线性运动是无数机械系统的一个基本方面，可以在从工业机械到消费电子产品的所有事物中进行精确和受控的运动。虽然滚珠轴承通常会引起人们的关注，但该场上还有另一个球员同样重要，但也许不常见：线性平原轴承。但是，线性平原的轴承到底是什么，它如何与更著名的滚珠轴承相抵触？本文深入研究线性平原轴承的世界，探索其设计，功能，材料和应用，同时还研究了它们如何与他们进行互动和补充系统的使用 线性导轨.
了解滚珠轴承和普通轴承之间的区别对于欣赏线性普通轴承的独特作用和好处至关重要。两种类型的轴承均设计旨在促进光滑，低摩擦的运动，但它们通过根本不同的机制实现了这一目标。
滚珠轴承：滚动星星
顾名思义，滚珠轴承使用位于两个种族（环）之间的小金属球（通常由钢制成）。这些球随着轴承的移动而滚动，大大减少了运动部位之间的摩擦。这种滚动运动使滚珠轴承具有签名的平滑度和效率，尤其是在需要高速和精度的应用中。
这是滚珠轴承的关键特征的细分：
机构：使用球滚动接触。
摩擦：由于滚动运动而引起的摩擦相对较低。
负载能力：通常能够处理径向和轴向负载，但单位尺寸的负载容量通常低于普通轴承。
耐用性：随着时间的流逝，容易发生磨损，尤其是在被污垢或碎屑污染的情况下。球和比赛可以进攻或得分。
维护：通常需要定期润滑，并且可能对污染敏感。
普通轴承：滑动解决方案
另一方面，普通的轴承是基于滑动摩擦的原则。它们由简单的轴承表面组成，通常是袖子或衬套，它们在交配表面上滑动。不涉及滚动元素。这种简单是普通轴承的定义特征。
这是普通轴承的关键特征的细分：
机制：两个表面之间的滑动接触。
摩擦：摩擦通常高于球轴承，尤其是从停药（静态摩擦）开始时。但是，一旦移动，流体动力润滑会大大减少摩擦。
负载能力：与球轴承相比，通常能够处理更高的单位载荷，尤其是在速度慢或振荡运动的应用中。
耐用性：可能非常耐用，尤其是在自润滑材料制成或在干净的环境中运行时。与滚珠轴承相比，小污染物的损坏较少。
维护：如果由自润滑材料制成，则可以免于维护，或者比球轴承较少润滑。
总结的关键差异：
| 特征 | 球轴承 | 平原轴承 |
|---|---|---|
| 摩擦 | 较低（滚动摩擦） | 较高（滑动摩擦），但可以通过润滑来减少 |
| 负载容量 | 较低的单位尺寸，处理径向和轴向负载 | 较高的单位尺寸，以缓慢的速度/振荡出色 |
| 复杂 | 更复杂（球，比赛，笼子） | 更简单（只是轴承表面） |
| 维护 | 通常需要定期润滑 | 可以不含维护或需要较少的润滑 |
| 耐用性 | 容易因污染而磨损 | 对污染的抵抗力更具抗性，尤其是自润滑类型 |
| 成本 | 通常更昂贵 | 通常便宜 |
当涉及线性导轨时，通常以线性球轴承的形式使用滚珠轴承，该形式可提供光滑，高精度的运动。这些通常在CNC机器，3D打印机和高速传送带等应用中找到，在该应用中，精度和速度至关重要。普通轴承虽然在更简单的应用中可以找到高精度线性导轨系统中的普遍性，或者在成本和负载容量比绝对精度更为重要的地方。
球轴承和普通轴承中使用的材料在其性能，耐用性和对特定应用的适用性中起着重要作用。尽管钢是大多数滚珠轴承的首选材料，但普通轴承提供了更广泛的材料选择，这是它们的主要优势之一。
滚珠轴承中的材料：
钢：由于其强度，硬度和耐用性的良好平衡，最常见的滚珠轴承材料。镀铬钢和轴承钢是典型的选择。
不锈钢：用于需要耐腐蚀性的应用，例如在食品加工或海洋环境中。
陶瓷：与钢相比，提供更高的速度，更低的摩擦力和更好的耐化学性，但更脆和昂贵。
平原轴承中的材料：
普通轴承可以由各种各样的材料制成，每种材料都提供独特的特性：
金属：
铜牌：由于其良好的耐磨性，自润滑特性（用油浸入）和相对较低的成本，因此是普通轴承的流行选择。通常用于泵，阀门和海洋硬件等应用。
黄铜：类似于青铜，但通常更柔软，耐磨性较小。通常用于较低负载的应用程序或可加工性很重要的地方。
铸铁：具有出色的耐磨性和良好的负载能力。通常用于发动机块和其他重型应用中。
铝合金：轻巧和耐腐蚀，但通常比青铜或铸铁具有较低的负载能力。
塑料：
聚氟乙烯（PTFE）：PTFE也称为Teflon，具有极低的摩擦和极佳的耐化学性。它通常用作复合轴承中的涂料或插入材料。
聚酰胺（尼龙）：一种坚固的耐磨性塑料，可用于低负载应用中的轴承。通常用油或石墨浸入自润滑。
乙酰（POM）：一种坚固，刚性的塑料，具有良好的耐磨性和低摩擦力。通常用于齿轮和轴承。
复合材料：
碳纤维增强聚合物（CFRP）：提供高刚度，低重量和出色的耐磨性。经常用于高性能应用。
石墨浸渍材料：石墨是一种极好的固体润滑剂，将其浸渍到诸如青铜或塑料之类的材料中可以产生自润滑的轴承。
自润滑材料：
油浸渍的烧结青铜：青铜器中的毛孔充满了油，该油在轴承运行时释放，提供连续润滑。
基于聚合物的自润滑轴承：这些轴承是由填充有固体润滑剂（如PTFE或石墨）的聚合物制成的，从而消除了外部润滑的需求。
材料选择和线性导轨：
与线性导轨结合使用的球轴承和普通轴承的材料的选择取决于以下因素：
负载：轴承需要承受的力量。
速度：线性运动发生的速度。
温度：系统的工作温度。
环境：暴露于水分，化学物质或污染物中。
成本：项目的预算限制。
例如，在使用线性球导轨上的线性球轴承的高精度CNC机中，由于其强度和精度，钢轴承将是常态。但是，在更简单的输送机系统中，成本和负载能力更重要，自润滑的青铜普通轴承可能是一个更好的选择，甚至可能与简单的导轨一起使用。
线性平原轴承和线性导轨的协同作用：
虽然经常分别讨论，但线性平原轴承和线性导轨可以共同使用以创建有效且可靠的线性运动系统。在某些设计中，可以使用普通轴承来支撑沿导轨长度的移动元件，而滚珠轴承可以用于在末端或与执行器结合使用的精确定位。
例如，在一个大型龙门机器人中， 线性导轨 可能会运行机器的长度，并具有自润滑的普通轴承，为移动龙门提供了持续的支撑。滚珠轴承可能以线性球滑梯的形式，可以在角落使用，以进行精确的运动和转弯。
线性普通轴承虽然可能不如滚动对应物迷人，但在广泛的应用中是必不可少的组成部分。它们的简单性，负载能力和各种材料选项使它们成为许多线性运动需求的多功能选择。虽然滚珠轴承通常是利用线性导轨的高精度系统中的中心舞台，但普通轴承提供了令人信服的替代方案，尤其是在成本，负载能力和无维护操作的应用中，是关键的考虑因素。了解这些轴承类型和由其制造的材料之间的差异对于试图优化其性能，耐用性和成本效益的线性运动系统的工程师和设计师至关重要。随着技术的不断发展，我们可以期望看到更具创新性的材料和设计出现，进一步扩大了滚珠轴承的功能和应用以及经常被忽视但高度有价值的线性平原轴承
