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滚动轴承剖面如何工作

滚动轴承让轴在一圈滚子上旋转,而不是在滑动面上滑动。用下面的视图看进内部,认清每一圈,再看载荷如何从旋转的轴传到固定的轴承座。

滚动轴承 · 剖面 轴承座 · 外圈 · 滚子 · 内圈 · 轴 轴承座 外壳(透视) 外圈 固定滚道 保持架 隔开滚子 滚子 承载并滚动 内圈 装在轴上 轴 旋转的部件
发生的顺序 轴转动 → 内圈同转 → 滚子滚动 → 外圈固定
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详细说明

什么是滚动轴承?

滚动轴承是一种圆形组件,用来支承一根旋转的轴、同时让它几乎无摩擦地转动。它由两圈经过硬化的套圈、夹在两者之间的一组滚子,以及把它们拢在一起的保持架组成。轴不必在支承上直接摩擦,而是让滚子滚动,因此几乎没有材料被磨掉。

为什么要看进内部?

从外面看,它只是一只光滑的金属环。真正起作用的东西——两道滚道、滚子与保持架——全藏在金属里,所以只有剖开,才能看清这些部件如何布置、载荷又如何被承担。

部件及其作用

1. 轴在转动

轴是轴承存在的意义所在——它持续旋转;如果没有轴承,它就只能是直接磨着机器机架转。

2. 内圈随轴一起转

内圈紧配在轴上,因此以相同的转速转动。它经过硬化的外表面形成两条光滑滚道中的一条。

3. 滚子承担载荷

一圈滚子位于两圈之间的空隙里。轴转动时,每颗滚子沿滚道滚动并承担载荷,于是各部件是滑过而不是刮过彼此。

4. 保持架把它们隔开

保持架是一个带兜孔的薄圈,把每颗滚子固定在均匀的位置。它防止滚子挤到一处、相互摩擦而卡死。

5. 固定的外圈与轴承座

外圈保持不动,被固定在轴承座里。滚子把载荷从旋转的内圈传到这圈固定不动外圈,再由此进入机器机架。

为什么要用滚子,而不用普通轴套?

滑动表面会相互摩擦,因此发热并磨损。滚子是滚动前进的,而滚动的摩擦远小于滑动,所以滚动轴承能让沉重的轴转得更轻快、寿命也长得多。

保持架有什么用?

保持架把每颗滚子均匀地分隔在圆周上。没有它,滚子会挤到一起、彼此摩擦而卡死,所以保持架的作用就是让它们保持相等的间距。

哪部分在转,哪部分不动?

通常是轴和内圈转动,而外圈固定在轴承座里。滚子在两者之间滚动,把载荷从旋转的一侧传到固定的一侧。

为什么重载时滚子轴承比球轴承更好?

滚子与滚道是沿一条线接触,而钢球只是一个点接触,所以同样的载荷能被摊到更多金属上。因此在同样尺寸下,滚子轴承能承受更重的载荷。

轴承需要润滑吗?

需要。一层薄薄的油膜或脂膜把滚子、保持架与滚道隔开,使它们不会金属直接接触,这正是保持低摩擦、低磨损的关键。

常见误区

滚子只是用来挡住轴不让它侧移。 看起来它们只是把运动挡住。
它们在轴转动时承担载荷。 它们的职责是支承载荷并滚动,让旋转几乎无摩擦地发生。
两圈都在转。 人们以为整个轴承都在旋转。
通常只有内圈在转。 外圈固定在轴承座里,好让载荷有地方传出去。
保持架也承担载荷。 它是金属做的,看起来像承力件。
保持架只负责隔开滚子。 它起引导和分隔作用,真正承载的是滚子本身。
免责声明:本图解为教学目的做了大幅简化,真实系统变量与复杂度远超此处。不可用于工程生产用途,也不构成金融、政治或专业建议。