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轴承是机器和机械装置中的导向元件，用于实现、引导和控制运动。

它们对机械系统的平稳运行至关重要，因为它们可以减少摩擦、吸收力并提高运动精度。

以下是轴承的基本功能和不同类型、设计和具体应用，以及维护和保养概述：

轴承作为导向元件的基本功能：

轴承在机器中执行各种任务，确保精确运动和可靠运行：

轴承可最大限度地减少运动部件之间的直接接触，从而减少摩擦，进而降低磨损和能耗。
轴承可吸收和传递力（如轴向和径向载荷）。这样可以保护其他部件，并实现有效的力分布。
轴承可实现并引导线性或旋转运动。因此，轴承是保证机械加工精度和稳定性的决定性因素。
轴承可将部件固定在预定位置，防止不必要的运动或振动损害系统。

轴承的类型和设计：

轴承有多种设计，其结构和应用各不相同：

1.滑动轴承：

滑动轴承是一种广泛使用的轴承，与滚动轴承不同，它不包含任何滚动体。相反，运动是通过两个表面相互滑动来实现的。它们设计简单，价格低廉，但在某些应用中可能是更好的选择。

滑动轴承的结构：

轴承衬套或滑动面：滑动轴承的主要部件是轴承衬套或滑动面，轴或轴在上面运动。这些衬套通常由青铜、塑料或特殊滑动轴承材料等耐磨材料制成。
轴承外壳：滑动轴承也可由内外轴承壳组成，用于保护和包裹滑动表面。
润滑：许多滑动轴承需要润滑以减少摩擦和延长使用寿命。不过，也有使用特殊混合材料的自润滑滑动轴承。

滑动轴承的类型：

径向滑动轴承：用于吸收径向力（垂直于轴的作用力），适用于缓慢旋转或摆动运动的应用。
轴向滑动轴承（推力轴承）：此类滑动轴承可吸收轴向力（沿轴向作用的力），通常用于螺旋主轴或缓慢旋转的轴中。
平面滑动轴承：这种滑动轴承用于支撑大型平面接触点，如压力机或重型机械。
自润滑滑动轴承：这类轴承不需要外部润滑，由具有永久滑动特性的材料混合物制成，如聚四氟乙烯或特殊塑料。

滑动轴承的应用：

滑动轴承适用于高负荷、低转速的应用场合。

1.汽车工业：
汽车悬挂系统、发动机（如连杆轴承和凸轮轴轴承）、变速箱和制动器中的高负荷应用。

2.建筑和农业机械：
在挖掘机、拖拉机和起重机等需要简单而坚固的轴承的应用中，滑动轴承可以很好地承受污垢和载荷。

3.重工业：
在压力机、轧机和涡轮机中，轴承受力大，环境条件恶劣。

4.水电站：
用于水轮机的轴承支撑，因为滑动轴承可承受高负荷，并可在水环境中使用特殊润滑剂。

5.电机和小型机械：
用于需要降低噪音和减少维护的家用电器或小型电机。

2.磁力轴承：

磁力轴承利用磁力支撑和稳定轴或轴。由于运动部件之间没有接触，因此几乎没有摩擦，这使得磁力轴承非常耐用，几乎没有磨损。

磁力轴承的结构：

磁铁：强永久磁铁或电磁铁确保轴悬浮。轴在磁力的作用下保持位置不变，没有机械接触。
轴承控制（主动磁力轴承）：在主动磁悬浮轴承中，轴的位置通过电子控制系统进行监控和修正。传感器检测位置变化并调整磁力以稳定轴。
供电：主动磁悬浮轴承需要持续供应能量，为电磁铁和控制器供电。

磁悬浮轴承的类型：

被动磁轴承：这些轴承仅使用永久磁铁，不需要控制器。但是，它们的稳定性有限，通常只适合作为附加轴承。
主动磁轴承：这些轴承使用主动控制的电磁铁。这样可以精确控制位置，实现更高的稳定性。
超导磁轴承：这些高科技轴承利用超导体的特性来排除磁场，从而实现几乎完美的无摩擦。

磁悬浮轴承的应用：

磁力轴承可用于要求高精度和低摩擦的应用场合。

1.高速转子：
在燃气轮机和蒸汽轮机中，如发电设备，磁悬浮轴承可实现高转速，并提供精确、无摩擦的运动。

2.医疗技术：
在核磁共振成像（MRI）机中，需要使用非接触式低振动轴承，以确保图像质量和患者安全。

3.空间和卫星技术：
用于陀螺仪系统和旋转部件，因为磁悬浮轴承可在真空中运行，无需润滑。

4.实验室和测量技术：
用于高速离心机等需要极低摩擦和高精度的应用。

5.精密机械工程：
用于要求磨损最小、精度最高的精密加工机械和光学仪器。

3.流体轴承：

流体轴承利用压力或旋转产生的一薄层流体来分离和支撑运动部件。这层液体可以是油、水或其他液体。由于部件在液体中分开运动，因此摩擦极小。

流体轴承的结构：

轴承座和轴承表面：轴承表面通常由坚固的材料制成，并由轴承座包围，轴承座可容纳液体并稳定部件。
流体层：轴的运动或外部泵送会产生一个加压流体层，支撑轴或部件的重量。
密封件：密封件的作用是将流体保持在轴承区域内，防止泄漏。

流体轴承的类型：

流体动力轴承：流体层是由轴的旋转产生的，从而形成必要的压力分布。
静压轴承：压力层由外部泵产生。这样即使在低速或静止时也能实现高承载能力。

液体轴承的应用：

液体轴承非常适合高速应用以及需要低摩擦和低噪音的场合。

1.泵和涡轮机：
在水泵或油泵和水力发电厂中，液体轴承可提供持续润滑，并能很好地承受高负荷和高速度。

2.工业重载：
在大型工业机械和轧机中，会出现高负荷和强烈振动。液体层还能抑制振动并减少磨损。

3.船舶和潜水艇：
在船舶螺旋桨和潜艇涡轮机中，这些设备通常在水中或类似水的环境中运行，因为流体轴承可在高负荷和潮湿的环境中有效工作。

4.发电厂：
用于大型发电机和涡轮机，以确保可靠、低磨损的运动，并延长机械的使用寿命。

5.航空航天工业：
在喷气发动机中，确保在高温和高速条件下可靠、低摩擦的轴承支撑。

4.空气轴承、空气静压轴承或空气动力轴承：

空气轴承是液体轴承的一种特殊形式，它使用薄层空气作为分离介质，而不是液体。空气轴承非常适合光学设备或微电子等要求极低摩擦和高精度的应用。

空气轴承的结构：

轴承表面：轴承表面通常由特殊材料制成，摩擦最小，稳定性高。
供气系统：外部系统将空气泵入轴承，使运动部件之间形成一层薄薄的空气。
密封件：密封件也是保持轴承区域空气均匀的必要条件。

空气轴承的类型：

多孔空气轴承：空气从多孔材料中均匀排出，形成稳定的空气层。
喷嘴式空气轴承：空气通过一系列小喷嘴进入，形成均匀的空气层。

空气轴承的应用：

空气轴承主要应用于对高精度和低振动要求较高的高科技领域。

1.半导体和电子制造业：
在计算机芯片生产等精密制造设备中，空气轴承可提供无振动、极其精确的运动控制。

2.测量和测试设备：
在光学测量设备和显微镜中，振动和机械摩擦可能会产生干扰，例如激光干涉仪。

3.医疗设备和实验室应用：
在需要无摩擦运动以获得精确结果的分析和测试设备中，如离心机和血液分析仪。

4.3D 打印和增材制造：
在高精度打印机中，需要极小的层分辨率，以最大限度地提高模型的质量和细节。

5.光学仪器和望远镜：
用于需要无振动运动以确保高分辨率图像的高精度光学仪器和望远镜。

除滚动轴承外，滑动轴承、磁力轴承、流体轴承和空气轴承在不同的应用中都具有独特的优势。选择合适的轴承取决于负载、摩擦、精度和维护要求。

轴承的维护和保养：

定期维护对于确保轴承作为导向元件的功能和延长其使用寿命至关重要：

充分和定期的润滑可减少摩擦并防止磨损。根据不同的应用，使用机油或润滑脂，因此润滑间隔也不同。
轴承中的灰尘和异物会增加摩擦并导致损坏。因此，多尘或肮脏环境中的轴承应密封良好或定期清洁。
必须定期检查轴承是否有磨损迹象，必要时进行更换。现代传感器可以测量振动和温度，对问题进行早期预警。

作为导向元件，轴承是机械系统不可或缺的组成部分。它们引导和支持运动，减少摩擦，提高机器和车辆的精度和稳定性。

下面概述了购买轴承时最重要的注意事项：

在购买轴承时，有许多重要方面需要确保轴承非常适合预期应用。正确选择轴承可以提高机械设备的性能和使用寿命，降低维护和停机成本。

根据应用的具体要求决定滑动轴承、磁力轴承、空气轴承或流体轴承是否合适。
直线运动还是旋转运动？对于旋转运动，滑动轴承、磁悬浮轴承或流体轴承通常更合适，而对于直线运动，则应选择滑动磁悬浮轴承或空气轴承直线轴承。
考虑轴承是否必须承受高径向和/或轴向载荷。
轴承必须能够承受最大预期动载荷（运动）和静载荷（静止）。
确保轴承是针对特定载荷分布（轴向、径向或组合载荷）设计的。
在某些应用中，轴承应能安全地承受一定的过载。
每种轴承都有一个最大推荐转速，在此转速下的工作温度和性能仍在安全范围内。
确保轴承在预定的环境温度下可靠运行，尤其是在极端温度下（如在高温系统中）。
如果转速较高，可能需要额外冷却或特殊润滑。
轴承的径向或轴向游隙应符合要求。间隙过大会导致不稳定和振动，而间隙过小又会增加磨损。
根据应用情况，可能需要更高的精度等级，特别是在要求高精度和低公差的机器中。
视应用而定（例如，在潮湿环境或腐蚀性条件下使用不锈钢）。带有特殊涂层的轴承通常可防止腐蚀和磨损。
密封轴承可防止灰尘和湿气进入轴承内部，缩短使用寿命。
确保材料与指定的润滑剂兼容。
可选择脂润滑轴承或油润滑轴承，甚至免维护轴承（如使用固体润滑剂）。
选择低维护或免维护轴承可降低维护要求和相关成本。
特别是在高温或低温应用中，润滑剂必须适合使用环境。
有些轴承比其他轴承更容易安装。应考虑到操作问题，尤其是需要频繁更换时。
标准轴承通常比专用轴承更容易获得，价格也更低。使用标准化的轴承尺寸和类型更有优势。
检查安装是否需要特殊工具或调整。
注意规定的使用寿命，并考虑是否符合运行要求。
考虑环境条件，如湿度、灰尘、振动或腐蚀性元素，因为它们会影响使用寿命。
可以通过计算或制造商规格来检查预期使用寿命，特别是对于关键应用。
便宜的轴承可以在短期内节省成本，但可能会导致昂贵的故障成本。从长远来看，高质量轴承通常更便宜。
特别是在机器必须避免长时间停机的应用中，轴承的可用性和快速交货时间非常重要。
注意制造商的可靠性和质量保证。
在食品工业或医药等领域，可能对环保性有特殊要求。
对于家用电器或医疗技术等与人接近的应用，低噪音可能至关重要。
对于安全或卫生要求较高的应用（如航空或食品加工），应选择符合特定 ISO 或 DIN 标准的认证轴承。

仔细分析轴承要求并考虑环境条件、负载和维护需求，可以延长轴承的使用寿命，并显著提高机器或系统的效率。

轴承可以从不同的供应商处购买。有关世界各地轴承制造商和供应商的全面信息可在Exportpages 上找到。