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軸承作為機械產(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,軸承分為滾動摩擦軸承(以下簡稱滾動軸承)和滑動摩擦軸承(以下簡稱滑動軸承)。這兩種軸承在結(jié)構(gòu)上都有自己的特點,在性能上也有自己的優(yōu)缺點。在選擇時,應綜合考慮實際情況。以下是對滾動軸承和滑動軸承的比較性能的比較分析。
01
比較結(jié)構(gòu)和運動方式
滾動軸承與滑動軸承最明顯的區(qū)別在于是否有滾動體。
滾動軸承:有滾動體(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,滾動體越多,接觸點越多。滑動軸承:無滾動體,通過光滑的表面支撐旋轉(zhuǎn)軸,因此接觸部分為一個表面。
兩種結(jié)構(gòu)的差異決定了滾動軸承的運動模式是滾動,滑動軸承的運動模式是滑動,因此摩擦情況完全不同。
02
比較承載能力
一般來說,由于滑動軸承的壓力面積較大,其承載能力一般高于滾動軸承,滾動軸承的沖擊載荷不高,但由于潤滑油膜的緩沖和振動吸收,完全液體潤滑軸承可承受較大的沖擊載荷。當轉(zhuǎn)速較高時,滾動軸承中滾動體的離心力增加,以降低其承載能力(高速時容易產(chǎn)生噪聲)。隨著轉(zhuǎn)速的增加,動壓滑動軸承的承載能力增加。
03
摩擦系數(shù)與啟動摩擦阻力的比較
滾動軸承的摩擦系數(shù)一般低于滑動軸承,值穩(wěn)定?;瑒虞S承的潤滑容易受到速度、振動等外部因素的影響,摩擦系數(shù)變化范圍較大。
啟動時,由于滑動軸承沒有形成穩(wěn)定的油膜,阻力大于滾動軸承,但靜壓滑動軸承的啟動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
滾動軸承受滾動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,不完全液體潤滑軸承的工作速度不宜過高。完全液體潤滑軸承的高速性能非常好,特別是當靜壓滑動軸承采用空氣作為潤滑劑時,其轉(zhuǎn)速可達1萬r/min。
圖 (a) 滾動軸承組成;(b) 滑動軸承
05
比較功率損失
由于滾動軸承摩擦系數(shù)小,其功率損失一般較小,小于不完全液體潤滑軸承,但當潤滑和安裝不當時會急劇增加。完全液體潤滑軸承的摩擦功率損失較低,但靜壓滑動軸承的總功率損失可能高于動壓滑動軸承。
06
比較使用壽命
由于材料點蝕和疲勞的影響,滾動軸承的設計壽命一般為5~10年,或在大修期間更換。不完全液體潤滑軸承的軸瓦磨損嚴重,需要定期更換。理論上,完全液體潤滑軸承的使用壽命是無限的。事實上,由于應力循環(huán),特別是動壓滑動軸承,軸瓦材料可能會疲勞損壞。
07
旋轉(zhuǎn)精度比較
滾動軸承由于徑向間隙小,旋轉(zhuǎn)精度一般較高。不完全液體潤滑軸承處于邊界潤滑或混合潤滑狀態(tài),運行不穩(wěn)定,磨損嚴重,精度低。由于油膜的存在,完全液體潤滑軸承具有較高的緩沖吸振精度。靜壓滑動軸承具有較高的旋轉(zhuǎn)精度。
08
比較其他方面
滾動軸承使用油、脂或固體潤滑劑,用量很小,高速時用量較大,油質(zhì)的清潔度要求高,因此要求密封,但軸承更換方便,一般不需要修理軸頸。對于滑動軸承,除不完全液體潤滑軸承外,潤滑劑一般為液體或氣體,用量很大,油質(zhì)清潔度要求也很高,軸承軸瓦需要經(jīng)常更換,有時還修復軸頸。
軸承的使用壽命嚴重縮短,導致軸承出現(xiàn)各種問題。