服务案例

轴承是对运动应用至关重要的简单机械元件。它们通常由光滑的滚子或金属球以及光滑的内表面和外表面组成，这些表面被称为滚子或球在其上滚动的座圈。这些滚轮或球充当设备的负载载体，使其能够自由旋转。

轴承的主要功能是通过让表面滚动而不是滑动来减少运动部件之间的摩擦力。轴承的第二个功能是传递载荷。

轴承承受两种载荷：径向载荷和轴向载荷。径向载荷垂直于轴，而轴向载荷平行于轴。根据应用，某些轴承会同时承受两种载荷。轴承类型比比皆是，可以满足各种应用。

一、常见轴承种类

1、滚珠轴承

最常见的轴承形式之一是滚珠轴承。顾名思义，滚珠轴承使用滚珠在两个轴承座圈之间提供低摩擦运动方式。滚珠轴承通常很便宜，如果选择得当，几乎不需要维护。由于这些特性，滚珠轴承是所有轴承中最受欢迎的一种。

由于滚珠和座圈之间的接触面积非常小，滚珠轴承无法承受与其他轴承类型一样大的载荷，因此最适合轻载到中等载荷。然而，它们的小表面接触也限制了摩擦产生的热量，这使得球轴承在高速应用中非常有用。

滚珠和滚道之间的接触角也会影响滚珠轴承的特性。单列深沟球轴承主要承受与滚道成 0° 角的径向载荷。设计人员可以在某些类型的轴承中增加该角度，以适应一个方向的轴向载荷。称为角接触轴承，设计人员通常将它们成对安装，因为第二个轴承调整了第一个轴承以抵消径向载荷在轴向方向上的力。

2、滚子轴承

可能是最古老的轴承形式，滚子轴承中的滚子可以是球形或圆柱形。常见于传送带滚筒等应用中。由于其形状，滚子轴承比滚珠轴承具有更大的表面接触，因此可以承受更大的载荷而不会变形。它们的形状还允许适度的推力载荷，因为重量分布在圆柱线接触而不是球点接触上。

3、滚针轴承

当您需要减少两个运动部件之间的摩擦但空间非常有限时，滚针轴承可能正是您所需要的。滚针轴承是一种滚子轴承，滚子的长度至少是其直径的四倍。尽管它们的横截面很小，但滚针轴承的大表面积使其能够承受极高的径向载荷。

它们通常由一个保持架和一个外圈组成，保持架用于定位和容纳滚针，外圈有时是外壳本身。通常可以在两种不同的布置中找到轴承。第一种是径向布置，其中滚子平行于轴运行。第二种是推力布置，其中滚子以径向方式平放并垂直于轴运行。

这些轴承通常用于汽车应用，例如摇臂枢轴、泵、压缩机和变速器。后轮驱动车辆的驱动轴通常至少有八个滚针轴承（每个 U 形接头中有四个），如果特别长或在陡坡上运行，则通常更多。

4、推力球轴承

推力球轴承设计用于主要承受轴向载荷的应用，并且能够处理轴不对中。这些轴承也可用于高速应用，例如航空航天和汽车工业。

5、推力滚子轴承

推力滚子轴承的设计使载荷从一个滚道传递到另一个滚道，这意味着这些轴承可以承受径向载荷。像这样的轴承还具有自对准能力，使它们不受轴偏转和对准误差的影响。

6、圆锥滚子轴承

圆锥滚子轴承具有锥形内圈和外圈滚道，圆锥滚子布置在它们之间，成一定角度，使滚子的表面会聚在轴承的轴线上。这些轴承的独特之处在于，与大多数可以承受轴向或径向载荷的轴承不同，它们可以承受两个方向的大量载荷。

单列圆锥轴承的局限性在于它只能承受来自一个方向的高轴向载荷，但如果针对第二个圆锥滚子轴承进行调整，则可以抵消该轴向载荷。这使轴承能够承受来自多个方向的高径向和轴向载荷。

圆锥滚子轴承可以容许内圈相对于外圈的角度偏差仅为几分钟的弧度。与其他滚子轴承一样，圆锥滚子轴承必须承受最小载荷，特别是在惯性力和摩擦会损坏滚子和滚道的高速应用中。

二、一种变体：直线轴承

直线轴承是径向轴承的变体。它们包括托架中的直线排列的滚子，用于在直线或弯曲的滑轨或轨道上承载负载。工程师通常将直线轴承与手动曲柄或电机配对。请注意，直线轴承会承受倾覆力矩，而不是径向和轴向载荷。

三、另一种变体：

滑动轴承 滑动轴承是可用的最简单的轴承形式，因为它们没有活动部件。它们通常是圆柱形的，尽管轴承的设计因预期运动而异。

滑动轴承有三种设计：轴颈、线性和推力。

轴颈轴承支持轴在轴承内旋转的径向运动。直线轴承用于需要滑板的应用，因为这些轴承允许直线运动。滑动推力轴承的作用与滚子轴承相同，但不是使用锥形滚动元件，而是使用围绕圆柱体的圆垫。这些衬垫在衬垫和旋转盘之间的轴承内部形成楔形油区域，支持施加的推力并消除金属与金属的接触。

在所有可用的轴承类型中，滑动轴承往往是最便宜的。它们可以由多种材料制成，包括青铜、石墨和塑料，例如尼龙、PTFE 和聚缩醛。近年来，材料特性的改进使塑料滑动轴承越来越受欢迎。然而，所有类型的滑动轴承都重量轻、结构紧凑并且可以承受很大的载荷。

就润滑而言，一些滑动轴承需要外部润滑，而另一些则需要自润滑。例如，由青铜或聚甲醛制成的滑动轴承在轴承壁内含有润滑剂，但需要外部润滑才能最大限度地提高性能。对于其他滑动轴承，材料本身充当润滑剂。由 PTFE 或金属化石墨制成的轴承就是这种情况。

普通塑料轴承的日益普及和日益严格的行业标准导致越来越多的消费者要求轴承符合 FDA 和 RoHS 标准。甚至有人呼吁轴承符合欧盟指令 10/2011/EC 的标准，该指令还考虑了材料制造工艺。

四、滚动轴承的润滑

一些工程师将润滑剂视为工业时代简单、杂乱的附属品。然而，就像滚动轴承本身一样，润滑是一种古老的技术，经过现代形式的高度设计。事实上，几千年来工程师们一直在使用液体来减少摩擦，但 19 世纪后期石油工业的出现刺激了现代轴承润滑。

如今，轴承润滑剂具有多种功能：

1、在滚动接触面之间形成屏障

2、在滑动接触面之间创建屏障

3、保护表面免受腐蚀

4、密封防止污染物

5、提供热传递（在润滑油的情况下）

润滑剂采用油或油脂的形式。油性润滑剂在需要将热量从工作轴承表面传递出去的高速、高温应用中最为常见。轴承油可以是含有防止生锈和氧化添加剂的天然矿物油，也可以是合成油。在合成油中，基础油通常是聚α烯烃 (PAO)、聚亚烷基二醇 (PAG) 和酯。尽管相似，但合成油和矿物油具有不同的特性并且不可互换。矿物油是两者中较常见的。

指定轴承油时最重要的特性是粘度。粘度是流体内部摩擦或流动阻力的量度。高粘度流体像蜂蜜一样粘稠；低粘度流体比水更稀。工程师以赛波特通用秒 (SUS) 和厘沲（mm2/sec，cSt）表示流体对流动的阻力。不同温度下粘度的差异就是粘度指数（VI）。油的粘度与其可形成的油膜厚度相关。该厚度对于轴承中滚动元件和滑动元件的分离至关重要。某些应用中的轴承使用油，但润滑脂是 80% 到 90% 轴承的首选润滑剂。

润滑脂由大约 85% 的矿物油或合成油组成，并在剩余的润滑脂体积中加入增稠剂。增稠剂通常是锂、钙或钠基金属皂。用于高温应用的配方通常包含聚脲。润滑脂的较高粘度有助于将其包含在轴承外壳内。选择润滑脂时最重要的考虑因素是基础油粘度、防锈能力、工作温度范围和承载能力。

五、轴承应用

轴承在日常生活中比比皆是，但大多数时候它们并不为人所知。但如果没有它们，大多数运动系统将无法运行。滚珠轴承设计简单、能够高速运行且维护要求相对较低，使其成为各种工业应用中最常见的滚子轴承之一。

例如，深沟球轴承通常用于中小型电动机，因为它们可以承受高速以及径向和轴向载荷。另一方面，自调心球轴承非常适合用于风扇。这些轴承有两排滚珠，外圈有一个共同的滚道。这种设计允许角度偏差，同时保持运行精度。一个警告：它们是最难正确安装的轴承之一。

圆锥滚子轴承是另一种形式的轴承，几乎每个行业都以某种方式依赖它。它们在需要支撑轴向和径向载荷的应用中很常见——例如，在轮胎轮毂中，轴承必须承受车辆重量产生的径向载荷和转弯时承受的轴向载荷。这些轴承在齿轮箱中也很常见，齿轮箱通常以面对面或背对背的方向安装另一个相同类型的轴承。它们提供刚性轴支撑，将偏转保持在最低限度。这种减少的轴偏转最大限度地减少了齿轮齿隙。锥形轴承还具有重量轻但效率高的优点，但这确实限制了它们的整体速度。

在垂直安装轴承的应用中，它们通常采用面对面安装，而水平应用则采用背对背安装。一些泵由于轴挠曲问题而使用这种设计。

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