滾動軸承
編輯滾動軸承,是一種軸承,其通過將滾動元件(諸如滾珠或滾子)2個稱為軸承圈之間承載負荷的種族。座圈的相對運動引起滾動元件滾動用很少的滾動阻力,并用小的滑動。
最早和最著名的滾動軸承之一是鋪設在地面上的原木組,頂部有一塊大石塊。當石頭被拉動時,原木沿地面滾動,滑動摩擦很小。當每根原木從后面出來時,它被移到前面,然后木塊滾到上面。可以通過將幾支鋼筆或鉛筆放在桌子上并在它們上面放置一個物品來模仿這種軸承。有關軸承歷史發展的更多信息,請參見“軸承”。
滾動元件旋轉軸承在一個更大的孔中使用軸,稱為“滾子”的圓柱體緊緊地填充軸和孔之間的空間。當軸轉動時,每個滾筒都充當上述示例中的原木。然而,由于軸承是圓形的,滾子永遠不會從負載下脫落。
滾動軸承的優點是在成本、尺寸、重量、承載能力、耐用性、精度、摩擦等之間取得了良好的平衡。其他軸承設計通常在一個特定屬性上更好,但在大多數其他屬性上更差,盡管流體軸承有時可以同時在承載能力、耐用性、精度、摩擦、轉速和有時成本方面表現出色。僅滑動軸承與滾動軸承一樣廣泛使用。廣泛使用的常見機械部件是-汽車、工業、船舶和航空航天應用。它們是現代技術非常必要的產品。滾動軸承是在數千年的堅實基礎上發展起來的。這個概念在羅馬時代以其原始形式出現;在中世紀長期不活躍之后,文藝復興時期由列奧納多·達·芬奇(LeonardodaVinci)復興,并在十七、十八世紀穩步發展。
滾動軸承的設計
大多數滾動軸承都帶有保持架。保持架通過防止元件相互摩擦來減少摩擦、磨損和束縛。保持架滾子軸承是約翰哈里森在18世紀中葉發明的,作為他在天文臺上工作的一部分。
典型的滾動軸承的尺寸范圍從10毫米直徑到幾米直徑,承載能力從幾十克到幾千噸不等。
滾珠軸承
一種特別常見的滾動軸承是球軸承。軸承具有內和外座圈之間的球輥。每個座圈都有一個凹槽,通常形狀使球稍微松動。因此,原則上,球在非常狹窄的區域內接觸每個座圈。然而,無限小的點上的負載會導致無限高的接觸壓力。在實踐中,球在接觸每個賽道的地方會輕微變形(變平),就像輪胎一樣在與道路接觸的地方變平。比賽也會在每個球壓在它上面的地方略微屈服。因此,球和座圈之間的接觸尺寸有限且壓力有限。變形的球和滾道不會完全平滑地滾動,因為球的不同部分在滾動時以不同的速度移動。因此,在每個滾珠/滾道接觸處都有相反的力和滑動運動。總的來說,這些會導致軸承阻力。
滾子軸承
NU206型圓柱滾子軸承中的載荷分布(每個滾子的法向力)。軸承內圈和滾子逆時針旋轉;3,000N的靜態徑向載荷沿向下方向作用在內圈上。軸承有13個滾子,其中4個始終處于負載狀態。
圓柱滾子
滾子軸承是已知最早的滾動軸承類型,至少可以追溯到公元前40年。普通滾子軸承使用長度略大于直徑的圓柱體。滾子軸承通常比球軸承具有更高的徑向載荷能力,但在軸向載荷下承載能力更低,摩擦力更大。如果內圈和外圈未對準,與球軸承或球面滾子軸承相比,承載能力通常會迅速下降。
與所有徑向軸承一樣,外部載荷在滾子之間不斷重新分配。通常,只有不到一半的滾輪承載大部分負載。右側的動畫顯示了在內圈旋轉時軸承滾子如何支撐靜態徑向載荷。
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