一、什么是关节轴承?
关节轴承是一种特殊结构的滑动轴承,属于球面滑动轴承范畴,其核心结构由内圈(带外球面)和外圈(带内球面)组成,内外圈的球面滑动接触副是其关键设计,可实现绕球心的多角度旋转运动(摆动或转动)。与传统滚动轴承通过滚动体(如滚珠、滚柱)传递载荷不同,关节轴承依靠内外圈球面间的滑动摩擦实现运动,因此在承受较大载荷、适应低转速或摆动运动场景中更具优势。
从结构分类来看,常见的关节轴承包括向心关节轴承(主要承受径向载荷)、推力关节轴承(主要承受轴向载荷)以及角接触关节轴承(可同时承受径向与轴向复合载荷);按润滑方式又可分为需要定期添加润滑剂的普通关节轴承,以及内置自润滑材料(如聚四氟乙烯、碳纤维增强复合材料)的自润滑关节轴承,后者能减少维护频率,适用于难以频繁润滑的场景(如高空设备、密封环境)。
二、关节轴承的作用与功能有哪些
1、补偿安装偏差,消除装配误差影响
在工业设备装配中,由于加工精度、安装工艺等因素,部件间常存在微小的同轴度偏差或角度偏差。关节轴承的球面接触结构可通过自身的摆动或旋转,自动补偿这些偏差,避免因偏差导致的部件卡滞、受力不均,保障设备正常运转。例如,在纺织机械的罗拉传动系统中,关节轴承能补偿罗拉安装时的平行度偏差,防止纱线拉伸不均。
2、承受复合载荷,适应多方向受力场景
相比只能单一承受径向或轴向载荷的部分轴承,关节轴承(尤其是角接触型、通用型)可同时承受径向载荷、轴向载荷以及力矩载荷(如倾覆力矩),即“复合载荷”。在工程机械的液压油缸活塞杆连接部位,关节轴承需同时承受油缸的轴向推力、径向晃动产生的径向力,以及部件摆动带来的力矩,其复合承载能力能确保油缸动作稳定,避免部件损坏。
3、适应低转速/摆动运动,满足特殊工况需求
传统滚动轴承在低转速或频繁摆动场景中,易因滚动体与内外圈接触点固定、润滑不足导致磨损加剧;而关节轴承的滑动摩擦机制更适应此类运动——无论是建筑机械的铲斗摆动、汽车悬挂系统的颠簸摆动,还是雷达天线的缓慢转动,关节轴承都能在低转速(通常低于100r/min)或往复摆动工况下保持稳定性能,减少故障概率。
4、简化结构设计,降低维护成本
关节轴承的一体化球面结构无需额外搭配导向部件,可简化设备的连接结构,减少零件数量;自润滑型关节轴承更能省去定期添加润滑剂的步骤,降低设备维护的人力与时间成本。例如,在农业机械的播种机悬挂机构中,使用自润滑关节轴承后,无需频繁拆卸维护,可适应田间恶劣环境下的长期作业。