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轴承是一种机械元件，它将相对运动限制为仅期望的运动，并减少运动部件之间的摩擦。例如，轴承的设计可以提供运动部件的自由线性运动或绕固定轴自由旋转；或者，它可以通过控制作用在运动部件上的法向力的矢量来防止运动。大多数轴承通过最大限度地减少摩擦来促进所需的运动。轴承根据操作类型、允许的运动或施加在零件上的载荷（力）的方向进行广泛分类。 旋转轴承在机械系统中保持旋转部件，例如轴或轮轴，并将轴向和径向载荷从载荷源传递到支撑它的结构。最简单的轴承形式，滑动轴承，由在孔中旋转的轴组成。 润滑用于减少摩擦。在滚珠轴承和滚子轴承中，为了减少滑动摩擦，滚动元件（例如具有圆形横截面的滚子或球）位于轴承组件的滚道或轴颈之间。存在各种各样的轴承设计，以正确满足应用的需求，以实现最大的效率、可靠性、耐用性和性能。
滚珠轴承 “轴承”一词源自动词“承受”；轴承是一种机器元件，它允许一个部件承载（即支撑）另一个部件。最简单的轴承是轴承表面，切割或成型为零件，对表面的形状、尺寸、粗糙度和位置具有不同程度的控制。其他轴承是安装在机器或机器部件中的独立设备。用于最苛刻应用的最精密轴承是非常精密的部件；它们的制造需要一些当前技术的最高标准。 常见的轴承： 到目前为止，最常见的轴承是滑动轴承，这是一种使用摩擦接触表面的轴承，通常使用润滑油或石墨等润滑剂。滑动轴承可能是也可能不是离散设备。它可能只不过是一个轴穿过它的孔的承载面，或者是承载另一个的平面（在这些情况下，不是离散设备）；或者它可以是一层轴承金属，或者熔合到基材上（半分立式），或者以可分离套筒的形式（分立式）。通过适当的润滑，滑动轴承通常以最低的成本提供完全可接受的精度、寿命和摩擦。因此，它们的应用非常广泛。 然而，在许多应用中，更合适的轴承可以提高效率、精度、维修间隔、可靠性、运行速度、尺寸、重量以及购买和操作机器的成本。因此，有许多类型的轴承，具有不同的形状、材料、润滑、工作原理等。 轴承的历史： 滚动轴承的发明，以木滚轮的形式支撑或承载被移动的物体，是非常古老的。它可能早于在滑动轴承上旋转的轮子的发明。尽管经常声称埃及人在雪橇下使用树干形式的滚柱轴承，但这是现代推测。埃及人自己在Djehutihotep墓中的图画展示了在雪橇上移动大块石块的过程，就像使用构成滑动轴承的液体润滑滑道一样。还有用于手钻的滑动轴承的埃及图纸。
列奥纳多·达·芬奇 ( Leonardo da Vinci )（1452-1519 年）的画作 使用滑动轴承的轮式车辆出现在公元前 5000 年至公元前 3000 年之间。最早发现的滚动轴承的例子是一个木制滚珠轴承，它支撑着来自意大利内米湖的罗马内米 船残骸的旋转台。这些残骸的年代可追溯到公元前 40 年。 莱昂纳多·达·芬奇在 1500 年左右的直升机设计中加入了滚珠轴承的图纸；这是在航空航天设计中首次使用轴承的记录。然而，Agostino Ramelli是第一个发表滚子和推力轴承草图的人。[需要引用]滚珠和滚柱轴承的一个问题是滚珠或滚柱相互摩擦，导致额外的摩擦。这可以通过将每个单独的球或滚子封闭在保持架内来减少。捕获的或笼式的滚珠轴承最初由伽利略在 17 世纪描述。 第一个实用的保持架滚子轴承是在 1740 年代中期由钟表学家 John Harrison为他的 H3 航海计时器发明的。在这款时计中，笼式轴承仅用于非常有限的摆动运动，但后来哈里森在同时代的调节时钟中应用了类似的轴承设计，并实现了真正的旋转运动。 工业时代的轴承历史： 第一项滚珠轴承专利于 1794 年授予英国发明家和铁匠菲利普·沃恩 ( Philip Vaughan )，他是卡马森的铁匠。他是第一个现代滚珠轴承设计，滚珠沿轴组件中的凹槽运行。轴承在新生的工业革命中发挥了关键作用，使新的工业机械能够高效运行。例如，与之前的非轴承设计相比 ，它们用于固定轮轴组件以大大减少摩擦。 第一个滑动轴承和滚动轴承是木制的，紧随其后的是青铜。在其历史上，轴承由多种材料制成，包括陶瓷、蓝宝石、玻璃、钢、青铜和其他金属。最近，由尼龙、聚甲醛、聚四氟乙烯和UHMWPE等材料制成的塑料轴承今天也在使用。 手表制造商使用蓝宝石滑动轴承生产“宝石”手表以减少摩擦，从而实现更精确的计时。即使是基本材料也可以具有令人印象深刻的耐用性。例如，木制轴承今天仍然可以在旧钟表或水厂中看到，水提供冷却和润滑作用。 1869 年 8 月 3 日，巴黎自行车技工Jules Suriray获得了第一个径向滚珠轴承专利。该轴承随后被安装到詹姆斯摩尔在世界上第一场自行车公路赛巴黎-鲁昂所骑的获胜自行车上， 1869 年 11 月。
Wingquist自调心球轴承原创专利 1883 年，FAG的创始人弗里德里希·费舍尔（ Friedrich Fischer ）开发了一种通过合适的生产机器来铣削和磨削尺寸相同且圆度精确的球的方法，这为创建独立的轴承行业奠定了基础。他的家乡施韦因富特后来成为世界领先的滚珠轴承生产中心。 滚珠轴承的现代自调心设计归功于1907 年SKF滚珠轴承制造商的 Sven Wingquist，当时他的设计获得了瑞典专利第 25406 号。亨利·铁姆肯 (Henry Timken ) 是 19 世纪车厢制造领域的远见卓识和创新者，他于 1898 年为圆锥滚子轴承申请了专利。次年，他成立了一家公司来生产他的创新产品。一个多世纪以来，公司发展到生产各种类型的轴承，包括特种钢轴承和一系列相关产品和服务。 Erich Franke 于 1934 年发明了钢丝滚道轴承并申请了专利。他的重点是轴承设计的横截面尽可能小，并且可以集成到封闭设计中。二战后，他与 Gerhard Heydrich 共同创立了 Franke & Heydrich KG（现为 Franke GmbH）公司，以推动滚丝轴承的开发和生产。 Richard Stribeck 对滚珠轴承钢的广泛研究确定了常用 100Cr6 (AISI 52100) 的冶金学，显示了作为压力函数的摩擦系数。Bishop-Wisecarver 的联合创始人 Bud Wisecarver 于 1968 年设计并于 1972 年获得专利，创造了 vee 槽轴承导向轮，这是一种由外部和内部 90 度 vee 角组成的线性运动轴承。 1980 年代初期，Pacific Bearing 的创始人 Robert Schroeder 发明了第一个可与直线球轴承互换的双材料滑动轴承。这种轴承有一个金属外壳（铝、钢或不锈钢）和一层由薄粘合剂层连接的聚四氟乙烯材料。 当今的滚珠轴承和滚子轴承用于包括旋转部件在内的许多应用中。示例包括牙钻中的超高速轴承、火星探测器中的航空轴承、汽车上的变速箱和车轮轴承、光学对准系统中的挠性轴承以及坐标测量机中使用的空气轴承。 |
