工程塑料具有优良的自润滑性、耐磨、低摩擦系数和特殊的抗咬合性，即使在润滑条件不良的条件下也能正常工作，因此被广泛用作轴承材料，取代金属材料。作为轴承材料的工程塑料主要有聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚砜、聚苯醚及聚酰亚胺等。工程塑料代替金属作为轴承材料，其优点是：摩擦系数小，耐磨性高和具有自润滑性能；有良好的耐腐蚀性能，可以在润滑条件恶劣的情况下工作，具有消除噪音的作用；节约青铜等金属材料；生产效率高。它的主要缺点是：受热、受冷以及吸水、吸油后尺寸变化大；耐热性低、散热慢、变形后易引起“抱轴咬死”的现象；有蠕变性。塑料轴承的使用条件越是负荷小，轴速度低，它的优越性也就越明显。
1塑料轴承的选材
塑料轴承（SKF轴承的润滑技巧）所用的材料，主要应根据各种塑料的磨损特性、摩擦特性、PV极限值等进行选择。
1.1塑料的磨损特性
磨损是摩擦作用对材料表面产生的破坏结果。其形式有粘着磨损，犁削及变形磨损。塑料的磨损特性取决于其所受的负荷、滑动速度、环境温度、对磨材料的性质、硬度和表面光洁度。
PTFE硬度低，易被其他材料磨损，不同的耐磨材料对PTFE的磨损量也不同。
1.2塑料的磨擦特性
摩擦是一种阻止接触物体间相对运动的作用。塑料滑动摩擦是以下几种作用的复合效应：平面间的粘着作用（也称粘着摩擦），磨粒或硬质磨面上突起的切削犁耕（也称犁耕摩擦）以及粗糙面的变形（也称变形摩擦）.Bowder和Tabor的“粘着―剪切理论”
以及Lee的“表面能理论”
认为影响摩擦材料的主要因素是真实接触面积、材料的剪切速度及其表面能。塑料的摩擦特性主要用摩擦系数表征。摩擦系数随负荷增大而降低，随滑动速度的增快而增高。
1.3塑料轴承的PV极限
PV值为速度和负荷的乘积，是衡量高分子材料轴承性能的重要指标。对设计有意义的是PV值，它表示轴承的上限。速度与负荷实际上通过摩擦功转变热能，导致高分子材料产生如软化熔融、炭化来表现的。
塑料轴承的PV值随滑动速度的变化而异，当V逐渐增大时，PV值下降。但聚四氟乙烯情况比较特殊，由于摩擦系数极低，而承载能力也很小，对滑动速度的变化不敏感，因此在一定范围内随滑动速度的增快，PV值反而增大。
2塑料轴承的设计
塑料轴承设计时应对轴承的工作条件和性能进行分析。这些工程参数有PV值、腐蚀性、摩擦系数、工作间隙、轴精加工与硬度、长径比与壁厚、润滑与密封等。设计时首先要确定轴承的工作间隙量的大小，轴承壳体的固定牢度及散热条件这三个因素，这三个设计因素是塑料轴承应用性能的关键。当然，设计时要统筹兼顾每项的重要性，下面从结构方面加以介绍。
2.1结构特点
2.1.1长径比与壁厚
长径比（L/D）以1∶1为好，一般不超过1.5∶1.便于热量的散发。如果长度过长，可以分成几段。
塑料轴承壁厚不宜过大。在保证强度和成型工艺许可的情况下，越薄越好。但是壁厚过小，压配时易引起变形，同时在轴承座中的张紧力也不够。一般壁厚为内径的1/10～1/20.壁厚过大不易散热，而且易于蠕变。
2.1.2配合间隙
塑料轴承的配合间隙，一般比金属轴承与轴的配合间隙大，才能保持足够的张紧力。
但压配过盈量也不宜过大，否则会造成压配困难，并易导致压碎衬套，影响内壁的圆整度。例如，尼龙轴承比铜轴承配合间隙大一倍。这是因为塑料尺寸稳定性差的缘故。
另外，塑料轴承外径与轴承座，一般用过盈配合，这样固定比较紧。
2.1.3开设冷却槽
为便于润滑和冷却需开设冷却槽，其形状有螺旋形与直线形两种沟槽形式，其中，直线形沟槽对于排除磨屑更为有利。直线形沟槽可根据情况，对称地开3、4、6不等。
槽越多对润滑冷却越有利，但沟槽总面积以不影响轴承的承压面积为原则。
2.2塑料轴承材料要求
塑料轴承所用的材料要求是：磨擦系数小、耐磨性好、尺寸稳定、耐热性高、蠕变小和导热性好。常用材料有聚甲醛、尼龙、氟塑料、氯化聚醚和聚酰亚胺等。在这些塑料中加入填料，能明显地提高物理力学性能。例如，氟纤维填充的聚甲醛，耐磨性可提高三倍以上。加入石墨和青铜粉，能提高塑料热导率和尺寸稳定性。
3几种常用工程塑料轴承研究与开发
3.1聚四氟乙烯轴承
聚四氟乙烯是一种摩擦系数极低、耐腐蚀性优异、使用温度范围很宽的优秀的自润滑材料。是制作自润滑轴承的理想材料。国内外许多科研院所和企业对此进行了广泛的研究与开发。英国Glacier公司发明了DU材料，该材料综合了金属和塑料的优点，其极限PV值达1.75MPa？m/s.它由钢基、铜粉（或铜网）、聚四氟乙烯复合而成。典型的DU材料是由三部分组成，最下面的是不锈钢，中间是铜粉烧结层、表层是聚四氟乙烯，这三层材料复合在一起，成为具有自润滑性的工程材料。
中国科学院兰州化学物理研究所研制的
浙江省嘉善无油润滑轴承厂研制出一种无油润滑、无污染、无噪音、高强度、维修方便的新型复合轴承。该轴承采用SF型三层复合材料精制而成。其中，钢背提供了较强的力学性能，烧结在钢板上的青铜粉为中间层，表层轧制聚四氟乙烯（PTFE）或改性聚甲醛（POM）等，铜粉是塑料和钢背的结合媒介。塑料表面提高了尺寸稳定性，增强了轴承散热能力，而且有优良的抗摩擦、磨损性能。
德国格莱库金属构件两合公司发明一种滑动轴承材料，它含有一种基质材料和至少一种含氟塑料和填充物质，其特征在于：滑动材料含有5～48（体积）；氮化硼2～45（体积）和至少一种有层状结构的金属化合物作为填充物质，含氟塑料的比例占50～85（体积）。有塑料基贴面的轴承材料称为单层的、双层的或三层的复合材料；全塑料轴承；有金属外衬和直接涂覆或粘附的塑料的轴承；有的内部金属丝网的其他轴承；以及有衬里金属、烧结的多孔金属层和在孔上形成覆盖层的三层轴承。多层材料与全塑料材料不同：例如在负荷下冷流动的倾向可忽略；热传导性好得多，与此相关的是有显著高的PV值。但是，在某些情况下，如价格角度看，全塑料材料也可能是有利的。
该PTFE的滑动材料混合物加入到其他热塑性聚合物中，如PPS、PA、PVDF、PES、PSU、PEEK、PI、PA或PEI中，然后用任何希望的方法加工该组合物，制成滑动元件，例如将它涂覆到有青铜中间层或没有青铜粉中间层的金属衬上，或制成全塑零部件。
化工部南通合成材料实验厂汤超同志研制了一种有PTFE与耐高温有机高聚物（芳香聚酯）共混制成的轴承（MG7060），它是在特殊环境（水、水蒸汽）下工作的理想轴承。其摩擦磨耗性能优于用玻纤填充的MG1040.
PTFE也用于金属轴承表面涂层，如柱塞式，棒式轴承的应用，在汽车工业收到了很好的效果。
3.2酚醛塑料轴承
近几年酚醛塑料（PF）在干湿型润滑的重型产品应用上有所扩大。在制造层压结构的轴承时，通常是在酚醛树脂中填充棉纺物，有时也采用纸、石墨、二硫化钼作填料。酚醛层压材料的PV值高达53MPam/s（非润滑性），可应用于汽车、农机、铁路、造船等领域。
尽管酚醛轴承不具备橡胶轴承的低磨擦值，但酚醛层压轴承在柱式轴承方面的应用是十分广泛的。如酚醛布质层压板艉轴承与铁梨木艉轴承相比，使用寿命长，耐磨性优良，适用于中低转速，可代替青铜及白合金艉轴承；酚醛木质层压塑料艉轴承；酚醛―环氧碎布塑料轴承。该材料的其他主要应用领域是钟表、马达和小型装置，既可做结构件也可做轴承用。
3.3聚酰胺（PA）轴承
在许多轻型产品方面，聚酰胺（PA）主要替代酚醛复合材料。尼龙轴承广泛应用于汽车、非电机领域及玩具等方面。它的磨蚀性低，摩擦系数也很低，而且易于模塑和车削。
复合尼龙轴承的工作温度为300℃，其填料是玻璃纤维、芳纶纤维（Kevlar）、PTFE和二硫化钼等。据文献报道芳纶纤维（Kevlar）对提高尼龙66的耐磨性起到重要的作用，是目前耐磨材料领域里性能最佳的材料之一。
在聚酰胺（PA）轴承中添加PTFE，以提高其滑动性的改性方法是众所周知的。如果在PA体系中同时添加能与其部分相容的LLDPE2AS（线型低密度聚乙烯/丙烯腈―苯乙烯的共聚物）5，PTFE10，那么，二者的协同效应会使改性效果更好。无论是从提高复合材料的性能，还是从降低成本方面考虑，都是行之有效的改性方法。
3.4聚甲醛塑料轴承
聚甲醛（POM）是一种可应用在汽车、导轨及其他工业中的塑料。聚甲醛与聚四氟乙烯混合模塑轴承，其加工方法与纯聚甲醛一样。如果采用填充PTFE混料，PV极限从0.12MPa？m/s提高到0.22MPa？m/s（在0.2m/s条件下）.当速度为2m/s，PV极限值会从0.077MPa？m/s提高到0.13MPa？m/s.阪东化学公司研制出一种商品名为“μ-Linght”的聚醛高效含油树脂轴承，是将润滑油和固体润滑脂均匀而充分地分散于以聚醛为主要结构的树脂中。μ-Linght在相对运动中均具有极好的摩擦性能。
3.5聚酰亚胺轴承
聚酰亚胺（PI）具有突出的耐磨性、耐高温性、尺寸稳定性和成型性，以及良好的挠曲性和高强度，它是所有工程塑料中拉伸强度最好的。对于在真空中和高温或低温下工作的机械设备是十分必要的。聚酰亚胺在这方面的应用显著地提高了自润滑聚合物的使用性能，使工作温度的上限、最大负荷和最大速度都明显提高。值得提出的是，聚酰亚胺在惰性介质中，在高负荷和高速下的磨损非常小。
聚酰亚胺常用的填料是石墨、PTFE、铜纤维等。速度为0.25m/s的典型PV极限值0.17Pam/s，速度为1m/s的PV极限值0.33MPa？m/s，它的磨蚀系数分别为4.08×10-13和2.98×10-13。
4结语
无油润滑塑料轴承具有优异的力学、化学、摩擦及耐磨性能，具有抗腐蚀、无油润滑或少油润滑、防止污染环境等性能，国外发展很快，应用广泛，目前国内已在汽车、航空、航天、电子、精密仪器、水工、矿工、液压等设备上应用，取得了显著的经济效果。是一种很有发展前途和应用价值的产品，应加快研究与开发。