关于轴承的知识这篇文章很全面，建议收藏！

2023-5-18 15:44| 发布者: admin| 查看: 1786| 评论: 0

摘要: 大家知道轴承(bearing)是一种什么样的机械零件吗？轴承被称作“机械行业的食粮”，是广泛应用于各种机器的重要零件。轴承专栏第1讲我们将对轴承的基础知识、以及轴承的作用进行讲解。1．轴承到底是什么？轴承是一种 ...

大家知道轴承(bearing)是一种什么样的机械零件吗？

轴承被称作“机械行业的食粮”，是广泛应用于各种机器的重要零件。
轴承专栏第1讲我们将对轴承的基础知识、以及轴承的作用进行讲解。

1．轴承到底是什么？

轴承是一种帮助物体转动的零件。顾名思义，轴承就是支持在机器中转动的“轴”的零件。

使用轴承的机器有汽车、飞机、发电机等等。我们生活中常用的冰箱、吸尘器、空调等家用电器也使用轴承。在这些机器中，轴承负责对安装有车轮、齿轮、涡轮、转子等零件的“轴”提供支持，帮助轴顺畅地旋转。

由于各种机器中要使用很多的旋转“轴”，因此轴承就成了必不可少的零件，被人们称作“机械行业的食粮”。这种零件看起来不起眼，但其实非常的重要。如果没有它，我们将无法正常生活。
2．为什么重要？轴承的作用
为了使机器顺畅运行，轴承究竟发挥着怎样的作用？
它有两大作用。

≪作用１≫ 减轻摩擦，使旋转更顺畅
旋转的“轴”和旋转支持部分一定会发生摩擦。轴承用在旋转的“轴”和旋转支持部分之间。
轴承可以减轻摩擦，使旋转更顺畅，减少能源消耗。这就是轴承的作用。

≪作用2≫ 保护旋转支持部分，使旋转的“轴”保持在正确位置
旋转的“轴”和旋转支持部分之间会承受很大的力。轴承可以防止旋转支持部分因这种力而损坏，使旋转的“轴”保持在正确的位置。
正是由于轴承的这些作用，我们才能长时间反复使用机器。
3．轴承的使用量有多大？如果没有轴承会怎么样？

究竟有多少轴承支撑着我们的生活？由于轴承不会被眼睛直接看到，因此大家很难想象吧？这里，我们以身边常见的汽车为例来介绍吧。小时候，大家是否玩过一种电池驱动的赛车玩具呢？很多人一定还记得，在车轮的支撑部分装有轴承。那么，1辆真正的汽车究竟需要多少个轴承呢？

图：汽车使用轴承的主要部位

①动力装置（部件）
案例：交流发电机、涡轮增压器等
②转向装置（部件）
案例：转向器、泵等
③动力传递装置（部件）
案例：变速器、差动齿轮等
④行驶装置（部件）
案例：车轮、悬架等

高级汽车的轴承使用数可达约150个。
这些轴承全都发挥着重要作用。
如果汽车中没有轴承:
· 部件将无法顺畅旋转、消耗更多的能源
· 支持旋转的部分很快就会出故障
从而导致汽车无法安全、舒适地运行。
因此，我们的美好生活背后，有数不清的轴承在默默工作。

总结

轴承零件正为我们的生活而运转

正因为轴承是为我们的生活提供支持的重要零件，因此无论在哪个时代，对它的耐久性和精度都提出了很高的要求。并且，随着机械技术的不断发展，能适应严酷环境的更为特殊的新型轴承也将会被不断开发应用。

未来，轴承还将不断发展进步，为了我们的生活继续“运转”下去！

在第1讲中我们已经介绍过，轴承是减轻摩擦、实现物体顺畅（轻松）移动的工具。那么，轴承是何时诞生、如何进化、普及的呢？这一讲，就为大家介绍轴承出人意料的历史。

米兰斯卡拉广场的列奥纳多·达·芬奇像

1．轴承起源于公元前？

在古代，人类为了减小摩擦想出了很多办法，下面我们来谈谈建造埃及金字塔时的事例。

由巨大的“重型石块”累积建造而成的巨大的金字塔令全世界无数人感到震撼。那么，古代人究竟是用什么方法搬运“重型石块”的呢？人们通过古埃及的壁画大致推测出了答案。
古埃及的多处壁画都描绘了建造金字塔的情形。其中，部分壁画显示出当时人们在“重型石块”的下方垫上圆木滚动搬运的场景。这可以推测出，古埃及人是通过圆木滚动来减小摩擦，以较小的力搬运“重型石块”的。
这种搬运方法与轴承中使用滚动体（滚子）的思路有异曲同工之妙。

滚动圆木减小摩擦的方法

这种人类设法减小摩擦的记载虽然年代、方法不同，但在世界各地均有发现。从这一点可以看出，在人类历史上，“通过减小摩擦顺畅搬运物品”这件事曾经是多么的重要。

2．带保持架的轴承是列奥纳多·达·芬奇发明的吗？

列奥纳多·达·芬奇是文艺复兴时期意大利的天才艺术家。他与轴承有着很深的渊源，被称作“近代轴承之父”也毫不为过。
对万事都具有强烈好奇心的达·芬奇在机械设计领域曾留下巨大功绩。在他的手稿（创作记录）中，绘有机械中不可缺少的轴承的设计草稿。
他以无与伦比的创造力创造出可以大幅度减小摩擦的轴承结构。

该结构是一种在上下两片圆盘（滚道圈）间夹入滚动球（滚动体）的装置。令人惊异的是，这份设计草稿中描绘的轴承中还有防止滚动球相互接触的“保持架”。
这与现在使用的轴承的结构几乎完全相同。

根据列奥纳多·达·芬奇的设计草图、
由JTEKT技术人员复原的带保持架轴承

因此，由滚道圈、滚动体（“滚珠”或“滚子”）、保持架构成的“轴承的基本结构”大约在距今约500年前就发明出来。天才的列奥纳多·达·芬奇以他的创造力为轴承带来了革命性的进化。
但是，即使发明出了轴承的基本构造，实际制造、量产仍不是那么容易的事。直到工业革命时期，轴承才广泛应用于机械。

3．轴承的普及从工业革命开始
18世纪中叶到19世纪的工业革命时期，钢铁开始大规模量产。因此，高强度的钢铁制轴承才得以大量生产，并开始在各个领域广泛应用。
其中，“使用轴承的车轴”就是在工业革命时期诞生的伟大发明之一。
首先发明的是滚动体使用“滚珠”的自行车车轴用滚珠轴承，并得到了广泛普及。此后，滚动体使用“滚子”的马车车轴用滚珠轴承也诞生了。
“使用轴承的车轴”的问世使得移动、搬运效率大大提升。
因此，当时的众多产业机械也开始积极引进轴承，为工业化的发展做出了极大贡献。
通过工业革命，轴承成了在背后支持工业发展的重要零件，也成了人们生活中不可或缺的工具。

总结轴承的发展史就是人类文明进步的历史
如果没有轴承的发明，人类现在恐怕还在为搬运重物耗费巨大力气。并且，我们的生活中恐怕也不会有这么多的机器为我们提供便捷、舒适的服务。
轴承的诞生和进步对文明的发展产生了巨大影响。
可以说，轴承是前人智慧和技术的结晶，是推动“工业化发展史”的幕后英雄。

在第3讲中，我们将介绍轴承的结构及各构成零件的作用。

１．轴承的原理

轴承通过滚动运动减轻摩擦
如图1所示，当“轴”开始旋转时，轴承内的多个“滚动体(“滚珠”或“滚子”)”会开始滚动。
轴承就是通过这种“滚动运动”来减轻摩擦的。

图1 轴承和滑动轴承的结构

与“滑动运动”的滑动轴承相比，“滚动运动”的轴承更能减轻摩擦，减少旋转能量的消耗。
那么，轴承结构是什么样的呢？下面就为大家详细介绍。

2．轴承的结构
现代轴承虽然种类繁多，但其基本结构与约500年前列奥纳多·达·芬奇构思的轴承结构大致相同。

轴承的构成零件有：
● 滚道圈......环状零件
● 滚动体......在滚道圈间滚动的零件（滚动体有“滚珠”和“滚子”）　
● 保持架......为避免滚动体之间相互接触、使滚动体保持一定间隔的零件。
滚道圈
图2中所示的轴承叫做“径向轴承”，支持轴垂直的方向的所受的力。
滚珠轴承的滚动体使用“滚珠”，滚柱轴承的滚动体使用“滚子”。

图2 径向轴承的结构

滚道圈用于这种径向轴承。
组装到轴上的内侧的滚道圈叫做内圈。
外侧的滚道圈叫做外圈，外圈组装到外壳（※1：见图3）中。
※1 外壳
外壳是指组装轴承时与轴承外圈接触的零件。

图3 外壳

滚道圈
图4中所示的轴承叫做“推力轴承”，支持轴同方向的力。
滚道圈用于这种推力轴承。
组装到轴侧的滚道圈叫做轴圈。
组装到外壳侧的滚道圈叫做座圈。

图4 推力轴承的结构

为了实现顺畅旋转，轴承滚道圈中滚动体滚动的表面加工得十分光滑。
滚动体
如表1所示，滚动体有“滚珠”和“滚子”。

表1 滚动体的种类

根据支持的大小、旋转速度等轴承的使用条件，有各种不同类型的滚动体可供选择。

关于轴承的型式，我们将在第4讲轴承专栏中进行介绍，有兴趣的学员可参阅下一页内容。

保持架
如图5所示，当轴承内圈旋转时，滚动体也会开始滚动。此时，如果轴承中没有保持架，相邻的滚动体会互相接触。
接触表面两个滚动体的滚动方向相反，会对滚动体的滚动运动形成障碍。

图5 无保持架时滚动体的滚动运动

为防止这种情况，使用保持架将相邻的滚动体隔开，以使滚动体能够顺畅滚动。
根据支持力的大小、旋转速度等轴承的使用条件，有各种不同类型的保持架可供选择。
图6中所示为代表性的保持架种类。

图6 代表性的保持架

由此可见，滚道圈、滚动体、保持架各自发挥着不同的作用。这些作用相互配合，轴承才能顺畅旋转。然而，仅有这些构成零件，轴承仍然无法“稳定”地持续顺畅旋转。

下面，我们就为大家介绍轴承的另一个重要物品。

3．稳定旋转所需的润滑剂
为了保证轴承能“稳定”、顺畅地旋转，就必须减小滚动运动的摩擦，并防止零件的磨损。“润滑剂”便可以发挥这种作用。
轴承的“润滑剂”大多使用半固体状（膏状）的“润滑脂”和液体状的“润滑油”。
此外，“润滑剂”还有降低旋转轴承内部发热、延长轴承寿命的作用。
因此，“润滑剂”也是确保轴承“稳定”顺畅旋转的“重要物品”。

总结

确保轴承“稳定”、顺畅旋转的零件和润滑剂

轴承的零件包括滚道圈、滚动体、保持架，它们各自发挥着不同的作用，这些作用相互配合，轴承才能顺畅旋转。

并且，“润滑剂”能减小滚动运动的摩擦，防止零件磨损。

各个零件发挥自己的重要作用，轴承才能“稳定”地持续顺畅旋转。

1．轴承的分类

轴承会受到来自不同方向的力，因此可以根据“受力方向”对轴承进行分类。
首先我们来介绍一下轴承的受力。
图1所示为安装了轮胎的汽车车轮用轴承所受的力。
一种是承受汽车重量的力（图1中蓝色箭头所示），轴承须承受与车轴垂直的力。
此外，在汽车转弯时会发生离心力（图1中红色箭头所示），轴承会承受与车轴同方向的力。