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軸承作為機(jī)械產(chǎn)品的重要組成部分,在支撐旋轉(zhuǎn)軸中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同,軸承分為滾動(dòng)摩擦軸承(以下簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承)和滑動(dòng)摩擦軸承(以下簡(jiǎn)稱滑動(dòng)軸承)。這兩種軸承在結(jié)構(gòu)上都有自己的特點(diǎn),在性能上也有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇時(shí),應(yīng)綜合考慮實(shí)際情況。以下是對(duì)滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的比較性能的比較分析。
01
比較結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式
滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承最明顯的區(qū)別在于是否有滾動(dòng)體。
滾動(dòng)軸承:有滾動(dòng)體(球、圓柱形滾子、圓錐形滾子、滾針),通過旋轉(zhuǎn)支撐旋轉(zhuǎn)軸,因此接觸部分為點(diǎn),滾動(dòng)體越多,接觸點(diǎn)越多?;瑒?dòng)軸承:無滾動(dòng)體,通過光滑的表面支撐旋轉(zhuǎn)軸,因此接觸部分為一個(gè)表面。
兩種結(jié)構(gòu)的差異決定了滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)模式是滾動(dòng),滑動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)模式是滑動(dòng),因此摩擦情況完全不同。
02
比較承載能力
一般來說,由于滑動(dòng)軸承的壓力面積較大,其承載能力一般高于滾動(dòng)軸承,滾動(dòng)軸承的沖擊載荷能力不高,但完全液體潤(rùn)滑軸承可以承受較大的沖擊載荷,因?yàn)闈?rùn)滑油膜起到緩沖和吸振作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí),滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體的離心力增加,以降低其承載能力(高速時(shí)容易產(chǎn)生噪聲)。對(duì)于動(dòng)壓滑動(dòng)軸承,其承載能力隨轉(zhuǎn)速的增加而增加。
03
摩擦系數(shù)與啟動(dòng)摩擦阻力的比較
滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)一般低于滑動(dòng)軸承,值穩(wěn)定?;瑒?dòng)軸承的潤(rùn)滑容易受到速度、振動(dòng)等外部因素的影響,摩擦系數(shù)變化范圍較大。
啟動(dòng)時(shí),由于滑動(dòng)軸承沒有形成穩(wěn)定的油膜,阻力大于滾動(dòng)軸承,但靜壓滑動(dòng)軸承的啟動(dòng)摩擦阻力和工作摩擦系數(shù)很小。
04
適用于工作轉(zhuǎn)速比較
滾動(dòng)軸承受滾動(dòng)離心力和軸承溫升的限制,轉(zhuǎn)速不宜過高,一般適用于中低速工作狀態(tài)。由于軸承的加熱和磨損,不完全液體潤(rùn)滑軸承的工作速度不宜過高。完全液體潤(rùn)滑軸承的高速性能非常好,特別是當(dāng)靜壓滑動(dòng)軸承采用空氣作為潤(rùn)滑劑時(shí),其速度可以達(dá)到100000r/min。
圖 (a) 滾動(dòng)軸承組成;(b) 滑動(dòng)軸承
05
比較功率損失
由于滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)小,其功率損失一般較小,小于不完全液體潤(rùn)滑軸承,但當(dāng)潤(rùn)滑和安裝不當(dāng)時(shí)會(huì)急劇增加。完全液體潤(rùn)滑軸承的摩擦功率損失較低,但靜壓滑動(dòng)軸承的總功率損失可能高于動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。
06
比較使用壽命
由于材料點(diǎn)蝕和疲勞的影響,滾動(dòng)軸承的一般設(shè)計(jì)壽命為5~10年或大修期間更換。不完全液體潤(rùn)滑軸承的軸瓦磨損嚴(yán)重,需要定期更換。理論上,完全液體潤(rùn)滑軸承的使用壽命是無限的。事實(shí)上,由于應(yīng)力循環(huán),特別是動(dòng)壓滑動(dòng)軸承,軸瓦材料可能會(huì)疲勞損壞。
07
旋轉(zhuǎn)精度比較
滾動(dòng)軸承由于徑向間隙小,旋轉(zhuǎn)精度一般較高。不完全液體潤(rùn)滑軸承處于邊界潤(rùn)滑或混合潤(rùn)滑狀態(tài),運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,且磨損較嚴(yán)重,精度較低。完全液體潤(rùn)滑軸承由于油膜存在,緩沖吸振,精度較高。靜壓滑動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)精度更高。
08
比較其他方面
滾動(dòng)軸承使用油、脂肪或固體潤(rùn)滑劑,用量小,高速時(shí)用量大,油清潔度高,需要密封,但軸承更換方便,一般不需要修復(fù)軸頸。對(duì)于滑動(dòng)軸承,除不完全液體潤(rùn)滑軸承外,潤(rùn)滑劑一般為液體或氣體,用量大,油清潔度要求高,軸承軸瓦需要經(jīng)常更換,有時(shí)修復(fù)軸頸。
軸承的使用壽命嚴(yán)重縮短,導(dǎo)致軸承出現(xiàn)各種問題。