轴承是支撑和引导旋转或移动部件（例如轴）的机械部件。它减少了摩擦并允许更平稳的旋转，从而降低了能耗。轴承还将载荷从旋转元件传递到外壳或框架，并且该载荷可以是径向的、轴向的或两者的组合。此外，轴承将零件的运动限制在预定方向，确保稳定性和精度。
从自行车踏板的旋转到汽车发动机的运行，从打开冰箱门的简单动作到电风扇电机的平稳运行，所有这些都依赖于轴承来提高效率。轴承堪称机械的“关节”。
在这篇文章中，我们将带您观察轴承的结构并探索它们的不同类型。通过本指南，我们相信您将更有信心为您的特定应用选择合适的轴承。
在进入轴承世界之前，我们首先需要熟悉轴承的基本定义、关键术语和分类。让我们首先探讨构成轴承的关键元素。
1. 轴承套圈/座圈
1) 对于向心轴承，轴承由容纳滚动体的内圈和外圈组成。这些环为滚动元件的移动提供结构和引导。
2) 对于推力轴承，使用术语“座圈”。
2.滚动元件
滚动元件是在环（或座圈）之间移动以减少摩擦的零件。它们承载负载并以最小的阻力传递负载。根据轴承的具体条件，例如支撑力的强度或旋转速度，使用不同类型的滚动元件，例如球或滚子。
 | 球 | 滚珠轴承 |
 | 圆柱滚子 | 滚子轴承 |
 | 滚针 | |
 | 圆锥滚子（圆锥梯形） | |
 | 凸辊（桶形） |
3. 笼子
保持架使滚动体保持均匀间隔，防止滚动体之间接触并确保平稳旋转。 下面显示了两种最常见的笼子类型。
除了这些主要部件之外，为了确保稳定、顺畅的旋转，润滑剂也是必不可少的。适当的润滑可延长轴承寿命并提高效率。根据操作条件，润滑剂可以是油基或脂基。此外，许多轴承都配备密封件或防护罩，以保护内部组件免受灰尘、碎屑或湿气的污染，同时还有助于保留轴承内的润滑剂，以实现最佳性能。
轴承可以根据几个标准进行分类。以下是两种常见的分类。
1.按运动类型，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承。 滚动轴承使用滚动元件来减少摩擦。相比之下，滑动轴承没有滚动元件，依靠表面之间的滑动运动。
根据滚动体的形状，它们可以进一步分为两大类型：球轴承和滚子轴承。下表简要介绍了两者的主要特点。
| 特征 | 滚珠轴承 | 滚子轴承 |
| 触点类型 | 点接触 | 线路联系 |
| 负载能力 | 较低的负载能力 | 更高的负载能力 |
| 摩擦 | 提供低摩擦，因此能量损失很少 | 比滚珠轴承摩擦力更高，但总体摩擦力仍然较低 |
| 稳定 | 重负载下稳定性较差 | 增强稳定性并降低振动 |
| 成本 | 一般比较实惠 | 通常更贵 |
| 应用领域 | 适用于高速应用（例如电动机、风扇） | 重型机械和汽车部件（例如变速箱、车轴）的理想选择 |
2、根据载荷方向，轴承可分为向心轴承和推力轴承。 向心轴承旨在支撑垂直于旋转轴的径向载荷。另一方面，推力轴承用于承受平行于旋转轴的轴向载荷。
轴承中的接触角是指连接滚动体（球或滚子）与滚道（内圈和外圈）之间的接触点的线与垂直于轴承轴线的平面之间形成的角度。该角度对于确定轴承的承载能力至关重要，特别是与径向和轴向载荷相关的能力。
接触角较大的轴承更适合承受轴向载荷（平行于轴承轴线的载荷）。另一方面，接触角较小的轴承对于主要径向载荷应用更为有效。
基于上一节讨论的轴承分类，我们将以上图为主要框架，系统地考察常见轴承的主要类型。
顾名思义，向心球轴承是主要设计用于有效处理径向载荷（垂直施加到轴上的力）的球轴承。通常，它们的接触角小于 15°。向心球轴承有许多子类型。在这里，我们重点关注三个常见的问题。
深沟球轴承
应用：非常适合主要具有径向载荷和中等轴向支撑的应用，提供高速和多功能性。它们通常用于电动机、风扇、鼓风机、电动工具和家用电器。
角接触球轴承
应用：用于发生径向和轴向联合载荷的场合，特别是需要较高的轴向载荷能力和精度时。它们常见于泵、压缩机、汽车零部件、数控加工工具主轴、工业机器人和精密机械。
自调心球轴承
应用：在轴偏转或对准问题常见的情况下很有价值，例如输送系统、轧钢厂和农业机械。
Radial roller bearings are roller bearings that can support a force perpendicular to the shaft. They can support an even greater load than radial ball bearings, and there are four major bearing types that are made to suit the type of roller.
圆柱滚子轴承
应用：常用于高速、重径向载荷环境，如传动轴、轧机和采矿设备。
滚针轴承
应用：常见于径向空间有限的领域，例如内燃机、摩托车、航空航天部件和机器人。
圆锥滚子轴承
应用：适用于刚性和稳定性至关重要的汽车轮毂、变速箱、建筑设备和精密机械。
调心滚子轴承
应用：重型应用，同时存在径向和轴向载荷，以及潜在的轴不对中。常见用途包括建筑设备、采矿机械、大型工业齿轮箱、纸浆和造纸厂以及风力涡轮机。
应用：我适用于以中等转速沿轴施加轴向载荷的应用，例如汽车离合器、变速箱、转台和转向系统。
应用：这些轴承用于高负载环境，例如齿轮箱、重型机械和船舶推进系统，这些环境中可能同时存在轴向和径向负载。
应用：非常适合具有潜在错位或振动的低速、重载应用，例如工业起重机和农业机械。
应用：磁力轴承非常适合需要高速、高精度和最少维护的应用，例如涡轮机械、能源系统和医疗设备。
1）如果载荷主要是径向的（垂直于轴），则使用向心轴承；如果载荷主要是轴向的（与轴方向相同），请使用推力轴承。轴向载荷也称为推力载荷。
2）如果轴承载荷较轻，则采用球轴承；如果负载较重，请使用滚柱轴承。
3) 如果同时承受径向载荷和轴向载荷（联合载荷），轻的联合载荷需要使用深沟球轴承或角接触球轴承，而重的联合载荷需要使用圆锥滚子轴承。
4) 如果从两个方向施加较大的轴向载荷，可以组合两个或多个轴承，或使用双列轴承。
1）一般来说，对于高速应用，深沟球轴承、角接触轴承和圆柱滚子轴承是合适的选择。对于较低速度的工况，圆锥滚子轴承和推力球轴承比较合适。
2）对于同一类型的轴承，尺寸越小，允许转速越高。选择轴承时，请确保运行速度在轴承的极限速度范围内，以免损坏。
3) 请注意，轴承的极限转速不仅受轴承类型和尺寸的影响，而且受其公差、保持架类型和材料、润滑剂类型和用量、润滑方法等因素的影响也很大。在。因此，如果您打算在高转速下使用轴承，请在做出决定之前咨询Chiggo。
1) ISO 标准和其他标准定义了边界尺寸精度（与轴承的配合和安装有关）和运行精度（涉及轴承的精度）的具体公差。轴承的旋转运动）在每个精度内类。
2) 对于大多数一般应用，0 级轴承足以提供足够的性能。
3) 对于旋转跳动精度要求较高的应用，应使用5级、4级或2级精密轴承。
1）轴承的刚性是指轴承在载荷作用下抵抗变形的能力。它直接受到接触面积和轴承内部游隙的影响。滚子轴承较大的接触面积（线接触）将载荷分布在更宽的表面上，因此，与点接触的球轴承相比，它们提供了更大的刚性。
2) 角接触球轴承、圆锥滚子轴承等轴承可以通过调整接触角或采用背靠背（DB）或面对面（DF）等配置来增加刚性。值得注意的是，DB 配置通常比 DF 配置提供更高的刚性。
3）内部游隙（滚动体与滚道之间的空间）也会影响刚性。较小的间隙允许更多的滚动元件接触滚道，增加接触面积，从而增加轴承的刚度。
4) 应用预加载将内部间隙稍微减小负值可确保所有滚动元件与滚道均匀接触。这种均匀的接触最大限度地减少了每个滚动元件弹性变形的变化，从而实现更均匀的载荷分布和增强的刚度。然而，必须仔细设置预紧力以避免负面影响，例如使用寿命缩短、温度升高或潜在的轴承故障（卡住）。
1)径向空间限制：如果可用的径向空间有限，请选择专为紧凑环境设计的轴承，例如滚针轴承或滚针和保持架组件。
2) 振动和噪声水平：对于具有严格振动和噪声要求的应用，例如消费电子或音频设备，深沟球轴承是一个不错的选择。
3) 环境条件：对于恶劣环境（例如多尘、腐蚀性或潮湿条件），请使用密封、屏蔽或由耐腐蚀材料制成的轴承（例如不锈钢或涂层轴承） ）以防止污染物并确保耐用性。
4) 润滑和维护：在维护困难的应用中，请选择能够长时间保持润滑的密封或自润滑轴承，从而减少频繁维修的需要并最大限度地减少停机时间。
5) 安装和对中：选择轴承时，允许的不对中至关重要。 自调心球轴承采用球形外圈滚道设计，可适应较小的角度不对中（1-2度），使其适用于可能存在轴偏转或不对中的应用。
另一方面，带有圆柱或球面滚子的调心滚子轴承可以处理较大的不对中（2-3 度或更大）。此功能在遭受显着轴偏转、热膨胀或动态操作条件的应用中特别有用。
机械轴承是旋转设备和机械组件中的关键部件。它们有助于支撑操作力、减少摩擦并确保平稳、高效的操作。
选择正确类型的轴承时，您需要考虑负载能力、振动、噪音、尺寸等因素。还有许多其他细节可能会影响您的决定。如果您仍然不确定哪种轴承最适合您的需求，请随时咨询我们的工程师以获得专家建议。
在各种类型的加工过程中，有时我们希望有一种加工方法能够实现刀具与工件之间的非接触。当然，我们会想到放电加工 (EDM)。
想一想金属汤匙。如果您在手柄上轻轻按下，它会弯曲一点，但放手后立即弹回。不过，更努力地推动，勺子会永久弯曲。那时，您已经超越了汤匙的屈服强度。在本文中，我们将探讨屈服强度的含义，与相关思想（如拉伸强度和弹性限制）进行比较，以及为什么在现实世界中它很重要。我们还将研究影响强度和常见材料的典型值的因素。 什么是屈服强度？ 屈服强度是材料开始永久变形的应力水平。简而言之，这是材料停止反弹（弹性行为）并以无法完全逆转的方式弯曲或伸展的点。在屈服强度以下，当您卸下力时，材料恢复为原始形状（就像弹簧可以追溯到其长度）。超过屈服强度，材料永远改变了：它已经屈服了，这意味着它已经经历了塑性变形。 为了更好地理解这一点，让我们分解两个关键术语：压力和压力。应力是将力施加到材料除以其横截面区域的材料，或仅仅是材料内部力的强度。您可以将其视为压力，但压力描述了内部反应而不是外部推动。应变是材料在响应中的变化多少，计算为长度的变化除以原始长度。当我们策划压力抵抗压力时，我们会得到一个应力 - 应变曲线这显示了材料随着负载的增加的表现。 在应力 - 应变曲线的早期，材料的行为表现：压力和应变是成比例的（根据Hooke定律的直线），一旦去除负载，材料就会恢复其原始形状。该区域的末端是弹性限制 - 占地，某些变形仍然是永久性的。屈服强度标志着从弹性行为到塑性行为的转变，并定义了可逆变形和不可逆变形之间的边界。 对于许多延性金属，例如低碳钢，这种过渡是逐渐而不是锋利的。为了始终定义屈服强度，工程师经常使用0.2％的偏移方法：他们绘制一条平行于曲线弹性部分的线，但变为0.2％应变。该线相交曲线的点被视为屈服强度。这提供了一种实用，标准化的方法，即使不存在明显的产量点，也可以测量屈服强度。 屈服强度与拉伸强度 正如我们所定义的那样，屈服强度是材料开始永久变形的压力。拉伸强度（通常称为终极拉伸强度（UTS））是材料破裂之前可以承受的最大压力。一旦达到该点，材料将不再承担额外的负载，并且很快就会裂缝。 两者都描述了材料对压力的反应，但它们代表不同的限制：屈服强度标志着永久变形的开始，而拉伸强度则标志着断裂点。例如，在拉动钢棒时，它首先会弹性伸展。超越屈服强度，并实现永久伸长率。继续前进，直到达到拉伸强度为止，杆最终将抢购。 在实践设计中，工程师更多地专注于产量强度，因为组件必须保持功能，而不会造成持久损坏。拉伸强度仍然很重要，但通常标志着失败条件永远不会在服务中发生。 除拉伸强度外，屈服强度还经常与其他两个概念相混淆： 弹性极限：弹性极限是材料可以承受的最大应力，一旦去除负载，仍将完全返回其原始形状。低于此极限，所有变形都是弹性和可逆的。在许多情况下，弹性极限非常接近屈服强度，因此两者通常被视为相同。尽管弹性极限标志着精确的物理边界，但屈服强度提供了标准化的工程值，可以始终如一地测量并用于安全设计。 比例极限：该术语来自应力 - 应变曲线的线性部分。比例限制是遵循胡克定律的压力和压力直接比例增加的点。它通常发生在弹性极限和屈服强度之前。在这一点之外，曲线开始弯曲 - 尽管材料仍然具有弹性，但这种关系不再是完美的线性。 影响力强度的因素 屈服强度无法保持固定 - 它可以根据几种物质和环境因素而改变。这是一些最常见的： 材料组成（合金元素） 金属的构成对其产量强度产生了重大影响。在金属中，添加合金元素可以使它们变得更坚固。例如，当添加碳，锰或铬等元素时，钢的强度也会增强 - 尽管碳也更脆。铝合金从铜，镁或锌等元素中获得强度。这些添加物在金属内部产生了微小的障碍，从而阻止了位错运动（塑性变形的原子级载体），从而提高了强度。简而言之，金属的“食谱”可以使弯曲更难或更容易。这就是为什么苏打中的铝易于柔软而柔软的，而飞机机翼中的铝（与其他金属混合在一起）具有更高的屈服强度。 晶粒尺寸（微观结构） 通常，较小的晶粒意味着更高的强度，这是霍尔 - 格什关系描述的趋势。原因是晶界充当脱位运动的障碍，因此更细的谷物会产生更多的障碍，并使金属更强壮 - 到达一点点。冶金学家通过控制的固化或热机械处理来完善晶粒尺寸。例如，许多高强度的钢和超合金用非常细的晶粒设计以最大化屈服强度，而晶粒非常大的金属往往更容易产生。 热处理 金属加热和冷却的方式可以改变其结构，从而改变其屈服强度。退火（缓慢加热和冷却）软金属，降低其屈服强度，并通过缓解内部应力来使其更具延展性。淬火（在水或油中快速冷却）将结构锁定到坚硬的，压力的状态，大大提高了屈服强度，但也使金属变脆。为了恢复平衡，淬灭通常是回火，一个适度的加热步骤，可改善韧性。 通过选择正确的热处理，制造商可以根据应用使金属更难或更柔软。例如，对弹簧钢进行处理以达到高屈服强度，因此它可以弯曲而不会变形，而钢丝首先要退火以易于塑形，然后再加强。 制造过程（冷工作） 如何机械处理材料也可以改变其屈服强度。冷工作（在室温下变形金属，例如冷滚动或冷图）通过称为工作硬化的机制提高了强度。当您将金属变形时，您会在其晶体结构中引入错位和纠缠，这使得进一步变形更加困难 - 实际上，金属随着变形而变得更强壮。这就是为什么在热卷（不工作）条件下，冷滚动钢通常比同一钢具有更高的屈服强度。 温度和环境 根据经验，大多数金属在高温下会失去屈服强度。热使金属变软，因此可以用较小的力变形。在非常低的温度下，有些材料变得更加脆弱。它们塑性变形的能力降低了，因此尽管屈服应力在技术意义上可能会增加，但它们比产量更有可能破裂。 诸如腐蚀或辐射等环境因素也会降解材料。腐蚀会产生凹坑或减少横截面区域，从而有效减少结构在屈服之前可以承受的负载。例如，生锈的钢梁在载荷下可能会产生的厚度比未腐蚀的束较低，因为其有效厚度会降低，并且来自锈蚀的微裂缝会浓缩压力。 产量不同材料的强度 应力 - 应变曲线提供了一种简单的方法来比较不同材料对负载的反应方式。在上图中，我们可以看到四个典型的行为。随着压力的增加，每个反应都不同，其屈服强度反映了这些差异。 脆性材料：脆性材料，例如玻璃或陶瓷，几乎没有塑性变形。他们沿着几乎直线直线直至突然断裂。他们的屈服强度非常接近他们的最终力量，因为他们并没有真正“屈服” - 它们中断。 强但不是延性材料：某些材料（例如高强度钢）可以承受高应力，但显示有限的延展性。它们具有很高的屈服强度，这意味着它们可以很好地抵抗永久性变形，但是在破裂之前并没有伸展太多。 […]
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