蘇漢業(yè)
（西脈醫(yī)療股份有限公司）

　　關(guān)節(jié)軸承屬于滑動(dòng)軸承，主要由一個(gè)外球面內(nèi)圈和一個(gè)內(nèi)球面外圈組成。一般用于速度較低的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)、傾斜運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。相對于滾動(dòng)軸承，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小且承載能力大，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)機(jī)械、航空航天、礦山冶金、印刷、紡織、鐵路、汽車和船舶等領(lǐng)域。關(guān)節(jié)軸承工作時(shí)，內(nèi)外圈作相對滑動(dòng)，如何有效地減小摩擦、減輕磨損及延長使用壽命是研究的重點(diǎn)。本文提出一種新型滾動(dòng)式關(guān)節(jié)軸承（以下簡稱“新型軸承”）可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的關(guān)節(jié)軸承實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，此構(gòu)件各部件之間采用滾針軸承的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，可大大降低摩擦系數(shù)，減少磨損，延長使用壽命。
　　1　新型軸承結(jié)構(gòu)
　　新型軸承主要由主體、保持架、安裝軸、沖壓外圈滾針軸承和軸銷組成（見圖1）。其中主體圓柱體上同心的兩個(gè)孔通過軸銷支撐聯(lián)接保持架結(jié)構(gòu)。保持架（見圖2）在X軸及Y軸上分別有兩個(gè)同心孔，用于安裝沖壓外圈滾針軸承；為減少擺動(dòng)過程中發(fā)生竄動(dòng)、提高擺動(dòng)精度，四個(gè)軸承安裝孔應(yīng)分布在同一平面內(nèi)；保持架中間V型槽設(shè)計(jì)主要考慮安裝軸擺動(dòng)避位；安裝軸與保持架之間通過軸銷及沖壓外圈滾動(dòng)軸承聯(lián)接。

圖1 滾動(dòng)式關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)示意
1.主體；2.軸銷；3.沖壓外圈滾針軸承；4.保持架；5.安裝軸

圖2 保持架

　　2　新型軸承工作原理
　　新型軸承的工作方式為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)原理為主體通過螺釘與固定部件（如底座）聯(lián)接在一起，安裝軸相對于主體可在一定范圍內(nèi)任意擺動(dòng)，其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)可分單軸擺動(dòng)及雙軸擺動(dòng)。如圖3所示，當(dāng)安裝軸繞著X軸在YOZ平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，X軸上兩個(gè)滾針軸承滾動(dòng)，Y軸上兩個(gè)軸承靜止，保持架相當(dāng)于主體靜止；當(dāng)安裝軸繞著Y軸在XOZ平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，Y軸上兩個(gè)滾針軸承滾動(dòng)，X軸上兩個(gè)軸承靜止，保持架與安裝軸相對靜止，保持架與安裝軸同時(shí)繞著Y軸擺動(dòng)。以上兩種情況稱為單軸擺動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)只有X軸或者Y軸上的軸承單獨(dú)滾動(dòng)。

圖3 單軸擺動(dòng)示意
1.主體；2.保持架；3.安裝軸

　　如圖4所示，當(dāng)安裝軸繞著X、Y軸以外的任意軸在任意平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，X軸及Y軸上4個(gè)滾針軸承同時(shí)發(fā)生相應(yīng)的滾動(dòng)，保持架與安裝軸分別相對于主體發(fā)生相應(yīng)的擺動(dòng)。以上情況稱為雙軸擺動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)X軸或及Y軸上的軸承同時(shí)滾動(dòng)。

圖4 雙軸擺動(dòng)示意
1.主體；2.保持架；3.安裝軸

　　3　新型軸承特點(diǎn)
　　新型軸承結(jié)構(gòu)簡單，擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程通過滾針軸承滾動(dòng)線接觸摩擦運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，滾動(dòng)摩擦相對于滑動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)低，使用壽命長；線接觸相對于面接觸，接觸應(yīng)力大，額定承載低。相對傳統(tǒng)關(guān)節(jié)軸承，此新型軸承可實(shí)現(xiàn)高速擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，具有摩擦系數(shù)低、使用壽命長和額定載荷相對低等特點(diǎn)。滾針軸承為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵支撐部件，價(jià)格便宜且市面上普遍可購買到，當(dāng)滾針軸承發(fā)生磨損失效后可進(jìn)行拆卸更換。
　　4　總結(jié)
　　簡單介紹了一種新型滾動(dòng)式關(guān)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、摩擦系數(shù)低、使用壽命長和零件可更換等特點(diǎn)，可替代傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)軸承實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

來源：《金屬加工（冷加工）》雜志