润滑不良是轴承早期失效最主要的单一原因。SKF 2019 年的轴承损伤分析将 36% 的早期失效归因于润滑,高于疲劳、安装和污染(SKF/STLE)。污染另占 14%,而润滑剂也承担阻挡污染物的作用。两项合计,约一半的早期失效都与油膜或污染控制有关。
许多润滑问题往往只需一管 5 美元的润滑脂,并按规范正确使用即可避免,因此这个比例尤其令人吃惊。本指南聚焦影响轴承寿命的几项实际决策:使用润滑脂还是润滑油、加注多少、多久补充一次,以及油膜如何决定轴承能否达到额定寿命。如果还没有确定轴承类型,请先完成选型;本文讨论的是轴承选定后的润滑方案。
核心要点
- 润滑不良导致 36% 的轴承早期失效,是 SKF 四类原因中占比最高的一类(SKF/STLE, 2019)。
- 约 80–90% 的滚动轴承采用脂润滑;当转速、温度或散热需求超出润滑脂能力时改用油润滑(NSK/NTN)。
- 低速时填充轴承自由空间的 ½–⅔,超过极限转速 50% 时只填 ⅓–½——填充过量会因搅动而发热(NSK)。
- 70°C 以上每升高 15°C,补脂周期减半(NSK)。
- 轴承寿命取决于油膜比 λ:目标是 λ > 1,让油膜将接触表面隔开。
为什么轴承润滑如此重要?
SKF 2019 年的分析把轴承早期失效分为四类:润滑 36%、疲劳 34%、安装/搬运 16%、污染 14%(SKF/STLE)。润滑占比最高,而且它可以通过日常维护直接控制,不是出厂后就无法改变的设计参数。
润滑剂同时承担三项任务:形成油膜以隔开滚动体与滚道,把摩擦热带出接触区,并形成阻挡水分和颗粒的屏障。任何一项没有达到要求,轴承寿命都会缩短。
“80% 的轴承失效与润滑有关”也是常见说法。这个数字未必错误,但它采用了更宽的统计口径,把所有与润滑相关的失效都计算在内;上文讨论的则是定义更严格的早期失效。资料未说明统计范围时,不应直接比较这些数字。本文采用 SKF 的 36% 分类,因为其统计方法较明确。
SKF 的 Bearing Analysis Reporting Tool 检验数据也给出 36% 的润滑占比(SKF Evolution)。不过,该数据集把污染列为 23%,经典疲劳仅为 2%,因为它统计的是送检轴承,而不是上文所述的全部早期失效。轴承失效指南解释了这些看似矛盾的比例,以及各项数据采用的统计总体。
根据 SKF 2019 年的损伤分析,润滑(36%)与污染(14%)合计占所有轴承早期失效的一半。正确选择润滑剂并保持清洁操作,可以直接降低这两类风险(SKF/STLE)。与其他原因相比,它们更容易通过维护管理加以控制。
从成本角度看,许多轴承尚未达到计算出的 L₁₀ 疲劳寿命,就因可预防的问题提前更换。规范润滑是提高设备可靠性成本最低的措施之一。
润滑脂还是润滑油:轴承该用哪种润滑剂?
大约 80–90% 的滚动轴承采用脂润滑(NSK)。润滑脂更容易留在轴承内、密封更简单、所需的维护装置更少。只有当转速、温度或带走热量的需求超出润滑脂的能力时,才需要改用油润滑。

润滑脂可以理解为由稠化剂固定的润滑油。NSK 给出的组成为:基础油 70–95%、稠化剂约 5–30%,外加百分之几的添加剂(NSK)。真正起润滑作用的是基础油;锂基、聚脲基或复合磺酸钙基稠化剂负责保持并缓慢释放基础油。润滑脂不易流失,还能辅助阻挡污染物,因此应用最广。
油润滑适用于脂润滑能力不足的工况。润滑油可以循环冷却,散热能力更强,允许更高转速,也便于连续过滤和监测。代价是需要密封、油池、油泵和更多维护环节,系统成本和复杂度都更高。
润滑脂适用于大多数工业轴承。当速度系数(n·dm)超过脂润滑适用范围、环境温度会使润滑脂迅速老化、轴承与齿轮共用油浴,或需要持续带走碎屑和热量时,应改用油润滑。NSK 的资料也显示,绝大多数滚动轴承采用脂润滑,油润滑主要用于高速或高温工况(NSK)。
| 因素 | 选润滑脂 | 选润滑油 |
|---|---|---|
| 转速(n·dm) | 低至中等 | 高——超出润滑脂的转速上限 |
| 温度 | 常温至中等 | 高温,或需要带走热量 |
| 散热 | 无需 | 循环油将热量带出 |
| 污染屏障 | 自带(润滑脂阻挡侵入) | 需要良好密封 + 过滤 |
| 维护便利性 | 极少——填脂或补脂即可 | 油池、滤器和定期换油 |
| 典型使用周期 | 补脂间隔约 1–3 年 | 油液清洁、过滤良好时可达 3–7 年以上 |
何时选油而非脂
当轴承转速超过润滑脂的极限、设备本身已经很热,或轴承与本来就需要油的齿轮同腔运行时,选择油润滑。循环供油和喷油系统还能实现过滤与冷却——这正是高速主轴和许多轧机轴承采用油润滑而非脂润滑的原因。
轴承有哪些润滑方式?
脂润滑主要分为终身填脂和定期补脂两种,油润滑则约有十余种方式,包括油浴、飞溅、油环、油雾、循环油和喷油等,分别适用于不同转速范围(NSK)。
脂润滑方式是多数设备的默认选择。密封型终身润滑轴承不需要设置补脂通道;可补脂轴承则按计划通过注脂嘴补充新脂。对于难以接近或补脂间隔很短的位置,单点自动润滑器可以连续定量加注少量润滑脂,使维护从被动处置转向预防性维护,这正是 Noria 所倡导的思路(Machinery Lubrication)。
油润滑方式应根据转速和热负荷选择。油浴或飞溅润滑适合中等转速;油环和油芯润滑可将润滑油带入接触区;油雾、循环供油和喷油系统则把经过计量、冷却和过滤的润滑油直接送至滚动接触区,适用于更高转速。
选型原则是让润滑方式匹配速度系数和热负荷——而不是沿袭习惯。输送机托辊用终身润滑脂就足够;高 n·dm 的机床主轴则需要油雾或喷油。该用喷油的地方用油浴会让接触区缺油;润滑脂就够用的地方上喷油系统,只会增加成本和泄漏点。
单点与自动润滑
人工补脂容易遗漏或过量时,可采用自动润滑器。设备按设定间隔定量加注,使轴承内保持合适脂量,同时减少手动油枪操作带入污染物的机会(Machinery Lubrication)。
轴承需要加多少润滑脂?
转速不超过极限转速的 50% 时,填充轴承自由空间的 ½ 至 ⅔;超过 50% 时只填 ⅓ 至 ½(NSK)。多加并不会提高保护效果,补脂过量是车间常见的人为失效原因。
高速时需要减少填充量,因为滚动体必须不断搅动其运动路径上的润滑脂。搅动会产生热量,使基础油黏度下降并加速稠化剂老化。NSK 因此建议低速时多填以增加储备,高速时少填以避免过热(NSK)。轴承座腔体应单独计算,脂润滑轴承座通常填充 30–50%,转速越高,填充量越低。
根据 NSK 的润滑指南,把高速轴承填充到自由空间的一半以上,会导致润滑脂搅动过热,同时劣化润滑脂和轴承本身——这与许多技师拿起油枪时“越多越好”的直觉恰恰相反(NSK)。
初次填充时,现场常用轴承尺寸估算脂量:润滑脂量(g)≈ 0.005 × 外径(mm)× 宽度(mm)。该公式只能用于初步估算,关键设备应采用轴承制造商公布的补脂量;SKF、NSK 和 NTN 的产品目录都提供了基于内孔直径与宽度的公式。上文的自由空间填充率是更可靠的基准,克数公式只用于确定大致范围。
轴承应该多久补一次脂?
补脂周期随温度升高急剧缩短。经验法则是:70°C 以上每升高 15°C,周期减半(NSK)。一个在 70°C 下一年补一次脂就够的轴承,到 100°C 可能需要一年补四次。

转速、载荷、温度、污染程度甚至轴的安装方向都会影响补脂周期。温度的影响通常最大,因为它会加速基础油氧化。温度越高,矿物油的氧化反应越快,因此补脂周期会随温度升高而缩短。
油润滑系统也遵循相同规律。NTN 指南给出的油浴换油周期为:约 50°C 时接近一年,70–100°C 时缩短到约每三个月一次(NTN,转引自 Bearing-News)。润滑剂形式不同,但高温都会显著缩短其使用寿命。
按固定周期补脂只能作为起点。更完善的润滑管理会跟踪轴承温度趋势,并在关键设备上使用超声反馈,根据实际状态补脂。这样既能避免脂量不足造成油膜破坏,也能避免补脂过多引起搅拌发热。重工业设备还要考虑污染和高温,例如热轧带钢轧机轴承的补脂周期通常远短于清洁室内环境中的电机。
什么是润滑状态——它为何决定轴承寿命?
轴承寿命取决于油膜能否隔开接触表面。摩擦学用油膜比 λ(lambda)和黏度比 κ(kappa)描述润滑状态:油膜厚度约为综合表面粗糙度的三倍(λ > 3)时,表面完全分离;1 < λ < 3 时为混合润滑,仍有少量微凸体接触;λ < 1 时则进入破坏性的边界润滑。理解这些参数,才能判断润滑为什么会导致轴承失效。
可以把它理解为三种状态。在边界润滑(λ < 1)下,微凸体相互接触,摩擦和磨损都很高,添加剂是唯一的保护。在混合润滑(1 < λ < 3)下,油膜承担大部分载荷,但粗糙峰仍会偶尔接触。在全膜(弹性流体动力,EHL)润滑(λ > 3)下,连续油膜将表面隔开,此时决定寿命的是滚动接触疲劳,而非磨损。
可直接调整的参数是基础油黏度。ISO 281 通过黏度比 κ,即工作温度下实际基础油黏度与所需黏度之比,把润滑状态纳入轴承寿命计算。标准把 κ = 1 作为可用下限,并把收益上限设为 κ = 4,同时计入污染系数:清洁润滑油可提高计算寿命,污染油则会大幅降低寿命(ISO 281:2007)。黏度过低会使接触进入边界润滑,黏度过高则增加能耗和运行温度。
如何选择基础油黏度
应根据轴承平均直径和转速选择黏度,使 κ(以及 λ)在实际工作温度而不是室温下保持在 1 以上。低速重载轴承需要较高黏度来建立油膜;高速轴承则需要较低黏度以减少搅拌发热。这也是轴承材料与硬度选择与润滑剂选择相互关联之处:两者都要满足接触应力要求。
污染和水分如何摧毁润滑?
仅 100–400 ppm 的水分就会显著缩短滚动轴承的疲劳寿命,在 100–300 ppm 时寿命较干燥润滑剂大约减半(Cantley, ASLE Transactions, vol. 20, no. 3)。这正是污染和润滑在 SKF 划分中并列为两大“密封可预防”失效类别的原因。

固体颗粒和水分的损伤机理不同。硬颗粒被压入滚道后会留下压痕,其凸起边缘形成应力集中,成为表面起源剥落的起点。水分会腐蚀钢材并促进氢脆,使表面产生裂纹。两者都会破坏油膜;滚道中存在大量磨粒时,仅靠调整黏度无法解决问题。
1977 年,Cantley 在含水量为 25、100 和 400 ppm 的条件下测试圆锥滚子轴承,发现含水量越高,疲劳寿命越短;100–300 ppm 时寿命约下降一半(Cantley, ASLE Transactions)。阻挡水分和颗粒是影响寿命的重要措施,也会直接影响密封形式的选择。各种密封结构的实际表现见密封轴承与防尘盖轴承对比。
润滑脂不兼容是一种更隐蔽的污染。混用稠化剂不兼容的润滑脂,例如锂基脂和聚脲基脂,可能使混合物分解成不再具有润滑作用的油和皂。更换润滑脂种类时,应先清除旧脂,不能直接覆盖加注。
| 原用 ↓ / 新加 → | 锂基 | 复合锂基 | 聚脲基 | 复合磺酸钙基 |
|---|---|---|---|---|
| 锂基 | ✓ | ✓ | ✗ | ✗ |
| 复合锂基 | ✓ | ✓ | ✗ | ~ |
| 聚脲基 | ✗ | ✗ | ✓ | ~ |
| 复合磺酸钙基 | ✗ | ~ | ~ | ✓ |
✓ 一般兼容 · ~ 混用前需测试 · ✗ 一般不兼容。仅供方向性参考——具体产品请以润滑脂制造商的兼容性表为准。
现场经验: 在钢铁厂,影响润滑的不只是灰尘,水分和氧化铁皮也会在重载下进入轴承。安德的轧辊轴颈轴承和重工业用调心滚子轴承会根据这类污染风险确定密封结构和补脂周期,而通用润滑建议往往未充分考虑这些现场条件。
如何正确润滑轴承(分步操作)
规范补脂是一套简短而严格的流程。Noria 将其归纳为保持清洁、确认兼容性、控制用量和做好记录四点(Machinery Lubrication)。这一环节的失误通常来自漏掉某个步骤,而不仅仅是润滑脂不足。
- 擦净注脂嘴。 注脂嘴上的砂粒会随润滑脂进入轴承。
- 确认润滑脂正确。 匹配规定的稠化剂和基础油黏度;不得在不兼容的旧脂上补加新脂。
- 在结构允许时清除旧脂,让新脂完全置换老化的旧脂。
- 按计算量加注,采用规定的填充率或产品目录给出的用量,不要一直加到润滑脂溢出。
- 短暂运转让脂分布均匀,让少量多余的脂排出后擦除。
- 记录日期、用量和润滑脂型号,以便根据实际温度调整补脂周期。
常见错误包括补脂过量、使用错误或不兼容的润滑脂、通过脏注脂嘴注脂、只按固定日期补脂而不考虑温度,以及不做记录。每次操作前都应确认润滑脂型号、加注量和注脂嘴清洁度。关键设备可结合温度趋势和超声监测实施状态补脂,以实际信号判断何时需要加注。
如需针对重工业和轧机轴承的应用级润滑、密封与补脂计划,请联系 ANDE Bearing——我们根据实际工况统一确定密封形式、游隙和润滑脂,而不是照搬通用图表。
常见问题
问:脂润滑和油润滑哪个使用周期更长?
油润滑系统通常支持更长的维护周期和更高转速,因为润滑油可以过滤、冷却并连续补充。脂润滑轴承的补脂间隔一般为 1–3 年,油液保持清洁时,油润滑系统的使用周期可达 3–7 年以上。对于约 80–90% 无需油润滑的轴承,润滑脂的优势是系统简单、易于密封且维护量低(NSK)。
问:轴承润滑脂会不会加得太多?
会。补脂过量是明确的失效原因。高速运转时,如果填充量超过轴承自由空间的一半左右,润滑脂搅拌会使温度升高,并加快润滑脂和轴承劣化。NSK 建议转速超过极限转速的 50% 时填充 ⅓–½,低于该转速时填充 ½–⅔(NSK)。增加脂量并不等于增加保护。
问:轴承应该多久补一次脂?
主要取决于转速和温度。实用法则:70°C 以上每升高 15°C,周期减半(NSK)。油浴系统在约 50°C 时大约一年换一次油,70–100°C 时约每 3 个月换一次(NTN)。最终请以轴承制造商的周期图表为准。
问:两种不同的润滑脂可以混用吗?
只有在稠化剂和基础油相互兼容时才可以。不兼容的混合——锂基与聚脲基是经典例子——可能分解为不再具备润滑能力的油和皂。更换润滑脂种类时,应清除旧脂而非直接补加,并先查阅制造商的兼容性表。
问:润滑真的是轴承失效的首要原因吗?
润滑是早期失效中最大的单一类别,占 36%,高于疲劳(34%)、安装(16%)和污染(14%)(SKF/STLE)。更宽泛的“80% 与润滑有关”的说法采用了不同且更宽松的统计口径,应谨慎对待——36% 的划分有明确的方法论。
结论
轴承润滑是提高旋转设备可靠性成本最低的措施之一。结果主要取决于以下几项:
- 它是排名第一的可控失效原因——占早期失效的 36%,加上污染则达一半(SKF/STLE)。
- 润滑脂覆盖 80–90% 的轴承;油润滑胜在转速和散热。 让润滑剂和润滑方式匹配速度系数,而不是沿袭习惯。
- 让油膜比 λ 高于 1,并按实际工作温度选择基础油黏度,这是达到额定寿命的关键。
- 不要补脂过量,并把水分和颗粒挡在外面——两者都会悄悄让寿命减半。
润滑不能脱离密封、游隙和材料单独考虑。如果还在选择轴承类型或推力轴承配置,应先完成选型,再根据实际工况确定润滑方案。如需重工业和轧机应用的工程支持,请联系安德轴承。



