摩擦学大师课:轴承设计与性能的核心原理
您在溜冰场轻松滑行过吗?或穿袜子在木地板滑行?没试过真该体验一下。若体验过,您感受过低摩擦带来的飘逸失重感。摩擦虽是物质世界基本力,但在机械中常成麻烦。
空压机用轴承缓解压缩过程摩擦,但轴承非同质。今天我们看压缩机常用三类轴承优劣。先花点时间理解摩擦物理。
什么是摩擦?
梅里亚姆-韦伯斯特词典定义摩擦为"阻碍两接触物体相对运动的力"。摩擦分静摩擦和动摩擦。静摩擦是启动两静止物体相对运动所需力。动摩擦是两运动物体间阻力。
静摩擦大于动摩擦。想推重箱子过地板:启动运动需更大力,维持运动力更小。
确定两物体间摩擦,须考量两因素:摩擦系数决定物体互抓程度(各有各系数),正压力压紧物体。扭矩和牵引力在旋转轮胎场景介入。
高摩擦产热磨损物体。搓手即刻发热。压缩机部件同理:持续摩擦产热加速磨损。轴承等元件提供低摩擦,让压缩机高速运转不易磨损。
三大轴承类型
压缩机常用三类轴承,各有利弊。
滚子轴承
滚子轴承通常最便宜。径向载荷——载荷作用垂直于轴承旋转轴。寿命长,最早轴承设计之一。
圆锥滚子轴承
圆锥滚子轴承是锥形滚子轴承。比滚子轴承贵,但能同时承受径向和轴向载荷。轴向载荷作用平行于旋转轴。因能中等承受双向载荷,磨损比滚子轴承快。
球轴承
球轴承最贵。能承受径向和轴向载荷,高可靠。球轴承细分角接触、推力、深沟等多类型。
下次溜冰或屋内穿袜滑行时,思考背后物理。低摩擦虽有趣,也让机器全生命周期更高效运行。
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