你知道軸承是什麼類型的機械部件嗎？軸承常被稱為“機械行業的食品”，它們是各種機器中廣泛使用的關鍵部件。
什麼是軸承？
軸承是輔助物體旋轉的部件。顧名思義，軸承支撐著機器內部的旋轉軸。使用軸承的機器包括汽車、飛機和發電機。常見的家用電器，例如冰箱、吸塵器和空調，也使用軸承。在這些機器中，軸承支撐著裝有輪子、齒輪、渦輪、轉子和其他部件的軸，幫助軸平穩旋轉。
軸承的功能
軸承能減少摩擦，使旋轉更平穩。旋轉軸與支撐部件之間不可避免地會產生摩擦。軸承就安裝在旋轉軸和支撐機構之間。透過減少摩擦，軸承能夠實現更平穩的旋轉並降低能耗。這是軸承的主要功能。
它們保護旋轉支撐部件，並使旋轉軸保持在正確的位置。旋轉軸和支撐部件承受著巨大的力量。軸承可以防止支撐部件因這些力而損壞，並使旋轉軸保持在正確的位置。正是由於這些功能，我們才能長期重複使用機器。
不同類型的軸承
以下各節將解釋常見軸承的類型、差異和具體應用。
角接觸球軸承
角接觸球軸承可以同時承受徑向和軸向負荷，並能在相對較高的轉速下運作。接觸角越大，軸向承載力越高。接觸角是指連接滾珠與滾道在徑向平面內接觸點的直線與垂直於軸承軸線的直線之間的夾角。高精度、高速軸承通常採用15度的接觸角。接觸角會隨著軸向力的作用而增加。
產品特性
通用匹配軸承：這類軸承經過特殊加工，相鄰安裝時，任意組合都能達到預定的內部間隙或預緊力，以及均勻的負荷分佈，無需使用墊片或其他類似裝置。當單一軸承的承載能力不足，或軸承必須承受組合負荷或雙向軸向負荷時，通常使用通用匹配軸承。
基本型軸承：這些軸承適用於單軸承配置。基本型單列角接觸球軸承主要用於每個位置只有一個軸承的配置。它們的寬度和凸出公差為標準等級。因此，它們不適合將兩個單列角接觸球軸承緊鄰安裝。
自調心球軸承
自調心球軸承有兩種結構：圓柱孔和錐形孔。保持架材質包括鋼板和合成樹脂。其主要特點是外圈滾道為球面，因而具備自調心性能。這可以補償由同心度問題和軸撓曲所造成的誤差，但內外圈的相對傾角不得超過3度。
它們主要承受徑向負荷，但也能承受較小的軸向負荷。軸的軸向位移被限制在間隙範圍內。由於其自調心性能，即使內外圈略微傾斜，它們也能正常工作，因此適用於無法保證殼體孔嚴格同軸的部件。
產品特性
- 自調心球軸承的外圈滾道是球面的一部分，其曲率中心位於軸承軸線上。因此，此軸承具有自調心功能；當軸或軸承座發生偏轉時，它能夠自動調整，而不會增加軸承的負荷。
- 它能承受徑向負荷和適量的雙向軸向負荷，但不能承受彎矩負荷。由於接觸角較小，在軸向載荷作用下幾乎保持不變，導致其軸向承載能力較低，但徑向承載能力較高。它適用於重載或衝擊載荷環境。
- 帶有適配套筒和鎖緊螺帽的雙列自調心球軸承可以安裝在光滑軸上的任何位置，無需定位肩。
調心滾子軸承
球面滾子軸承具有雙列滾子、外圈共用一個球面滾道以及兩個相對於軸承軸線傾斜的內圈滾道。這種巧妙的結構使其具有自調心性能，從而降低了軸與軸承座之間角度誤差以及軸彎曲的影響。它們適用於因安裝誤差或軸撓曲而導致角度誤差的情況。除了徑向負荷外，此軸承還能承受雙向軸向負荷。球面滾子軸承有圓柱孔和錐孔兩種類型。錐孔的錐度為1:30或1:12。這些錐孔軸承可以使用適配套筒或拆卸套筒輕鬆快速地安裝在光滑軸或階梯軸上。
應用領域
- 沖壓鋼加強保持架、沖壓鋼保持架、玻璃纖維增強聚醯胺66保持架、機械加工黃銅兩件式保持架、機械加工黃銅整體式保持架以及用於振動應用的沖壓鋼保持架。同一結構的軸承上的代碼可能不同。
- 造紙機械、減速齒輪、鐵路車輛車軸、軋機齒輪箱軸承座、軋機輥、破碎機、振動篩、印刷機械、木工機械、各種工業減速器和帶座的垂直調心軸承。
調心滾子推力軸承
球面滾子推力軸承與球面滾子軸承大致相同。其軸承座圈滾道表面為球面，球面中心與軸承中心軸線重合。滾輪為球面，具有自動調心功能，因此對同軸度和軸撓度較不敏感。這類軸承主要應用於石油鑽井平台、鋼鐵製造機械、水力發電機、立式馬達、船用螺旋槳軸、塔式起重機和擠壓機等領域。
產品特性
外圈與軸承座孔之間不應採用過盈配合，內圈與軸頸之間的配合也不應過緊。安裝時，應使用螺帽調節軸承，使其具有一定的軸向位移。若球面滾子軸承採用過盈配合，容易改變接觸角，導致負荷分佈不均和溫升過高。因此，內/外圈與軸頸和軸承座孔的安裝配合，通常以僅用雙手拇指即可將軸承推入軸頸和軸承座孔為最佳。
對於球面滾子軸承的軸向安裝間隙，可透過軸頸上的調整螺帽、墊片、軸承座孔內的螺紋或預緊彈簧進行調整。軸向間隙的大小取決於安裝方式、軸承間距以及軸和軸承座的材料，並可根據工作條件決定。
對於高負載、高速球面滾子軸承，調整間隙時必須考慮溫升對軸向間隙的影響；必須估算溫升所造成的間隙減小量，這表示軸向間隙應調整得稍大一些。
對於低速振動軸承，應採用無間隙或預緊安裝方式。目的是確保球面滾子軸承的滾子與滾道良好接觸，均勻分散負荷，並防止振動和衝擊對滾子和滾道造成損壞。
調整完成後，使用千分錶檢查軸向間隙的大小。此方法是將千分錶固定在機器本體或軸承座上，使表針抵住軸的光滑表面，然後左右推動軸，指針的最大擺動幅度即為軸向間隙值。
圓錐滾子軸承
圓錐滾子軸承是可分離式軸承；其內圈和外圈均具有錐形滾道。根據滾子列數的不同，圓錐滾子軸承可分為單列、雙列和四列。單列圓錐滾子軸承能夠承受單向的徑向負荷和軸向負荷。當軸承承受徑向負荷時，會產生軸向分力，因此需要另一個能夠承受反向軸向力的軸承來平衡該分力。
獨特之處
圓錐滾子軸承外圈角度和外滾道直徑均已標準化。為確保圓錐滾子軸承的外圈和內組件在全球範圍內通用，設計和製造過程中不允許更改這些參數。
圓錐滾子軸承主要用於承受徑向和軸向的組合負荷，其中徑向負荷占主導地位。它們具有較大的承載能力，但極限轉速較低。圓錐滾子軸承可以承受單向軸向負荷，並能限制軸或軸承座單向軸向位移。軸承的承載能力取決於外圈滾道角；角度越大，承載量越強。
這種軸承屬於可分離式軸承。單列圓錐滾子軸承的間隙需要在安裝過程中由使用者進行調整；雙列和四列圓錐滾子軸承的間隙已根據使用者要求在工廠設定，無需使用者調整。
圓錐滾子軸承的內圈和外圈滾道均為錐形，錐形滾子排列在兩者之間。所有錐形表面的投影線在軸承軸線上相交於同一點。這種設計使得圓錐滾子軸承特別適用於承受複合負荷（徑向和軸向負荷）。
軸承的軸向承載能力主要取決於接觸角α，α角越大，軸向承載能力越高。此角度的大小以計算係數e表示；e值越大，接觸角越大，軸承承受軸向負荷的能力越強。
圓錐滾子軸承通常是可分離式的，這意味著圓錐體組件（由內圈、滾輪和保持架組成）可以與外圈（滾道）分開安裝。圓錐滾子軸承廣泛應用於汽車、軋鋼廠、礦山、冶金、塑膠機械等產業。
深溝球軸承
深溝球軸承是應用最廣泛的滾動軸承類型。它們摩擦阻力低，轉速高。它們可用於承受徑向負載或徑向和軸向組合負載的部件，以及承受軸向負載的部件，例如低功率電機、汽車和拖拉機變速箱、工具機變速箱以及通用機械和工具。
當軸承的徑向間隙增大時，它具有角接觸球軸承的某些性能特徵，可以承受徑向和軸向的組合負荷。
與其他同尺寸軸承相比，這些軸承摩擦係數更小，極限轉速更高。但是，它們不耐衝擊，不適合承受重載。
深溝球軸承安裝在軸上後，可在軸承軸向間隙的範圍內限制軸或軸承座在兩個方向上的軸向位移，因此可用於雙向軸向定位。
此外，這種軸承具有一定的自調心能力。當其相對於軸承座孔傾斜2英尺至10英尺時，仍可正常運作，但會對軸承壽命產生一定影響。
對於深溝球軸承，如果運作過程中負荷過小，滾珠與滾道之間會發生滑動，導致刮痕。這種現像在大型深溝球軸承中尤其明顯，因為這類軸承的滾珠和保持架都很重。在許多情況下，軸承會發生腐蝕。軸承腐蝕的原因很多，最常見的因素如下：
- 由於密封裝置不良，導致水分、灰塵等滲入。
- 該軸承已長期未使用，超過防鏽期限，且缺乏維護。
- 金屬表面粗糙度大。
- 接觸腐蝕性化學介質；軸承未徹底清潔，表面有污垢，或被汗手觸摸。清潔後，軸承未及時包裝或安裝，長時間暴露在空氣中，受潮污染。
- 環境溫度和濕度以及與各種環境介質的接觸；防銹劑失效或品質不符合要求。
推力球軸承
推力球軸承設計用於承受高速運轉時的軸向負荷，由帶有滾道槽的墊圈狀外圈組成，滾道槽用於球的滾動。由於外圈呈緩衝狀，推力球軸承分為平底緩衝型與自調心球面緩衝型。此外，這種軸承可以承受軸向負荷，但不能承受徑向負荷。
產品特性
- 有單向和雙向兩種類型。
- 為了允許安裝錯誤，可以選擇單向或雙向類型，搭配球形自對準座墊或球形座圈。
- 優質鋼材－採用超潔淨鋼材，可延長軸承壽命高達 80%。
- 先進的潤滑脂技術－NSK的潤滑脂技術可以延長潤滑脂的使用壽命並提高軸承性能。
- 高級鋼球－高速旋轉時安靜平穩。
- 安裝錯誤可以透過使用選項中的環來彌補。
推力球軸承僅適用於單側承受軸向負荷且轉速相對較低的零件，例如起重機吊鉤、立式幫浦、立式離心機、千斤頂、低速減速機等。軸承的軸環、座環和滾動體是可分離的，可以單獨安裝和拆卸。
推力滾子軸承用於承受以軸向負荷為主的軸向和徑向組合負荷，但徑向負荷不得超過軸向負荷的55%。與其他推力滾子軸承相比，此軸承具有摩擦係數更低、轉速更高、自調心性能更佳等優點。推力圓柱滾子軸承主要應用於重型工具機、高功率船舶齒輪箱、石油鑽井平台、立式馬達等機械設備。
圓柱滾子軸承
這些是徑向滾動軸承，其滾動體為圓柱滾子。圓柱滾子軸承的內部結構採用滾輪平行排列，滾子之間安裝有間隔件或間隔塊，以防止滾子傾斜或相互摩擦，從而有效防止旋轉扭矩的增加。
大中型電動馬達、鐵路車輛、工具機主軸、內燃機、發電機、燃氣渦輪機、減速齒輪箱、軋機、振動篩、起重機運輸機械。
產品特性
- 滾子和滾道採用線接觸或改進的線接觸，提供較大的徑向承載能力，適用於承受重載和衝擊負荷。
- 摩擦係數小，適合高速運轉，極限轉速接近深溝球軸承。
- N 型和 NU 型可以軸向移動，能夠適應熱膨脹或安裝錯誤引起的軸和殼體相對位置的變化，可用作自由端支撐。
- 軸或座孔的加工要求很高；軸承安裝後外圈軸線的相對撓度必須嚴格控制，以避免接觸應力集中。
- 內環或外環可以分離，方便安裝和拆卸。
四點接觸球軸承
四點接觸球軸承是一種可分離軸承，也可以說是一種能夠承受雙向軸向負荷的角接觸球軸承。其內外圈滾道橫斷面呈桃形。當無負荷或僅承受徑向負荷時，鋼球與滾道之間呈現四個接觸點，也是其名稱的由來。
四點接觸球軸承具有可分離結構，單一軸承可以取代面對面或背對背排列的角接觸球軸承。
它們能夠承受徑向負荷和雙向軸向負荷，並能限制兩個方向的軸向位移，但與目前規格的雙列角接觸球軸承相比，它們佔用的軸向空間較小。
與其他球軸承相比，四點接觸球軸承在徑向間隙相同的情況下，具有更小的軸向間隙和更高的極限轉速。
四點接觸球軸承適合承受純軸向負荷或以軸向負荷為主的軸向和徑向組合負荷。由於採用雙層內圈（或外圈），滾珠數量增加，從而提高了承載能力。
在正常工作條件下，當這種軸承承受任意方向的軸向負荷時，會形成接觸角。鋼球與內外滾道各只有一個接觸點，避免了接觸區域內較大的滑動摩擦。因此，這種軸承不適用於以徑向力為主的軸承負荷。
推力圓柱滾子軸承
圓柱滾子推力軸承常用於高剛度軸承結構中，能夠輕鬆承受重載和振動負荷。它們僅適用於單側承受軸向負載且低速運轉的零件，例如起重機吊鉤、立式泵浦、立式離心機、千斤頂和低速減速機。此軸承的軸套、殼體墊圈和滾動體均可分離，可單獨安裝和拆卸。
滾針推力軸承
滾針推力軸承具有止推功能，可承受軸向負荷，轉速低，並允許一定的撓度。
圓錐滾子推力軸承
圓錐滾子推力軸承可構成非常緊湊的軸向軸承結構。此類軸承能夠承受較大的軸向負荷，對衝擊負荷不敏感，且具有良好的剛性。 LYTBZ生產單向和雙向圓錐滾子推力軸承。螺紋連接軸承是專門設計的單向圓錐滾子推力軸承，包含滿滾輪。這種軸承用於軋機中的螺紋連接軸承結構。 LYTBZ圓錐滾子推力軸承的滾道與滾輪之間採用對數接觸輪廓，確保軸承內部應力分佈均勻，進而延長軸承壽命。
帶殼體的插入式軸承
帶有軸承座的插入式軸承是將滾動軸承與軸承座組合在一起的軸承單元。大多數插入式軸承具有球面外徑，並與具有球面內孔的軸承座一起安裝。它們有多種結構形式，具有良好的通用性和互換性。同時，這種軸承在設計上也具有一定的自調心能力，易於安裝，並採用雙重密封結構，使其能夠在惡劣環境中工作。
軸承的結構及其功能
軸承透過滾動運動來減少摩擦。當“軸”開始旋轉時，軸承內部的多個“滾動體”（“滾珠”或“滾子”）開始滾動。軸承正是透過這種「滾動運動」來減少摩擦。與滑動軸承的「滑動運動」相比，採用「滾動運動」的軸承能夠更有效地減少摩擦，並降低旋轉能量的消耗。
儘管現代軸承種類繁多，但它們的基本結構與大約500年前列奧納多·達·芬奇設計的軸承大致相同。軸承的組成部分包括：
- 環：環狀部件
- 滾動體：在滾道環之間滾動的部件（滾動體包括滾珠和滾柱）
- 保持架：防止滾動體相互接觸並保持它們之間一定間隔的部件。
戒指
圖 2 所示的軸承稱為“徑向軸承”，它承受垂直於軸的力。滾珠軸承使用“滾珠”作為滾動體，而滾子軸承使用“滾子”。徑向軸承使用密封圈。安裝在軸上的內圈稱為內圈，安裝在軸承座內的外圈稱為外圈。
滾動體
滾動體包括“滾珠”和“滾柱”。根據軸承的使用條件，例如所需的支撐力大小和旋轉速度，可以選擇各種類型的滾動體。
籠
當軸承內圈旋轉時，滾動體也開始滾動。此時，如果軸承中沒有保持架，相鄰的滾動體就會相互接觸。接觸面上兩個滾動體的滾動方向相反，這將阻礙滾動體的滾動運動。為了防止這種情況發生，需要使用保持架來分隔相鄰的滾動體，使它們能夠順暢地滾動。根據軸承的使用條件，例如支撐力的大小和轉速，可以選擇各種類型的保持架。
滾道環、滾動體和保持架各自發揮不同的作用。只有當這些作用協調一致時，軸承才能平穩地旋轉。然而，僅靠這些零件，軸承仍然無法持續平穩旋轉。接下來，我們將介紹軸承的另一個重要組成部分。
潤滑油
為確保軸承平穩旋轉，必須降低滾動摩擦，防止零件磨損。潤滑劑可以起到這種作用。半固態潤滑脂和液態潤滑油是常用的軸承潤滑劑。此外，潤滑劑還能降低旋轉軸承內部熱的產生，延長軸承壽命。因此，潤滑劑也是確保軸承穩定且平穩旋轉的重要因素。
