軸承的種類與用途

十一月 9, 2015
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Photo by Fan Jianhua/Shutterstock

說到讓現代世界運行的關鍵,你可能會想到電力、手機、飛機或其他好幾種方便的現代科技。但是,常被我們忽略的是單純卻讓至少三分之二的現代科技得以運作的軸承。

少了軸承,汽車的輪子就無法轉動,引擎也絕對無法運轉。軸承能夠降低摩擦並維持元件的精確位置。二次世界大戰時,盟軍對德國的軸承生產設備進行戰略攻擊,造成非常重大的損失,由此可見軸承的重要性。希望你的專題裡軸承是用在和平的目的上。
負載種類
軸承主要可分為兩類:讓圓形物體在被施加推力時旋轉並維持其位置的推力軸承(例如餐桌轉盤),以及維持旋轉物體徑向位置的徑向負載軸承(例如滑板軸承)。第三類的軸承:滾錐軸承,則能夠承受來自其中一個方向的力。

應該可以說三種軸承都可以承受其中一個方向的力,因為餐桌轉盤不會在桌上水平方向滑動,而滑板的軸承也不會從軸上滑出去。但是,承受的主要力量絕對是單一方向的。

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Photo by Cosma/Shutterstock

在我的經驗中,每次提到軸承,多數人想到的是滾珠軸承。它們通常是徑向負載軸承(例如滑板軸承),但在需要時也可以製成推力軸承。滾錐軸承較常被當作推力軸承使用,但也有很多做為徑向負載軸承的應用。

軸承種類
軸承有很多專用的種類。以下是Maker的日常生活中可能會看到的幾種:

  • 「一般」徑向負載軸承 –大家最常想到的軸承種類,由小金屬球分隔兩個同心金屬環構成。從滑板到電鑽都可以看到這種簡單的軸承。
  • 座架式軸承 – 這類軸承是由一個可以連接到與旋轉軸平行的表面的外殼的徑向負載軸承。
  • 從動凸輪軸承 – 和螺紋桿相連的徑向負載軸承,通常安裝於凸輪以產生線性運動,也可以有其他有趣的應用。
  • 球面滑動(線性)軸承 – 這種軸承被廣泛用來讓3D印表機和CNC雕刻頭能平順活動。和其他軸承不同的是,它們在這裡的作用是限制徑向運動,同時提供平順的線性運動。
  • 車輪軸承 這類軸承通常為能夠克服徑向和軸向負載的滾錐軸承。
  • 推力軸承 這類軸承有很多種用途(尤其在汽車業),而餐桌轉盤和吧台椅是我們馬上可以想到的例子。它們也可以用在其他任何需要平順旋轉的裝置上,例如讓攝影機平移的裝置。

替代品
如果你可以在你的設計中使用軸承,這是件好事,但在多數的應用中,使用軸承需要事先規劃和更高的花費。如果你在趕時間,或空間不足,則可以考慮用低摩擦材質來取代。我曾經在家中的一個專題成功使用了鐵氟龍墊片。如果可以取得的話,也有很多低摩擦的塗料可以選擇。
雖說如此,如果你(在耐心和經濟的層面上)負擔得起軸承,能看到使用軸承來固定元件和維持運動的設計精良的專題是一件很棒的事。


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​JEREMY S COOK
傑洛米是一位有10年經驗的全職工程師,具有克萊門森大學機械工程學學士學位。工作之餘,他是充滿實驗精神的熱情Maker,一想到什麼,就會把它做出來。

(譯:屠建明)
[原文]


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