轴承,其实就在我们身边,而且用量惊人。以汽车为 例,一辆汽车中一般要使用100到150个轴承,如果没有轴承,车轮将咯咯作响,变速箱的齿轮无法啮合,汽车将无法行驶。不仅汽车,铁道车辆、飞机、洗衣机、电冰箱、空调、吸尘器、复印机、电脑,甚至飞行于遥远太空中的人造卫星上,都有轴承的身影。轴承在提高机械运行效率及节能方面发挥了重要作用。令人遗憾的是,由于轴承是在机械内部悄无声息的运转,大家很少有机会能直接看到轴承的真面目。但轴承确实是维持机械稳定发挥功效的重要零件。
轴承的英文是“Bearing”,“Bear”有支承、承受的含义。轴承是用来支承旋转的轴的,即“轴承”名称的由来。
轴承的基本功能是“降低机械的摩擦”。降低摩擦有三大好处,即:提高机械的工作效率;延长机械的使用寿命;防止咬粘,减少机械故障。轴承可降低摩擦,提高传动效率,有利于节能。这就是人们常说“轴承环保”的原因。
尺寸从2毫米到6米
轴承从小到大,尺寸千差万别。世界上最小的“微型轴承”尺寸为内径0.6mm×外径2.0mm×厚度0.8mm,被用于微型电机。而大型轴承,外径达6米,重量达15吨以上,这种轴承被用于挖掘隧道的大型盾构机中。连接英法两国的多佛尔海峡下挖掘跨海隧道时,就使用了这种盾构机,其中就使用了这种大型轴承。
每分钟40万转
牙医使用的牙钻(俗称牙科手机)中,装有可超高速旋转的轴承。这是2个内径3.0mm×外径6.0mm×宽度2mm,钢球直径为1.0mm 的超精密轴承。它们能以“每分钟40万转”的惊人速度旋转,极大地降低了牙科手机的振动,从而大大减轻了病人在治疗时的痛苦。
钢球转速每秒160米
国际航线客机的喷气发动机V2500用主轴轴承,其滚动体的滚动速度达每秒160米, 相当于时速580公里。正是由于使用了高性能高速轴承,发动机才能长期安全运转,将乘客安全地送往世界各地。
100纳米以下的振幅
“机械的精度取决于轴承的旋转精度”,这毫不夸张。旋转轴的两端由两个轴承支撑,如果轴心的晃动大,则机械性能无法提高。采用超精密轴承的电脑外存设备即“硬盘”,其轴心的振幅不到100纳米(1纳米=1/1000000毫米)。而达到如此超高精度的关键,是“钢球”、“滚子”等滚动体的精度。
在太空可工作15年
宇宙开发也离不开轴承。天气预报、卫星广播电视信号、汽车卫星定位信息等,都由绕地球飞行的人造卫星提供。卫星上装有保持卫星姿态和航向的陀螺仪,陀螺仪内装有超精密轴承。这种轴承,可在太空中连续工作15年。
零下253度至零上500度的世界
宇航火箭的液体燃料泵中的轴承,是使用温度最低的轴承。这种轴承在零下253℃的液态氢中工作。而在高温环境中使用的轴承,以医疗用 CT 扫描仪内的专用高性能轴承为典型代表。在温度高达300至500℃的X射线真空管中,轴承也能持续运转,为保障我们的健康而发挥作用。