什么是轴承及其功能？

发布时间 : 2023-08-23 15:19:18

轴承往往不为人所知，但它们在确保我们日常生活中使用的无数机器、设备和车辆顺利、高效运转方面发挥着根本性的作用。作为运动部件之间的桥梁，轴承努力减少摩擦，促进无缝运动。在这篇博文中，我们将深入探讨机械的核心，回答一个关键问题：什么是轴承，为什么它们如此重要？

bearings

轴承的作用

轴承的核心是支持旋转或直线运动的机械装置。想象一下两个部件紧密接触运动的情景。如果没有轴承，这些部件就会相互磨擦，造成磨损，并可能导致故障。通过减少直接接触和摩擦，轴承在确保能量传递效率和磨损最小化方面发挥着重要作用。

轴承如何工作

乍一看，轴承似乎是一个简单的部件。然而，其运行背后的机械原理既迷人又复杂。轴承的主要工作原理是通过滚珠、滚子或其他元件在运动部件之间形成一层隔离层。这种分离确保了摩擦的显著减少。同样重要的是要注意润滑在轴承运行中的作用。适当的润滑不仅能进一步减少摩擦，还有助于散热，从而延长轴承的使用寿命。

轴承类型

轴承可根据不同的标准进行分类，例如

基于负载方向

径向轴承 (深沟球轴承, 圆柱滚子轴承等）：主要用于承受垂直于轴线的载荷；常用于主要载荷为径向载荷的应用场合，如电动机。

A Radial Bearing Structure

推力轴承 (推力球轴承推力滚子轴承）：主要承受平行于轴的载荷。在汽车离合器和某些类型的工业泵等应用中必不可少。

A Thrust Bearing Structure

角接触轴承 (角接触球轴承):可同时承受径向和轴向（推力）载荷。用于同时承受两种载荷的高速应用场合，如某些高性能汽车轮毂。

An Angular Contact Bearing Structure

基于结构设计

球轴承:

利用滚珠作为滚动元件。摩擦系数低，可同时处理以下两种情况径向和轴向载荷视设计而定。

滚子轴承 (圆柱形、锥形, 球形, 针):

使用圆柱滚子或滚针作为滚动体。由于接触面积较大，通常能承受比球轴承更大的载荷能力。

滑动轴承（或滑动轴承):

没有滚动元件，使用一个轴套让轴在其中滑动。用于需要最小径向空间和低摩擦的应用场合。

轴承材料：钢和陶瓷

钢

AISI 52100（高碳铬钢）：含碳量约为 1%，含铬量约为 1.5%，以硬度和耐磨性著称。
AISI 440C 不锈钢：一种高碳马氏体不锈钢，以强度、硬度、耐弱酸和耐腐蚀性著称。常用于轴承、切削工具和手术器械。
AISI 304 不锈钢：一种 18/8 奥氏体不锈钢，因其出色的成型和焊接性能而闻名。它广泛用于食品加工设备和厨房用具。
AISI 316 不锈钢：这种奥氏体不锈钢与 AISI 304 类似，但富含钼，具有更强的抗点蚀和耐腐蚀性能，尤其是在氯化物环境中。是海洋和制药应用的理想材料。
AISI 420 不锈钢：一种马氏体不锈钢，具有中等耐腐蚀性，可通过热处理硬化。它是餐具和手术器械的首选。

陶瓷

氧化锆（ZrO₂）：氧化锆具有很高的机械强度和断裂韧性，常用于切削工具、牙科陶瓷和一些高性能轴承。
碳化硅（SiC）：碳化硅具有卓越的硬度、导热性和耐腐蚀性，可用于机械密封、电子产品和高温部件等应用。
氮化硅（Si₃N₄）：具有高断裂韧性和抗热震性，适用于发动机零件、轴承和切削工具。

钢轴承的优点

钢制轴承是许多机械应用中不可或缺的部件，兼具耐用性和经济性。它们的主要优点包括

耐用性：钢轴承以其韧性著称，能够承受高负荷和抗磨损，确保延长使用寿命。
成本效益：与特种材料相比，钢制轴承通常是更具成本效益的解决方案，尤其是在批量采购时。
导热性：这些轴承散热性能优异，适合高速应用。
多功能性：钢轴承有各种尺寸和设计，适用于各种应用。

真实世界的应用

汽车：钢制轴承在汽车中至关重要，可确保从传动系统到轮毂的平稳运行。
航空航天：在飞机中，这些轴承因其可靠性而备受青睐，尤其是在发动机和起落架中。
制造业：从数控机床到车床等关键设备都需要钢制轴承来实现稳定的性能。

从本质上讲，钢制轴承在各行各业的广泛应用凸显了其可靠性和高效性。

陶瓷轴承的优势

陶瓷轴承因其与众不同的特性而脱颖而出，提供

高耐热性：陶瓷耐高温，使轴承适用于易受热的环境。
低摩擦：这确保了更顺畅的运行和更高的能效。
电气绝缘性和耐腐蚀性：这些轴承在需要电气隔离和耐腐蚀的应用中表现出色。

行业应用：

高速机器：陶瓷轴承因其摩擦小而受到青睐。
航空航天：它们的耐热性和轻质特性非常宝贵。
化学处理：它们具有耐腐蚀性，可抵御腐蚀性介质。
医疗设备：不导电特性对于核磁共振成像仪等设备至关重要。

影响选择的因素

选择钢轴承还是陶瓷轴承并不总是那么简单。因素包括轴承载荷所需容量、运行速度和特定运行条件（如温度）往往会影响决定。下表对 52100 铬钢轴承进行了比较分析、不锈钢轴承和陶瓷轴承：

系数	52100 铬钢轴承	不锈钢轴承	陶瓷轴承
负载能力	高：以处理繁重任务而闻名。	适中：适用于标准至轻微重型任务。	中度到高度：取决于类型和设计。
速度	好：可靠地处理标准速度。	好：适合许多标准应用。	摩擦力小，是高速应用的理想选择。
运行条件	标准：在一般条件下性能良好，但在潮湿或含盐环境中容易腐蚀。	优于铬钢：防锈和防腐蚀，尤其是在潮湿或腐蚀性环境中。	最好：耐高温、耐腐蚀，热膨胀最小。
成本与维护	适中：常见且广泛存在，有标准的维护需求。	略高于铬钢：鉴于其抗腐蚀性。	最高：初始成本较高，但在特定环境中使用寿命更长，维护更少，因此价格合理。

结论

无论是钢制轴承还是陶瓷轴承，都在许多机械系统中发挥着重要作用。在思考 "什么是轴承 "及其意义时，我们会发现轴承在减少摩擦和促进运动方面的作用是不可或缺的。在 Lily-Bearing，我们了解这些错综复杂的问题，并致力于指导您根据具体要求做出最佳选择。

Keep Learning

Erik

Erik是一名经验丰富的工程师，在轴承行业拥有长达十年的工作经验，擅长质量监督、检验和根据客户需求进行产品评估。

他善于发现和纠正生产过程中的质量异常，实施有效的现场控制、纠正和预防措施。