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轴承

定义与作用


  • 定义:轴承是机械传动轴的支承,是实现主机性能、功能与效率的重要保证,被誉为机器的 “关节”,用于支撑轴及轴上的旋转零件,引导轴的旋转1

  • 作用:其主要作用是支撑机械旋转体,降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数,减少摩擦损失,确保旋转精度,同时还能承受轴向和径向载荷4

分类


  • 按摩擦性质分类

    • 滚动轴承:将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦损失。一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成,具有摩擦阻力小、功率消耗小、机械效率高、易起动、尺寸标准化、互换性好、安装拆卸维修方便等优点,但也存在噪音大、轴承座结构复杂、成本较高等缺点。

    • 滑动轴承:在滑动摩擦下工作,通常由轴承座和轴瓦等组成。具有结构简单、制造方便、成本低、抗冲击能力强、工作平稳、无噪音等优点,但摩擦损耗大、效率低、对润滑要求高。常用于高速、高精度、重载以及承受冲击载荷的场合,如大型电机、汽轮机、内燃机等的主轴支承。

    • 混合轴承:将滚动体和滑动体结合在一起,如杆端关节轴承、滚珠 + 簧片组合轴承等,兼具滚动轴承和滑动轴承的部分特点。

  • 按承载方向或公称接触角分类

    • 向心轴承:主要用于承受径向载荷,其公称接触角为 0° 到 45°,如深沟球轴承、圆柱滚子轴承等。

    • 推力轴承:主要用于承受轴向载荷,其公称接触角为 45° 到 90°,如推力球轴承、推力滚子轴承等。

材料与制造工艺


  • 材料:常见的轴承材料有钢、铸铁、陶瓷、塑料等。钢材具有高强度、良好的耐磨性和韧性,是最常用的轴承材料;铸铁成本低、耐磨性较好,但强度相对较低;陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、低密度等优点,适用于高速、高精度、高温等特殊工况;塑料轴承则具有重量轻、自润滑性好、耐腐蚀等特点,常用于轻载、低速、要求无污染的场合。

  • 制造工艺:包括锻造、冷挤压、热处理等步骤。锻造可使材料获得良好的组织结构和力学性能;冷挤压能提高生产效率和材料利用率,降低成本;热处理则可以改善轴承材料的硬度、强度、韧性等性能,提高轴承的耐磨性、抗疲劳性和寿命,此外,还需要经过精密加工,如车削、磨削、研磨等,以保证轴承的尺寸精度和表面质量。

应用领域


  • 汽车行业:用于驱动轮毂、悬挂系统、变速器、差速器等重要部件,如圆锥滚子轴承常用于汽车的前轮和后轮轮毂,深沟球轴承用于汽车的发电机、水泵等部件。

  • 航空航天领域:作为飞机发动机、航空电机、起落架等关键部件的重要支承元件,对轴承的性能和可靠性要求极高,如航空发动机轴承需要承受高温、高转速、高负荷等极端工况。

  • 家电行业:应用于洗衣机、冰箱、空调、风扇等家用电器的核心部件,如洗衣机的电机轴承、冰箱的压缩机轴承等,要求轴承具有低噪音、长寿命、低摩擦等性能。

  • 工业机械领域:广泛应用于机床、纺织机械、印刷机械、造纸机械、冶金机械、矿山机械等各种工业设备中,如机床主轴通常采用高精度的圆柱滚子轴承或角接触球轴承,以保证加工精度。

常见的滚动轴承类型及特点


  • 深沟球轴承:每个套圈均具有横截面大约为球的赤道圆周长的三分之一的连续沟型滚道,主要用于承受径向载荷,也可承受一定的轴向载荷,摩擦系数小,极限转速高,精度高。

  • 调心球轴承:双排钢珠,外圈滚道为内球面型,可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正,主要承受径向载荷。

  • 调心滚子轴承:在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子,具有调心性能,可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正,可承受径向负荷与双向轴向负荷,径向负荷能力大,适用于有重负荷、冲击负荷的情况。

  • 圆锥滚子轴承:装有圆台形滚子,滚子由内圈大挡边引导,单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷,双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷,适用于承受重负荷与冲击负荷,可分离,安装时可调整游隙。



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