軸承

軸承，又稱培林（英文：bearing），機械專有用詞，是承托轉軸的機件。當其他機件在軸上彼此產生相對運動時，軸承可以用來保持軸的中心位置，起到支撐旋轉體的作用。其又可專門解作走珠，即為絕大部份構成整個軸承，用作可與轉軸互相滾動，及使轉軸轉動時產生的摩擦力減至最低的部件。

歷史和發展

早期的直線運動軸承形式，就是一排在撬板下放置一排木杆。這個技術或許可以追溯到修建卡夫拉金字塔的時候，雖然還沒有明確的證據。現代直線運動軸承使用的是同一種工作原理，只不過有時用球代替滾子。

最早的滑動和滾動體軸承是木製的。陶瓷、藍寶石或者玻璃也有使用，鋼、銅、其他金屬、塑料（比如尼龍、膠木、特氟隆和UHMWPE）都被普遍使用。

從重載車輪軸和機床主軸到精密的鐘表零件，很多場合都需要旋轉軸承。最簡單的旋轉軸承是軸套軸承，它只是一個夾在車輪和輪軸之間的襯套。這種設計隨後被滾動軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套，每個滾動體就像一個單獨的車輪。最早投入實用的帶有保持架的滾動軸承是鐘錶匠約翰·哈里遜於1760年為製作H3計時計而發明的。

在意大利內米湖發現的一艘古羅馬船隻上，發現了早期的球軸承的實例。這個木製球軸承是用來支撐旋轉桌面的。這艘船建造於公元前40年。據說李安納度·達文西在1500年左右曾經對一種球軸承進行過描述。球軸承的各種不成熟因素中，有很重要的一點就是球之間會發生碰撞，造成額外的摩擦。但是可以通過把球放進一個個小籠里防止這種現象。17世紀，伽利略對「固定球」的，或者「籠裝球」的球軸承做過最早的描述。但在隨後相當長的時間裏，在機器上安裝軸承一直沒有實現。第一個關於球溝道的專利是卡馬森的菲利普·沃恩（英語：Philip Vaughan）在1794年獲得的。

1883年，弗里德里希·費舍爾（英語：Friedrich Fischer）提出了使用合適的生產機器磨製大小相同、圓度準確的鋼球的主張。這奠定了創建獨立的軸承工業的基礎。「Fischers Automatische Gußstahlkugelfabrik」或者「Fischer Aktien-Gesellschaft」的首字母組合後來成了商標，在1905年7月29日註冊。1962年，這個商標作了修改並沿用至今，並在1979年成為了公司不可分割的一部分。

1907年，SKF球軸承工廠的斯文·溫奎斯特（英語：Sven Wingquist）設計了最早的現代自調心球軸承。

分類

類型	摩擦	速度	壽命	備註
軸套	滑動摩擦，摩擦係數0.05-0.35。	低～極高	低～極高（取決於應用環境和潤滑）	應用廣泛，摩擦阻力大，壽命可以比滾動軸承長或短
微型軸承	滾動摩擦，摩擦係數0.005-0.125。	中～高(需要冷卻)	中～高 (取決於潤滑，往往需要維護)	應用廣泛
寶石軸承（英語：Jewel bearing）	Off-center bearing rolls in seating，摩擦係數低	低	充足（需要維護）	主要用於在低負載，高精密的工作如鐘錶。其體積可以非常小.
流體軸承（英語：Fluid bearing）	液體被強制注入兩個面之間，並使軸承的邊緣保持密封，摩擦力非常小	非常高（通常僅限於幾百英尺每秒）	在某些應用中幾乎無限。在某些情況下，可能在啟動，停止時卡住。通常情況下可以忽略維護。	可以處理非常大的負荷，低摩擦。
磁懸浮軸承（英語：Magnetic bearing）	無接觸面，速度為0時，摩擦力為0。但運動時會產生渦流損耗。如果是靜態磁場，可以忽略摩擦力	無實際的限制	不明確，免維護	有源磁力軸承需要相當大的電能。但Electrodynamic bearings (EDB) 不需要額外電能
撓性軸承（英語：Flexure bearing）	受彎曲和壓迫的運動，摩擦係數很低	非常高	取決於材料和應用的應變非常高或低的。 通常免維護	範圍有限，無背隙，非常平滑
†當軸承上的負載變化導致間隙變化時，剛度會變化。它不同於摩擦軸承。

按照相對運動的接觸形式分為：滾珠軸承、滾針軸承、圓錐滾柱軸承、滑動軸承、撓性軸承、空氣軸承、磁懸浮軸承、寶石軸承、含油軸承。

滾動軸承

幾種滾動軸承

球軸承原理示意

工業中常用的滾動軸承：

• 深溝球軸承：最具代表性的滾動軸承，一般承受純徑向載荷，也可同時承受較小的軸向載荷。
• 滾子軸承、滾針軸承
• 調心球軸承，調心滾子軸承
• 角接觸軸承
• 推力軸承、推力圓柱滾子軸承
• 直線軸承
• 關節軸承
• 衝壓軸承
• 杆端軸承
• 流體軸承（英語：Fluid bearing）

型號

代號	軸承類型	代號	軸承類型
0	雙列角接觸球軸承	6	深溝球軸承
1	調心球軸承	7	角接觸球軸承
2	調心滾子軸承	8	推力圓柱滾子軸承
2	推力調心滾子軸承	N	圓柱滾子軸承，雙列或多列用字母NN表示
3	圓錐滾子軸承	U	外球面球軸承
4	雙列深溝球軸承	QJ	四點接觸球軸承
5	推力球軸承

標準壽命

標準壽命^[1]

工作條件	壽命時間（Lh）	實例
短時間工作。	500	廣告用機械、滑門輥等雜零件，方向指示器。
短時間或斷續工作 即使發生故障亦無嚴重後果。	4000~8000	手用工具、工廠升降機、一般手動機械起重機、家庭用機器、農耕機械。
雖屬斷續工作但需要確實之傳動時。	8000~ 10300	發電廠、發電所用輔助機械、裝配作業之運送機升降機、裝卸起重機 等 不常用之工作機械。
每日運轉8小時，未達最高運轉狀態。	10300~20000	工廠電動機、一般齒輪裝置。
每日運轉8小時，在最高運轉狀態。	20000~30000	使用於機械工廠之一般機械 常時操作之起重機、送風機之中間傳動軸。
每日連續運轉24小時。	45000~60000	分離機、壓縮機、泵、運送機。
每日連續運轉24小時，且絕對不可停止。	100000~200000	發電廠、發電所公共設施之機械裝置、礦山揚水泵、自來水供水裝置、船舶用之連續使用機械。

維護和潤滑

許多軸承需要定期保養，以防止過早失效。儘管一些如液態軸承和磁性軸承可能需要少量的維護，大部分軸承在高週期操作需要定期潤滑和清潔，並可能需要調整，以最大限度地減少磨損的影響。

無密封型軸承往往有一個油嘴，定期潤滑用黃油槍，或定期填充油的油杯。在20世紀70年代之前，沒有遇到過的密封軸承，大部分的機械，注油潤滑是一種較為常見的比今天的活動。例如，用於需要「潤滑作業」幾乎經常發動機油的變化，但今天的汽車底盤汽車底盤大多是密封的生活。從18世紀後期通過1900年中期，行業依靠許多工人稱經常注油潤滑機械與油罐。

今天，工廠的機器通常有潤滑系統，其中中央泵提供定期潤滑線油或油脂，依此類推。 偶爾需要時，這種潤滑油週期的時間和數量控制機器的電腦控制，如PLC或CNC，以及手動操作功能。這個自動化的過程，是所有現代數控機床和其他許多現代化的工廠機器如何進行潤滑。類似的潤滑油系統還用於在非自動化的機器上，在這種情況下，有一個手壓泵，機床操作者應該泵在不斷使用的機器，每天一次（或每週一次）。這些被稱為一次性系統從他們的主要賣點：一個把手一拉，潤滑油，而不是整機ALEMITE槍一打泵或油可以在機器周圍的十幾個不同的位置。

一個現代化的汽車或卡車引擎的內部潤滑系統在概念上類似於上述潤滑油系統，除了連續抽油。這種油流通過端口直接連接到軸承通過鑽孔或發動機缸體和缸蓋鑄造成的通道，和其他地方提供的油浴中噴出。

許多軸承在高循環產業化經營需要定期潤滑和清潔，以及許多需要不定期的調整，如預負荷調整，減少磨損的影響。

軸承壽命受平時保持清潔和良好的潤滑影響很大。然而，許多工程應用上的限制使得維護保養有困難。

相關條目

• 機械
• 滾珠軸承
• 接觸力學
• 鉸鏈
• 軸電壓

參考來源