旋轉軸承(培林)

概要

$$軸承(bearing)有依負荷作用方向分類,以及依與軸接觸部分的構造分類兩種。依負荷作用方向分類時,如圖2-15所示,大致分成徑向軸承和推力軸承。

$$依與軸接觸部分分類時,軸與軸承滑動接觸的稱為「滑動軸承」,滾動接觸的稱為「滾動軸承」。滑動軸承因為是以承受負荷,所以使用於重量物體的迴轉部分,但是因為摩擦會產生很大的熱,因此不適用於高速迴轉。另一方面,滾動軸承因為是以鋼珠(球)和鋼製的滾子承受負荷,承受負荷的面會變成點接觸或線接觸。因此不適合支撐重量物,不過由於滾動運動的摩擦阻力少,適合高速迴轉。

圖2-15 負荷方向和軸承種類

下圖左邊為滑動軸承，右邊為滾動軸承

$$首先要看的是施加於軸承上負荷的方向。如果是軸方向的負荷,就使用推力軸承(軸向軸承),如果是半徑方向的負荷,就選擇徑向軸承。

滾動軸承

$$市面上的滾動軸承依照滾動體的形狀(滾珠、滾子、圓錐滾子、針狀滾子)、排列、軌道環的形狀等,分為非常多的種類。

$$以選擇的順序而言,在此將以名為「單列深溝滾球軸承」的軸承作為第一順位。單列深溝滾珠軸承,雖然主要是承受徑向負荷,但是也能承受某種程度的推力負荷。而且,它的尺寸(內徑、外徑、寬度)的系列規格(所謂的編列號碼)很多。 在單列深溝滾珠軸承中,為了防止外部的異物混入,會設置遮屏,只在單側的遮蓋稱為Z型,兩面遮蓋的稱為ZZ型,非接觸密封型稱為W型,接觸密封型稱為DD或DDU型等。

滑動軸承

$$在滑動軸承的選擇中,要討論它所使用的軸承材料。滑動軸承的材料中有金屬類和非金屬類。不論是金屬類或非金屬類,其條件都是要比軸的材質軟。

使用方法

滾動軸承

$$機器人競賽中使用軸徑10mm以下的情形很多,一般用的是小徑尺寸的微型軸承。微型軸承這個用語的意思是指軸的直徑在10mm以下的軸承。微型軸承中,有些外環上會有凸緣,由於軸承不需要從兩邊固定,適合小型的機器人。

圖2-18 微型軸承

$$帶有凸緣的這類軸承雖然非常方便，但是必須要注意凸緣面承受推力負荷的情況。這是因為凸緣是外環，它不會和軸一起迴轉，因此當迴轉部分和凸緣面接觸的話，摩擦阻力就會變得非常大。為了防止這點，會把軸做成階梯狀，必須讓它在內環承受推力負荷。另外在機器人競賽中，為避免競賽場地灰塵之類的影響，多半使用遮蓋型的ZZ型。
影片滾動軸承運動

滑動軸承

$$滑動軸承適用於迴轉速度低的部分。尤其是塑膠製的產品，迴轉速度高時恐怕會因為發熱而軟化。不過，非金屬製的產品不會生鏽，而且是緊貼著軸迴轉，所以很少有灰塵入侵，適合用於需要防水、防塵機能的地方。

$$滑動軸承可以使用在迴轉運動和滑動運動同時作用的軸上。
影片滑動軸承運動

用途

• 滑動軸承：減少承受迴轉運動的軸因摩擦而發熱、損耗。
• 滾動軸承：減少進行迴轉運動和滑動運動的軸因擦而發熱、損耗。

旋轉軸

概要

用於做轉動的軸件

使用方法

通常會用到下列方式來幫助旋轉軸運轉的更順利

C扣

使旋轉軸在轉動的時候其軸向運動能被固定，不會因旋轉而跑掉，通常會分成兩種:

內固定式 : 用於固定在軸承上的

外固定式 : 用於固定在旋轉軸上的

C扣槽

在旋轉軸上面用出一條淺淺的溝，讓C扣能更方便咬緊旋轉軸

止付面

使用止付面是為了能讓止付更穩固的咬緊旋轉軸，比如說讓原本圓形的軸削去一邊，讓其變成D型的樣子