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安裝滾珠軸承的除草機相較于安裝滑動軸承的機器可明顯減少能耗

為了使除草機達到理想功效，強大且精密的技術不可或缺。舉例來說，除草機的輪子如果安裝滾珠軸承，不僅比安裝滑動軸承的機器容易推動而且減少的能耗可高達40%（圖）。這種認知已漸漸流入自動除草機的發展歷程中。現今機器上的輪子普遍都使用深溝球軸承。然而，為確保機器的壽命及效率，如何選擇合適的深溝球軸承就成為一項非常關鍵的工作。針對一個單純密封的深溝球軸承進行實驗，很快就發現了急需改善的問題，因為前方方向輪里的軸承很快就生銹了，原因在于軸承的密封圈會被草屑弄臟。如果草屑沒有馬上被收集到一個單獨的籃子里，新的草屑就會堆積在輪子上，且滲透到缺乏保護的深溝球軸承里。與此同時草屑上的濕氣及酸性就會影響到軸承的耐腐蝕性，使得軸承功能異常，導致方向輪故障。

LFD的專業工程師在了解客戶面臨的問題后與他們進行了深入的討論，并得出以下解決方案。

耐用的軸承來自于高純度的軸承鋼

合適的軸承材料需視使用性能的各種要求而決定。選擇的標準包括負荷能力、耐腐蝕性和耐溫性等。通常對于軸承套圈及鋼球的要求很高。為滿足這些要求，LFD嚴選了高純度含氧量極低的軸承鋼，由約1% 碳和1.5%鉻鍛造而成，硬度為58~65HRC。

提高軸承耐用性的重點是使用高純度低含氧量的軸承鋼。在此案例中，利用不銹鋼作為替代品也是被熱烈討論的議題。然而，最終結果是：不銹鋼只能在潮濕環境中增加軸承的耐腐蝕性，但耐酸性效果有限。在除草機中，這些草屑因為密封圈受損仍會不斷進入軸承內導致設備的旋轉功能受損。再者，由于不銹鋼軸承的價格較高，因此基于成本考量，此替代方案被排除在外。

迷宮效應使軸承免受污染

基于成本節約的考量，LFD選擇利用潤滑劑及密封圈的組合來優化深溝球軸承的應用。在軸承內圈安裝RS密封圈的地方開一個V形槽，確保迷宮效應，更有效地保護軸承免受污染。

此外，為加強效果，LFD增加了注脂量以確保灰塵粒子不能滲入軸承。按一般標準來說，注脂量為軸承空白空間的25%~35%。在上述案例中注脂量達到了60%。同樣，選擇合適的油脂也是加強軸承功能至關重要的一個環節。油脂的主要任務在于利用分離的油膜減少或防止軸承金屬部件的摩擦。類似車輛打滑時需要一定的轉速利用液體潤滑將互相摩擦的零部件完全分開(這里指的是球及套圈)。然而在運作速度較慢的除草機上這種打滑效應并不會發生。在這個案例中需要承載度高的油膜在盡可能低的擠壓力（摩擦率）中取代由額外填充油脂所產生的反應。

提高防腐蝕功能

目前市面上充斥著高負荷低摩擦情形下仍可保持低溫的油脂。針對上述案例LFD專業工程師挑選了雪佛龍 SRI NLGI2，這種油脂里面所含的特殊成分有助于提高防銹防腐蝕性能。此款油脂內含5%的合成海水，符合ASTM D 1743里耐腐蝕性能的要求。

改善項目成立之初，LFD的工程師就隨時待命準備好為用戶提供專業的協助。為了將草屑污染軸承的情形降到最低，LFD工程師建議將連接元件做結構性的優化。軸向固定間隙可以轉換并取代密封圈的功能，在剛剛啟動的狀態，這個間隔僅僅只是一個間隙。

在運作過程中軸承的前端會積聚草屑或其他臟污，這可能會損壞軸承密封圈。由于一般軸承間隙的大小只覆蓋內圈，因此導致這些臟污滲進軸承內，從而引起腐蝕及污染。為了更有效地保護軸承，可以加大間隙，讓間隙覆蓋整個軸承。以角度計算這些間隙則可以節省軸承重量。

電瓶不會因為輪子較緊而負載過重

在輪子轉動的零件中保持一個較小的間隙則可以保證軸承在轉動時不影響性能及剎車功能。這種小型除草機的電瓶不會因為輪子較緊而負載過重，反而可以更有效率地除草。

目前，該設備仍在實際應用中進行著各項測試，以確定是否有進一步改善的空間。但不可否認LFD的專業工程師們提出在輪殼中采用迷宮式間隙的改善措施是應用技術的一大革新。