在数学中，帕斯卡三角形是通过将前几行中的相邻元素相加而构造的排列。它在代数、概率方面有应用，是计算组合的有用模型——通常称为“n 选择 k”。在这里，专业轴承供应商SMB Bearings的董事总经理Chris Johnson解释了如何在轴承设计过程中驾驭看似无穷无尽的选择。

如果设计工程师想从 20 个设计选项中选择任意四个轴承部件，则可能的组合数量将达到惊人的 4845 个。突然之间，在购买轴承时，选择过载阻碍了任何类型的决策过程。

标准轴承的分解图清楚地显示了其主要物理部件：闭合件、内外滚道、滚珠和可选的保持器。但是，由于需要做出四个重要的物理设计决策以及越来越多的创新可能性，设计工程师如何为其应用选择最佳选项？

最好的起点是考虑轴承将要运行的环境和特定条件。轴承的内外滚道、滚珠、保持器和闭合件可以由不同的材料制成，但必须有效地协同工作。例如，食品和饮料级轴承可能具有聚甲醛树脂 （POM-C） 环、尼龙 （PA66） 保持器、由 316 不锈钢或玻璃制成的滚珠以及由粘合到金属垫圈上的丁腈橡胶/BUNA-N 橡胶组成的接触式密封件。这种组合将提供良好的污染保护和耐腐蚀性。

保持架是必要的吗？

保持架选件通常是轴承设计中的一个关键特征，在购买轴承时，通常是事后才想到的。但他们不应该是。保持架或保持架执行基本工作。它们旨在使滚珠在滚道周围均匀分布，并有助于在这些元件周围保持润滑脂。

不过，它们并不总是必需的。不带保持器的轴承有更多的球，称为满满轴承。滚珠数量的增加使这些轴承能够承受更重的载荷并应对冲击或冲击，因为载荷可以更均匀地分布在滚道周围。然而，满满轴承会遇到额外的摩擦，通常不适合高速应用或轴向载荷。曾经是更受欢迎的设计选择，由于钢铁技术的进步，满满轴承现在不太常见。

选择保持器

金属保持器是最常见的类型，适合大多数应用。它们可以由碳钢或不锈钢制成，有皇冠或带状形式。铆接钢带保持器由于其强度更大，应用于高振动应用。Crown-科朗金属保持架主要用于空间有限的小型微型轴承和薄截面轴承。冠型由内圈引导，而带状固定器主要由球形导向。

某些需要非磁性的应用，例如MRI扫描仪，需要带有非金属保持器的完全非金属轴承。虽然这些可能更昂贵，但非金属保持器通常是必要的，从长远来看可以延长轴承的使用寿命。

必须仔细考虑保持器选择的应用是涉及极端温度的应用。尼龙或聚乙烯固定器无法应对100-120°C以上的温度。 在超过这些温度的应用中，保持架会失去强度并导致轴承早期失效。不锈钢保持器可在高达 300°C 的温度下使用，并且在 -40°C 下与 PEEK 和 PTFE 保持器一样保持其强度。在极低的温度下，尼龙或聚乙烯保持器的性能不佳，并且会变脆，因此316不锈钢和PTFE受到青睐。

同样，尼龙或聚乙烯保持器也会受到某些化学品和腐蚀性环境的影响。这些材料比不锈钢更好地应对某些化学品，但不能很好地应对其他化学品，因此必须根据具体情况进行评估。然而，这些合成保持器确实比不锈钢保持器具有更好的耐水和耐盐水性，使其成为海洋环境中的最佳选择。

聚醚醚酮 （PEEK） 和聚四氟乙烯 （PTFE） 保持器通常用于腐蚀性环境中使用的耐腐蚀轴承，因为这些材料具有高度耐腐蚀性。这是化学或制药环境中轴承的基本考虑因素。

增强型尼龙保持器具有良好的滑动特性，在非常高的速度下比金属保持器更能应对。它们产生的运行扭矩波动也较小，最高速度最多可提高 60%。

在许多情况下，保持架材料的选择将由滚道材料的选择决定。为了防止无用的摩擦、增加磨损和设备过早失效，轴承保持架不能有太大的径向运动，因此需要由滚珠或其中一个套圈引导。塑料轴承通常有尼龙保持器，全陶瓷轴承通常有PEEK保持器，PTFE保持器或根本没有保持器。

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