轴承知识库

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关于轴承的结构和功能的主要介绍

很多时候对于轴承的起源是一个很神秘的东西,虽然轴承在今天的社会应用非常的广泛,但是很少有人去追求它是如何起源了,是从什么时候人类开始使用第一个轴承的,而这第一个轴承又是用在什么地方的,生活在公元前的古埃及人,在建造金字塔时,已经开始利用现代滚动轴承的基本原理。下面的图画,来源于和古埃及法老统治时期同年代,已产生城市文明的美索不达米亚浮雕。

其后,中世纪的天才画家达芬奇设计出了与近代轴承结构非常相近的滚动轴承,而18世纪工业革命中诞生的机械文明,促进了轴承的发展。
 
1916年,日本精工(NSK)在日本率先生产出第一套滚动轴承,而日本的轴承技术取得巨大进步,则是在二战以后。从1955年开始,洗衣机、电冰箱、空调等家电产品以及家用轿车逐步普及。这时,日本人对家电产品提出的一项重要性能指标就是“静音”。而此时,国外公司并不重视轴承的“静音”性能。因此,日本的轴承公司就以“制造世界上最静音的轴承”作为产品研发目标。最后的结果是,具有卓越静音性能的日本轴承开始出口到欧美地区。其后,日本轴承又具备了良好的“耐久性”。

轴承的规格,由ISO(国际标准化组织)制定了国际标准,日本轴承以其“高性能、高品质”的特点,深受全球用户的喜爱。目前,日本每年生产轴承约30亿套,其中40%以上为汽车用轴承,近30%出口海外。轴承作为一个全球化的产品,其发展往往要超越时代的要求,今后仍要不断进行降低摩擦的研究,同时,在轻量化、小型化、长寿命以及节能环保各方面,不断迎接新的挑战。

几乎所有的机械设备中都装有轴承,为满足不同的用途及使用要求,轴承在不断的发展进步。


深沟球轴承 (1) 用途最广泛的轴承。
角接触球轴承 (2) 滚动体与内外圈之间形成了一定的接触角(Contact Angle),可以同时承受径向和轴向载荷。
推力球轴承 (3) 轴向承载能力强,适合于承受重载荷。
圆柱滚子轴承 (4) 滚动体为“圆柱滚子”。
圆柱滚子轴承 (5) 这也是“圆柱滚子”轴承,只是与“4”中轴承相比,保持架的形状不同。
圆锥滚子轴承 (6) 滚动体为“圆锥滚子”即滚子一端的直径较小,可同时承受径向和轴向载荷。
调心滚子轴承 (7) 这种轴承,具有调整运转过程中,内外圈间微小偏心的功能。
推力滚针轴承 (8) 要保持汽车内环境舒适,空调必不可少,这是空调压缩机等使用的轴承。
滚针和保持架组件 (9) 汽车的手动变速器等所使用的轴承种类之一。要求具有良好的耐久性能。 尺寸从2毫米到6米
轴承从小到大,尺寸千差万别。世界上最小的“微型轴承”尺寸为内径0.6mm×外径2.0mm×厚度0.8mm,被用于微型电机。而大型轴承,外径达6米,重量达15吨以上,这种轴承被用于挖掘隧道的大型盾构机中。连接英法两国的多佛尔海峡下挖掘跨海隧道时,就使用了这种盾构机,其中就使用了这种大型轴承。
 每分钟40万转
牙医使用的牙钻(俗称牙科手机)中,装有可超高速旋转的轴承。这是2个内径3.0mm×外径6.0mm×宽度2mm,钢球直径为1.0mm的超精密轴承。它们能以“每分钟40万转”的惊人速度旋转,极大地降低了牙科手机的振动,从而大大减轻了病人在治疗时的痛苦。
 
钢球转速每秒160米
国际航线客机的喷气发动机V2500用主轴轴承,其滚动体的滚动速度达每秒160米,相当于时速580公里。正是由于使用了高性能高速轴承,发动机才能长期安全运转,将乘客安全地送往世界各地。

100纳米以下的振幅
“机械的精度取决于轴承的旋转精度”,这毫不夸张。旋转轴的两端由两个轴承支撑,如果轴心的晃动大,则机械性能无法提高。采用超精密轴承的电脑外存设备即“硬盘”,其轴心的振幅不到100纳米(1纳米=1/1000000毫米)。而达到如此超高精度的关键,是“钢球”、“滚子”等滚动体的精度。

在太空可工作15年
宇宙开发也离不开轴承。天气预报、卫星广播电视信号、汽车卫星定位信息等,都由绕地球飞行的人造卫星提供。卫星上装有保持卫星姿态和航向的陀螺仪,陀螺仪内装有超精密轴承。这种轴承,可在太空中连续工作15年。

零下253度至零上500度的世界
宇航火箭的液体燃料泵中的轴承,是使用温度最低的轴承。这种轴承在零下253℃的液态氢中工作。而在高温环境中使用的轴承,以医疗用CT扫描仪内的专用高性能轴承为典型代表。在温度高达300至500℃的X射线真空管中,轴承也能持续运转,为保障我们的健康而发挥作用。

最后,介绍一下有关轴承发展所面临的课题。

首先,是更“节能”。机械越小,构成机械的零部件也就越小。而且,机械越小、越精密,则微小的摩擦都可能引发故障。另外,从全球规模来看,不论机械如何小,能量损失的总量也是相当大的。因此,为了更加节能,轴承也必须朝进一步降低摩擦的方向发展。
其次,是更“环保”。轴承置于机械内,还可起到减少汽车等的废气排放的作用,从而达到环保效果。另外,大部分轴承由不含有害化学物质的钢铁材料制成,因此,可被循环再利用,且冶炼工艺相对简单,因此,轴承是非常好的可再生及再利用的产品。
第三,是更舒适。制造机械的目的,是使人类的生活更加舒适。以前机械主要是用于提高生产效率,今后,在教育、医疗、娱乐等社会生活和个人生活中,机械将发挥更大的作用。为此,将会对轴承的功能和用途提出新的更高的要求。
以上列举的三个课题,是NSK为了“人类与地球”的和谐相处而长期致力研究开发的工作,也是NSK今后将一如既往不断深入研究的工作。
在此列举出以上三个课题,NSK为了“人类与地球”今后仍将继续致力于研究开发工作。

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