F1在校比赛中,来自世界各地的学生竞相设计和比赛最快的微型汽车模型。在2019年阿布扎比世界总决赛上,英国夺得了世界冠军头衔,但设计工程师可以从这次成功中学到什么呢?克里斯·约翰逊是专业轴承供应商, SMB轴承,探索超低摩擦应用的设计选项。
摩擦扭矩描述启动和维持轴承自由运行所需的力。旋转轴承所需的努力在很大程度上取决于轴承的圆度、滚道几何形状、施加的负载、润滑和闭孔。对于大多数设计工程师来说,摩擦是朋友也是敌人。有用的摩擦可以在高负荷下实现可预测和稳定的运动,但无用的摩擦只是浪费能量,以热量的形式排出。
对于许多应用,如制造测量或分配仪器,非常低的轴承扭矩是至关重要的。当为这些高价值的精密工具采购超低摩擦轴承时,有多种设计考虑因素,以使摩擦保持在绝对最小。
优化的滚道几何形状和特殊的密封概念在创造低摩擦扭矩水平方面有很长的路要走。然而,还必须注意生产过程,因为滚道上的任何粗糙度区域都会减少润滑。轴承的环和球也应加工到精细的公差和高水平的圆度,以实现平稳的操作运动。
如果不能有效地减少或控制,大量的摩擦往往会导致更高的磨损损失,最终,轴承的可靠性和寿命较差。高扭矩轴承还增加了驱动设备所需的功率,增加了移动负载的成本和操作设备所需的能量。
高性能低扭矩润滑剂是超低摩擦应用的“决定或破坏”。令人惊讶的是,过多的润滑脂可能对轴承不利,因为高润滑脂填充意味着更大的滚动阻力和轴承内部缺乏散热的自由空间。一般来说,建议低填充高速,低扭矩应用。
对于较低的速度,干燥润滑剂,如二硫化钼,也可以减少两个表面之间的摩擦,而不需要油或润滑脂。对于极低的速度或短时间的速度爆发,可以使用无润滑轴承。如果速度太高,可以考虑使用低粘度油或含有低粘度基础油的润滑脂。虽然润滑脂具有比油或干润滑剂更大的润滑剂阻力,但减少填充可以提供低扭矩轴承,同时也适用于高速应用。
有许多润滑选项可供选择,这些是着手于需要采购和安装新轴承的新项目的设计工程师的重要考虑因素。然而,旧机器不应该被忽视。如果对现有机器中的轴承进行维修或重新润滑,可以显著提高设备的运行和能源效率,从而实现长期的成本节约。
无论你是在为F1模型车还是真车设计零部件,都有多个因素需要考虑。设计工程师应该采用整体的方法来设计轴承,平衡摩擦扭矩的好处和限制,以确保最佳性能。
了下:轴承的建议
