安裝滾珠軸承的除草機(jī)相較于安裝滑動(dòng)軸承的機(jī)器可明顯減少能耗
為了使除草機(jī)達(dá)到理想功效，強(qiáng)大且精密的技術(shù)不可或缺。舉例來說，除草機(jī)的輪子如果安裝滾珠軸承，不僅比安裝滑動(dòng)軸承的機(jī)器容易推動(dòng)而且減少的能耗可高達(dá)40%（圖）。這種認(rèn)知已漸漸流入自動(dòng)除草機(jī)的發(fā)展歷程中。現(xiàn)今機(jī)器上的輪子普遍都使用深溝球軸承。然而，為確保機(jī)器的壽命及效率，如何選擇合適的深溝球軸承就成為一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作。針對(duì)一個(gè)單純密封的深溝球軸承進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很快就發(fā)現(xiàn)了急需改善的問題，因?yàn)榍胺椒较蜉喞锏妮S承很快就生銹了，原因在于軸承的密封圈會(huì)被草屑弄臟。如果草屑沒有馬上被收集到一個(gè)單獨(dú)的籃子里，新的草屑就會(huì)堆積在輪子上，且滲透到缺乏保護(hù)的深溝球軸承里。與此同時(shí)草屑上的濕氣及酸性就會(huì)影響到軸承的耐腐蝕性，使得軸承功能異常，導(dǎo)致方向輪故障。
LFD的專業(yè)工程師在了解客戶面臨的問題后與他們進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)包括負(fù)荷能力、耐腐蝕性和耐溫性等。通常對(duì)于軸承套圈及鋼球的要求很高。為滿足這些要求，LFD嚴(yán)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(diǎn)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(jié)果是：不銹鋼只能在潮濕環(huán)境中增加軸承的耐腐蝕性，但耐酸性效果有限。在除草機(jī)中，這些草屑因?yàn)槊芊馊κ軗p仍會(huì)不斷進(jìn)入軸承內(nèi)導(dǎo)致設(shè)備的旋轉(zhuǎn)功能受損。再者，由于不銹鋼軸承的價(jià)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(yīng)使軸承免受污染
基于成本節(jié)約的考量，LFD選擇利用潤(rùn)滑劑及密封圈的組合來優(yōu)化深溝球軸承的應(yīng)用。在軸承內(nèi)圈安裝RS密封圈的地方開一個(gè)V形槽，確保迷宮效應(yīng)，更有效地保護(hù)軸承免受污染。
此外，為加強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)到了60%。同樣，選擇合適的油脂也是加強(qiáng)軸承功能至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。油脂的主要任務(wù)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(shí)需要一定的轉(zhuǎn)速利用液體潤(rùn)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(yùn)作速度較慢的除草機(jī)上這種打滑效應(yīng)并不會(huì)發(fā)生。在這個(gè)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(chǎn)生的反應(yīng)。
提高防腐蝕功能
目前市面上充斥著高負(fù)荷低摩擦情形下仍可保持低溫的油脂。針對(duì)上述案例LFD專業(yè)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(nèi)含5%的合成海水，符合ASTM D 1743里耐腐蝕性能的要求。
改善項(xiàng)目成立之初，LFD的工程師就隨時(shí)待命準(zhǔn)備好為用戶提供專業(yè)的協(xié)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(jié)構(gòu)性的優(yōu)化。軸向固定間隙可以轉(zhuǎn)換并取代密封圈的功能，在剛剛啟動(dòng)的狀態(tài)，這個(gè)間隔僅僅只是一個(gè)間隙。
在運(yùn)作過程中軸承的前端會(huì)積聚草屑或其他臟污，這可能會(huì)損壞軸承密封圈。由于一般軸承間隙的大小只覆蓋內(nèi)圈，因此導(dǎo)致這些臟污滲進(jìn)軸承內(nèi)，從而引起腐蝕及污染。為了更有效地保護(hù)軸承，可以加大間隙，讓間隙覆蓋整個(gè)軸承。以角度計(jì)算這些間隙則可以節(jié)省軸承重量。
電瓶不會(huì)因?yàn)檩喿虞^緊而負(fù)載過重
在輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的零件中保持一個(gè)較小的間隙則可以保證軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不影響性能及剎車功能。這種小型除草機(jī)的電瓶不會(huì)因?yàn)檩喿虞^緊而負(fù)載過重，反而可以更有效率地除草。
目前，該設(shè)備仍在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行著各項(xiàng)測(cè)試，以確定是否有進(jìn)一步改善的空間。但不可否認(rèn)LFD的專業(yè)工程師們提出在輪殼中采用迷宮式間隙的改善措施是應(yīng)用技術(shù)的一大革新。
