滑动轴承与滚动轴承的区别?
轴承的作用比较简单,就是支撑轴或其他运动部件,同时让设备能够正常运动,并尽量减少运动过程中的摩擦和磨损。
从工作时的接触方式来看,轴承通常可以分为两大类:滑动轴承和滚动轴承。
两者最直观的区别就在于“滑”和“滚”。
滑动轴承没有滚珠或滚子,轴与轴承工作表面之间主要是相对滑动;滚动轴承则在轴与轴承座之间设置滚珠或滚子,通过滚动来减少摩擦。
一、什么是滑动轴承?
滑动轴承也叫滑动接触轴承、轴瓦轴承或套筒轴承,常见形式就是我们平时所说的衬套。
以最简单的结构来看,可以把它理解成“轴插在一个套筒里面”。轴转动时,轴的外圆与衬套内表面发生相对运动,轴承通过工作表面承受载荷。
因此,滑动轴承属于滑动接触。
不过,实际运行时并不一定是简单的金属直接摩擦。根据轴承材料和润滑方式不同,可以通过润滑油、润滑脂、固体润滑剂或者自润滑材料来降低摩擦和磨损。部分自润滑衬套本身就带有固体润滑材料,因此不需要像普通油润滑轴承一样频繁补充润滑油。
例如,在一台自动化设备的摆臂机构中,如果轴需要低速往复摆动,而且承受的载荷比较大,可以使用无油衬套来支撑转轴。设备运行时,轴在衬套内部来回摆动,衬套工作表面承受载荷并与轴产生相对滑动。
这就是比较典型的滑动轴承应用。
二、什么是滚动轴承?
滚动轴承的结构与滑动轴承不同。
它通常由内圈、外圈、滚动体和保持架等组成。滚动体可以是钢球,也可以是圆柱滚子、滚针、圆锥滚子等。
轴转动时,滚动体在内外圈滚道之间滚动,使原本的直接滑动接触变成滚动接触,从而降低运动过程中的摩擦阻力。
这里需要特别说明一点:不能把所有滚动轴承都简单理解成“点接触”。
球轴承中,滚珠与滚道的接触可以近似理解为点接触;而圆柱滚子、滚针等滚动轴承主要属于线接触。因此,更准确的说法是,滚动轴承通过滚动体实现滚动接触,具体接触形式取决于滚动体的类型。
比如电机、风机、水泵等设备中经常使用深沟球轴承。轴转动时,轴承内部的钢球随着滚道运动,轴就可以比较顺畅地旋转。
三、滑动轴承与滚动轴承最主要的区别
如果只记住一个区别,可以记成:
滑动轴承靠工作表面相对滑动来支撑轴,滚动轴承靠滚珠或滚子滚动来支撑轴。
两种轴承的结构和工作方式不同,所以在实际使用中也会表现出不同的特点。
1. 接触方式不同
滑动轴承属于滑动接触,轴与轴承工作表面之间存在相对滑动。
滚动轴承则通过滚珠或滚子传递载荷,运动过程中主要是滚动接触。
这也是两者最基础的区别。
2. 结构不同
滑动轴承的结构通常比较简单。以常见的无油衬套为例,基本就是一个圆筒状零件,没有内圈、外圈、保持架和滚动体。
滚动轴承的结构相对复杂,通常包含内圈、外圈、滚动体和保持架等零件。
所以在一些安装空间比较有限的机构中,滑动轴承的结构形式会比较方便。具体是否适合,还需要结合载荷、速度和安装尺寸判断。
3. 摩擦形式不同
滑动轴承产生的是滑动摩擦,摩擦和磨损与轴承材料、轴表面状态、载荷、速度以及润滑条件等都有关系。
滚动轴承主要依靠滚动体滚动,正常工作状态下滚动摩擦较小,因此通常比较适合需要较低运行阻力的旋转机构。
但这并不意味着滑动轴承的摩擦一定比滚动轴承大。
例如采用合适润滑方式的滑动轴承,在特定工况下也可以获得较低的摩擦。因此,实际选型不能只比较一个摩擦系数,而要结合具体工作条件来看。
4. 承载和冲击工况不同
滑动轴承的工作表面是连续的,可以在较大的接触区域内分布载荷,因此一些滑动轴承比较适合低速、重载以及存在冲击载荷的工况。
例如工程机械的转动部位、模具导向机构、自动化设备的摆动机构等,都可能使用滑动轴承。
滚动轴承同样具有较好的承载能力,但滚动体与滚道之间的接触区域相对有限。对于明显的冲击载荷、振动以及污染环境,需要根据具体轴承类型和使用条件进行选择。
所以不能简单说“滑动轴承承载能力一定比滚动轴承高”,而应该看轴承结构、尺寸、材料以及实际工况。
5. 适用速度不同
滚动轴承通常比较适合中高速旋转,例如电机、风机、泵以及各种旋转设备。
滑动轴承则常见于低速、重载、往复运动和摆动运动等场合。当然,某些采用流体润滑的滑动轴承同样可以用于高速设备,因此速度并不是区分两者的唯一条件。
实际选型时,需要同时考虑载荷、速度以及润滑条件。
四、实际使用时应该怎么选择?
滑动轴承和滚动轴承并不存在绝对的好坏之分。
比如一根轴需要高速连续旋转,而且对旋转精度和启动阻力有较高要求,那么滚动轴承往往比较合适。
如果机构属于低速摆动、往复运动或者重载工况,而且安装空间有限,或者设备运行环境不方便频繁加油,那么滑动轴承就值得考虑。
以无油衬套为例,在自动化设备的转轴、连杆、模具导向以及工程机械的销轴等位置,都可以根据具体工况采用不同材料和结构的滑动轴承。
因此,选择轴承时不要只看“滑动”还是“滚动”,还需要把载荷、转速、运动方式、工作温度、润滑条件、轴的材料和表面粗糙度、安装空间以及环境条件一起考虑。
五、总结
滑动轴承和滚动轴承最根本的区别,是工作时的接触方式不同。
滑动轴承是轴与轴承工作表面之间产生相对滑动;滚动轴承则利用滚珠、滚子等滚动体实现滚动接触。
滑动轴承结构通常比较简单,常见形式包括衬套、轴瓦等;滚动轴承则主要由内外圈、滚动体和保持架等组成。
在实际设备中,两者都有各自适合的使用场景。低速、重载、摆动、往复以及不方便维护的机构,可以重点考虑滑动轴承;高速旋转、低运行阻力以及对旋转精度有要求的场合,则可以根据具体工况考虑滚动轴承。
最终还是要回到设备本身的使用条件。轴承选型不是单纯比较哪一种更好,而是选择哪一种更适合当前工况。

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