一、什么是關(guān)節(jié)軸承?
關(guān)節(jié)軸承是一種特殊結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)軸承,屬于球面滑動(dòng)軸承范疇,其核心結(jié)構(gòu)由內(nèi)圈(帶外球面)和外圈(帶內(nèi)球面)組成,內(nèi)外圈的球面滑動(dòng)接觸副是其關(guān)鍵設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)繞球心的多角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))。與傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承通過(guò)滾動(dòng)體(如滾珠、滾柱)傳遞載荷不同,關(guān)節(jié)軸承依靠?jī)?nèi)外圈球面間的滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此在承受較大載荷、適應(yīng)低轉(zhuǎn)速或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中更具優(yōu)勢(shì)。
從結(jié)構(gòu)分類來(lái)看,常見(jiàn)的關(guān)節(jié)軸承包括向心關(guān)節(jié)軸承(主要承受徑向載荷)、推力關(guān)節(jié)軸承(主要承受軸向載荷)以及角接觸關(guān)節(jié)軸承(可同時(shí)承受徑向與軸向復(fù)合載荷);按潤(rùn)滑方式又可分為需要定期添加潤(rùn)滑劑的普通關(guān)節(jié)軸承,以及內(nèi)置自潤(rùn)滑材料(如聚四氟乙烯、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)的自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承,后者能減少維護(hù)頻率,適用于難以頻繁潤(rùn)滑的場(chǎng)景(如高空設(shè)備、密封環(huán)境)。
二、關(guān)節(jié)軸承的作用與功能有哪些
1、補(bǔ)償安裝偏差,消除裝配誤差影響
在工業(yè)設(shè)備裝配中,由于加工精度、安裝工藝等因素,部件間常存在微小的同軸度偏差或角度偏差。關(guān)節(jié)軸承的球面接觸結(jié)構(gòu)可通過(guò)自身的擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn),自動(dòng)補(bǔ)償這些偏差,避免因偏差導(dǎo)致的部件卡滯、受力不均,保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如,在紡織機(jī)械的羅拉傳動(dòng)系統(tǒng)中,關(guān)節(jié)軸承能補(bǔ)償羅拉安裝時(shí)的平行度偏差,防止紗線拉伸不均。
2、承受復(fù)合載荷,適應(yīng)多方向受力場(chǎng)景
相比只能單一承受徑向或軸向載荷的部分軸承,關(guān)節(jié)軸承(尤其是角接觸型、通用型)可同時(shí)承受徑向載荷、軸向載荷以及力矩載荷(如傾覆力矩),即“復(fù)合載荷”。在工程機(jī)械的液壓油缸活塞桿連接部位,關(guān)節(jié)軸承需同時(shí)承受油缸的軸向推力、徑向晃動(dòng)產(chǎn)生的徑向力,以及部件擺動(dòng)帶來(lái)的力矩,其復(fù)合承載能力能確保油缸動(dòng)作穩(wěn)定,避免部件損壞。
3、適應(yīng)低轉(zhuǎn)速/擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),滿足特殊工況需求
傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承在低轉(zhuǎn)速或頻繁擺動(dòng)場(chǎng)景中,易因滾動(dòng)體與內(nèi)外圈接觸點(diǎn)固定、潤(rùn)滑不足導(dǎo)致磨損加??;而關(guān)節(jié)軸承的滑動(dòng)摩擦機(jī)制更適應(yīng)此類運(yùn)動(dòng)——無(wú)論是建筑機(jī)械的鏟斗擺動(dòng)、汽車懸掛系統(tǒng)的顛簸擺動(dòng),還是雷達(dá)天線的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),關(guān)節(jié)軸承都能在低轉(zhuǎn)速(通常低于100r/min)或往復(fù)擺動(dòng)工況下保持穩(wěn)定性能,減少故障概率。
4、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),降低維護(hù)成本
關(guān)節(jié)軸承的一體化球面結(jié)構(gòu)無(wú)需額外搭配導(dǎo)向部件,可簡(jiǎn)化設(shè)備的連接結(jié)構(gòu),減少零件數(shù)量;自潤(rùn)滑型關(guān)節(jié)軸承更能省去定期添加潤(rùn)滑劑的步驟,降低設(shè)備維護(hù)的人力與時(shí)間成本。例如,在農(nóng)業(yè)機(jī)械的播種機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)中,使用自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承后,無(wú)需頻繁拆卸維護(hù),可適應(yīng)田間惡劣環(huán)境下的長(zhǎng)期作業(yè)。