滾珠軸承與滾子軸承：何時由負荷與轉速決定，何時由結構決定

先由負荷與轉速決定類別

從使用條件出發，而不是從型錄出發。滾珠軸承是點接觸，滾子軸承是線接觸，正是這一項幾何差異決定了您所買到的取捨¹¹。在內徑與外徑相同的條件下，滾子軸承的基本額定動負荷 C 通常較高，因為線接觸把應力分散到更大的面積上¹¹。同樣的幾何結構也要付出轉速的代價：線接觸每轉產生更多摩擦與熱量，因此滾子軸承的極限轉速與 dN 值通常低於尺寸相當的滾珠軸承¹¹。這就是為什麼選型指引把負荷的大小與方向放在前面，把轉速查核放在第二位¹⁰。輕到中等負荷指向滾珠軸承，重負荷指向滾子軸承；高轉速有利於滾珠軸承，較低轉速有利於滾子軸承¹⁰²⁰。不對心、剛度與價格只有在候選型號通過這兩道關卡之後才有意義，而多數實際應用只靠負荷與轉速就能定案¹⁰。就您自己的選型而言，應把類別當作候選清單，而不是結論。如果負荷輕到中等而轉速高，那麼在精度相當的前提下，滾珠軸承在轉速、摩擦與成本上都是站得住腳的預設選擇¹¹。如果徑向負荷很重且外形尺寸固定，滾子軸承的線接觸就是把它留在清單上的理由¹¹。

為線接觸付費之前，先核算 L10 帶來的增益

滾子軸承的負荷優勢不是固定百分比，而是會累積。基本額定壽命對兩個類別使用同一公式，但負荷比在滾珠軸承取 3 次方，在滾子軸承取 10/3 次方¹⁷。因此在當量動負荷 P 相同的情況下，更大的 C 帶來的收益超過壽命按比例的增加，而且負荷越高差距越大¹¹¹⁷。請用實際候選型號來計算，而不是用類別標籤來計算。取每個軸承的型錄動負荷額定值與您的當量動負荷，套用該類別的指數，再比較在您轉速下得出的 L10¹⁰¹⁷。如果滾子軸承更大的 C 在您的使用條件下算不出您需要的壽命，那麼接受它在轉速與發熱上的損失就缺乏理由。這項計算中有兩點提醒。對停留受載或衝擊負荷的工況，靜額定值 C0 與 C 同樣重要，因為重度過盈配合或分度定位的應用在接近動額定值之前就可能已經超過 C0¹¹。而且這裡的來源沒有給出同一外形尺寸下相互對應的滾珠軸承／滾子軸承 C 與 C0 組合。所以您無法從本頁讀出交叉負荷；它必須由您實際詢價的那兩份型錄計算得出¹¹。

從實際訂購的結構讀轉速上限，而不是從類別讀

類別層級的轉速說法不是額定值。容許轉速會隨您訂購的結構而變：同一 6304 內徑，開放式為 17000 rpm，ZZ 或 2RS 封閉式為 14000 rpm，DU 或 DDU 為 10000 rpm²。這三列之間的內徑、負荷額定值與外形尺寸完全相同，變的只是封閉方式。因此，當您把滾珠軸承候選與滾子軸承候選作比較時，請按您實際會買的具體型號來比，並帶上您打算使用的密封、防塵蓋、保持器與潤滑方式²¹¹。開放式結構上存在的轉速餘裕，在密封結構上可能消失。這個上限同時也是潤滑劑的界限，而不只是軸承的界限。轉速係數 n·dm 把轉速與節圓直徑連結起來，如果它超過潤滑脂資料表的最大值，潤滑脂就無法充分潤滑，接著而來的是提早失效²⁰。在把任何型錄轉速當作可用轉速接受之前，請先依您打算使用的潤滑脂核算 n·dm²⁰。

在您的轉速下權衡摩擦、發熱與潤滑脂規格

滾子軸承轉速損失的一部分屬於熱與潤滑層面，它反映在您必須採購的東西上。脂潤滑的滾子軸承還需要析油性比滾珠軸承更強的潤滑脂，因為鋼珠自轉與較窄的珠接觸比滾子接觸更容易補充油膜²¹。散熱同樣不是由軸承本身決定。負荷越高，發熱與溫升越大，而軸承座設計與通風決定了這些熱量能散出多少，因此可用的轉速上限既取決於安裝，也取決於零件¹³。公開的轉速上限係數說明是在計算額定壽命至少 100,000 小時時適用；負荷更重的軸承需要供應商提供修正後的上限¹³。如果您的使用條件接近滾子軸承轉速範圍的上端，實務上的問題就是潤滑脂與軸承座能否承受額外的熱量。在做不到的地方，油霧潤滑可以比潤滑脂達成更高轉速與更低發熱，但它需要外部混合與計量以及過濾空氣，因此成本更高²⁰。

由軸向負荷與不對心決定具體結構

類別確定之後，軸向承載能力與不對心能力由具體結構決定，而不是由珠與滾子之別決定。深溝滾珠軸承同時承受徑向負荷與雙向軸向負荷²。角接觸滾珠軸承承受單向的較大軸向負荷，接觸角越大，承受的推力越大³。在滾子這一側，圓錐滾子軸承承受的徑向加單向軸向複合負荷明顯高於尺寸相近的角接觸滾珠軸承，但最高轉速更低¹²。球面滾子軸承在承受較大徑向與軸向複合負荷的同時能自行調心，因此常見於齒輪箱、輸送帶滾筒與工業風扇¹²。不對心的問題也可以在滾珠軸承類別內部解決。自動調心滾珠軸承可容許不對心，而且比球面滾子軸承便宜，所以在這一項標準上，自動調心滾珠軸承可以勝過不具調心能力的滾子軸承¹⁸⁴。如果這組配置必須吸收熱膨脹或軸向公差累積，那麼一個軸承定位、另一個游動。而帶有一條直滾道的圓柱滾子軸承是首選的游動支承，因為滾子沿該路徑滑動²⁷。

詢價前要完成的查核

以下是類別確定後仍會改變答案的項目，每一項都必須來自型錄或供應商，而不是來自類別層級的規則。

• ✓依您使用的密封、保持器與潤滑方式，確認具體型號的極限轉速，而不是採用開放式結構的數值。
• ✓在接受型錄轉速之前，把您的 n·dm 與所選潤滑脂資料表的最大值核對。
• ✓如果計算額定壽命低於 100,000 小時，向供應商索取修正後的轉速上限。
• ✓用正確的指數與您自己的當量動負荷，為兩個候選型號分別計算 L10。
• ✓針對停留受載、過盈配合或衝擊負荷查核 C0，而不只是查核動額定值。
• ✓依負荷情況決定軸承座內徑的公差等級：固定的軸承座滾道用 H7，不確定或旋轉的用 K7 或 M7。
• ✓在成本比較中納入潤滑、保養週期與更換工時，而不只是單價。

來源尚無法定論之處

下面這些分歧，正是類別層級的答案會變成猜測的地方。每一列都告訴您在拍板之前該核實哪一方，以及怎麼核實。

在您提出詢價之前

• 要求供應商提供針對特定型號的證據，並記錄會改變您採購決定的條件。
• 要求供應商提供針對特定型號的證據，並記錄會改變您採購決定的條件。
• 要求供應商提供針對特定型號的證據，並記錄會改變您採購決定的條件。
• 要求供應商提供針對特定型號的證據，並記錄會改變您採購決定的條件。
• 索取書面報價，其中列明價格依據、最小訂購量、模具費用、付款條件與生產交期。
• 確認針對目的地的具體服務範圍、回應預期與保證條款。
• 要求供應商提供針對特定型號的證據，並記錄會改變您採購決定的條件。