轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数(friction coefficient),并保证其回转精度(accuracy)
举例的几种分类:
轴承按承载方向或公称接触角不同,分为:向心轴承、推力轴承。
按滚动体种类,分为:球轴承,滚子轴承。
按能否调心,分为:调心轴承,非调心轴承(刚性轴承)。
按滚动体的列数,分为:单列轴承,双列轴承,多列轴承。
按部件能否分离,分为:可分离轴承,不可分离轴承。
类型 | 描述 | 摩擦 | 刚度† | 速度 | 生活 | 笔记 |
---|---|---|---|---|---|---|
滑动轴承 | 摩擦表面,通常使用润滑剂;一些轴承使用泵送润滑,其行为类似于流体轴承。 | 取决于材料和结构,PTFE 的摩擦系数约为 0.05–0.35,具体取决于添加的填料 | 好,只要磨损低,但通常会出现一些松弛 | 低到非常高 | 低到非常高——取决于应用和润滑 | 广泛使用,相对较高的摩擦力,在某些应用中会受到静摩擦力的影响。根据应用,使用寿命可能高于或低于滚动元件轴承。 |
滚动轴承 | 球或滚子接触旋转而不是摩擦的旋转和静止表面 | 与钢的滚动摩擦系数可约为 0.005(由于密封件、填充油脂、预紧力和不对中而增加阻力可将摩擦增加到高达 0.125) | 很好,但通常会出现一些松弛 | 中到高(通常需要冷却) | 中到高(取决于润滑,通常需要维护) | 用于比滑动轴承更高的力矩载荷,摩擦力更低 |
宝石轴承 | 轴承座中的偏心轴承滚动 | 低的 | 由于弯曲而低 | 低的 | 充足(需要维护) | 主要用于时钟等低负载、高精度的工作。宝石轴承可能非常小。 |
流体轴承 | 流体被强制在两个面之间并由边缘密封保持 | 零速零摩擦,低 | 很高 | 非常高(通常在/通过密封时限制为每秒几百英尺) | 在某些应用程序中几乎无限,在某些情况下可能会在启动/关闭时磨损。通常可以忽略不计的维护。 | 由于砂砾或灰尘或其他污染物,可能会迅速失效。连续使用免维护。可以以低摩擦处理非常大的负载。 |
磁轴承 | 轴承面通过磁铁(电磁铁或涡流) 保持分离 | 零速度下的零摩擦,但悬浮功率恒定,运动发生时通常会产生涡流,但如果磁场是准静态的,则可以忽略不计 | 低的 | 没有实际限制 | 不定。免维护。(带电磁铁) | 主动式磁力轴承 (AMB) 需要相当大的功率。电动轴承(EDB) 不需要外部电源。 |
挠性轴承 | 材料弯曲以给予和限制运动 | 非常低 | 低的 | 很高。 | 非常高或低取决于材料和应用中的应变。通常免维护。 | 运动范围有限,无反冲,运动极其平稳 |
复合轴承 | 滑动轴承形状,在轴承和轴之间的界面上带有 PTFE 衬里,并带有层压金属背衬。聚四氟乙烯充当润滑剂。 | PTFE 并根据需要使用过滤器来调节摩擦以控制摩擦。 | 好取决于层压金属背衬 | 低到非常高 | 很高; PTFE 和填料确保耐磨和耐腐蚀 | 广泛使用,控制摩擦,减少粘滑,聚四氟乙烯减少静摩擦 |
†刚度是轴承负载变化时间隙变化的量,它不同于轴承的摩擦。 |
轴承允许的常见运动有:
- 径向旋转,例如轴旋转;
- 直线运动,例如抽屉;
- 球形旋转,例如球窝接头;
- 铰链运动,例如门、肘部、膝盖。