容易造成轴承损坏和轴的损伤；drylin®滑动直线轴承则反应更加灵敏，不同心会导致轴承阻力大、抖动、卡住，严重的还会导致滑动膜断裂脱落。不过drylin®工程塑料直线滑动轴承可以通过放大内径公差来弥补轴承和轴之间的不同心，即浮动轴承。

▲ 易格斯2：1法则

总结

轴承的选择需基于设备的技术要求和工作环境。如果设备需要以毫米精度工作，高精度和低摩擦是必要条件，滚珠直线轴承的精度和刚度非常高，在机床、加工中心、电子产品板组中都无法被滑动轴承更换。然而，当精度不那么重要的时候，需要耐污垢、耐腐蚀、短行程高频率运动或长行程运动等，尤其是医疗器械、食品加工等对卫生要求高的行业，循环滚珠直线轴承都可以由成本性能更优的滑动轴承取代。

+++ 强    ++ 一般    + 弱

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黄宇波 Kevin Huang

drylin^® 产品经理

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