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軸承作為機械產(chǎn)品中不可缺少的重要組成部分,對旋轉(zhuǎn)軸起著重要的支撐作用。根據(jù)軸承摩擦性能的不同,軸承分為滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)和滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)。兩種軸承在結(jié)構(gòu)上各有特點,性能上也各有優(yōu)劣。選擇時要結(jié)合實際情況綜合考慮。
滾動軸承和滑動軸承的比較
01
與結(jié)構(gòu)和運動方式相比
滾動軸承和滑動軸承最明顯的區(qū)別就是有沒有滾動體。
滾動軸承有滾動體(滾珠、圓柱滾子、圓錐滾子、滾針),旋轉(zhuǎn)支撐旋轉(zhuǎn)軸,所以接觸部分是一個點。滾動體越多,接觸點越多。
滑動軸承沒有滾動體,轉(zhuǎn)軸由光滑面支撐,所以接觸部分是一個面。
兩者結(jié)構(gòu)的不同決定了滾動軸承的運動方式是滾動,滑動軸承的運動方式是滑動,所以摩擦情況完全不同。
02
承載能力比較
一般來說,滑動軸承由于承載面積大,承載能力一般比滾動軸承高,滾動軸承承載能力不高。而全液體潤滑軸承由于潤滑油膜起到緩沖和吸振的作用,可以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會增大,其承載能力會降低(高速時容易出現(xiàn)噪音)。對于流體動壓滑動軸承,承載能力隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。
03
摩擦系數(shù)和起動摩擦阻力的比較
一般情況下,滾動軸承的摩擦系數(shù)低于滑動軸承,數(shù)值穩(wěn)定。但是滑動軸承的潤滑容易受到轉(zhuǎn)速、振動等外界因素的影響,摩擦系數(shù)變化很大。
啟動時,由于滑動軸承尚未形成穩(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)都很小。
04
適用運行速度的比較
滾動軸承由于受滾動體離心力和軸承溫升的限制,轉(zhuǎn)速不能太高,一般適用于中低速工況。由于軸承的發(fā)熱和磨損,液體潤滑不完全的軸承工作轉(zhuǎn)速不宜過高。全潤滑軸承的高速性能非常好,特別是靜壓滑動軸承以空氣為潤滑劑時,其轉(zhuǎn)速可達100000 r/min。
05
功率損耗比較
滾動軸承由于摩擦系數(shù)低,其功率損失一般較小,比不完全液體潤滑軸承小,但在潤滑和安裝不正確時會急劇增加。全潤滑軸承的摩擦功率損失較低,但對于靜壓滑動軸承,由于油泵功率損失,總功率損失可能高于動壓滑動軸承。
06
使用壽命對比
滾動軸承由于材料的點蝕和疲勞的影響,一般設計5~10年,或者大修時要更換。液體潤滑不完全的軸承,軸瓦磨損嚴重,需要定期更換。理論上,完全潤滑軸承的壽命是無限的。事實上,由于應力循環(huán),特別是流體動力滑動軸承,軸承襯套材料可能會疲勞。
07
旋轉(zhuǎn)精度比較
滾動軸承由于徑向游隙小,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),導致運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,磨損嚴重,精度低。由于油膜的存在,全潤滑軸承可以緩沖和吸收振動,精度高。靜壓滑動軸承具有更高的旋轉(zhuǎn)精度。
08
其他方面的比較
滾動軸承使用油、脂或固體潤滑劑,用量少,高速時用量大,油的清潔度要求高,所以需要密封。但是軸承容易更換,一般不需要修軸頸。對于滑動軸承來說,除了液體潤滑不完全的軸承外,潤滑劑一般是液體或氣體,要求油量大,清潔度高。軸瓦需要經(jīng)常更換,有時還要修理軸頸。
滾動軸承和滑動軸承的選擇
由于實際工況的復雜性和多樣性,滾動軸承和滑動軸承的選擇沒有統(tǒng)一的標準。滾動軸承具有摩擦系數(shù)小、啟動阻力小、靈敏、高效、標準化、互換性和通用性好、使用、潤滑和維護方便等優(yōu)點,在通用機械中得到廣泛應用?;瑒虞S承本身有一些獨特的優(yōu)點,一般用在一些不可能、不方便或者使用滾動軸承沒有優(yōu)勢的場合,比如以下幾種情況。
01
徑向空間尺寸有限或需要部分安裝的地方。
滾動軸承在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架,徑向尺寸較大,應用受到一定限制。當徑向尺寸嚴格時,滾針軸承是可選的,必要時,需要滑動軸承。對于軸承不方便或不能從軸向安裝,而必須分段安裝的零件,應選用分體式滑動軸承。
02
高精度場合
當使用的軸承精度要求較高時,一般選擇滑動軸承,因為滑動軸承的潤滑油膜可以緩沖和吸收振動。當精度要求極高時,只能選擇靜壓滑動軸承?;瑒虞S承廣泛應用于精密和高精度磨床以及各種精密儀器中。
03
超載場合
滾動軸承,無論是滾珠軸承還是滾柱軸承,在重載下都容易發(fā)熱和疲勞。因此,當負荷較大時,經(jīng)常使用滑動軸承,如軋機、汽輪機、航空發(fā)動機附件和礦山機械。
04
其他場合
例如,當工作速度極高,沖擊和振動劇烈,需要在水中或腐蝕性介質(zhì)中工作時,也可以合理選擇滑動軸承。
對于一種機械設備,滾動軸承和滑動軸承各有優(yōu)缺點,應結(jié)合工程實際合理選用。以往大中型破碎機一般采用巴氏合金鑄造的滑動軸承,因為可以承受較大的沖擊載荷,而且耐磨、穩(wěn)定。小型顎式破碎機采用滾動軸承,傳動效率高,更靈敏,維修方便。隨著滾動軸承制造技術(shù)的提高,目前大顎骨折多采用滾動軸承。