[科普中国]-宝石轴承

宝石轴承英文名字jewel bearing，宝石轴承是用宝石等硬质材料制成的滑动轴承。天然或合成宝石（通常是蓝宝石），经仔细研磨出一 个圆锥状的凹穴，即可用作表头转动轴的轴承或其 他精密仪器的轴承。

介绍宝石轴承主用于仪器仪表中。仪器仪表轴承承受载荷很小，但要旋转精度高、灵敏度好、使用寿命长。宝石具有摩擦数小、硬度高、耐腐蚀、热膨胀系数小、抗压强度高性能，能满足仪器仪表轴承的使用要求。制作宝石轴的材料有刚玉、玛瑙、微晶玻璃等。刚玉是氧化铝的体，有天然的和人造的。天然刚玉杂质较多，质地不匀， 故人造刚玉应用最广。

宝石轴承技术要求（1）槽形宝石轴承外圆的圆锥度，不得超过其外径允许偏差的一 半。

（2）槽形宝石轴承两端面的平行度，不得超过其高度允许偏差的一 半。

（3）槽形宝石轴承外圆对底面的垂直度不大于0.005。

（4）槽形宝石轴承槽与外圆的同轴度：锥形轴承不大于0.02mm，球形 轴承不大于0.03mm。

（5）锥形宝石轴承的槽母线，在槽深方向距底部1/3区间内见图20 -9 （a）多;球形刚玉轴承的槽母线，在槽深方向距底部2/3区间内见 图20-9 （b）;球形玛瑙轴承的槽母线，在槽深方向距底部1/2区间内见 图20-9（c）。不论何种轴承，在槽母线内，一般不允许有几何形状的偏 差。在槽母线其余区间允许有少量的几何形状偏差，对锥形宝石轴承， 其偏差值不得大于5°，对球形刚玉轴承、球形玛瑙轴承，其偏差不大于 0.05mm。

（a）锥形宝石轴承;（b）球形钢玉轴承;（c）球形玛瑙轴承

（6）在放大倍数为40倍的显微镜下观察锥形宝石轴承，槽深方向距底 部1/3区间的槽表面（球形刚玉轴承在槽深方向距底部2/3区间），不允许 有可见的麻点、裂纹和影响表面粗糙度的加工痕迹。1

宝石轴承的更换及修理电测量仪表的宝石轴承有多种结构，常见的结构有两种，如图2 所示：①宝石轴承是将宝石放进铜质螺丝孔中，并被子螺丝的边框压住， 如图2（a）所示;②在螺丝孔中放入宝石后，再放入弹簧，用压簧沉头螺丝压住的弹簧宝石轴承，如图2 （b）所示。

（a）宝石轴承;（b）弹簧宝石轴承

现场使用的一些仪表或可携带的仪表多采用弹簧宝石轴承。这种宝石 轴承的修理方法如下：

（1）宝石轴承的更换： 宝石轴承结构 形式虽然多样，但当宝石轴承损坏需要更 换时，其更换的方法基本相同。

为避免宝石轴承螺丝变形损坏，应将 需要更换的宝石轴承螺丝放在专用夹具 （根据宝石轴承螺丝的结构，用硬木衬垫方 法制成） 的孔内，用三棱冲子将需更换的 宝石砸碎，并清理干净碎屑，然后从专用 夹具中取出宝石轴承螺丝，嵌入新的宝石。 新的宝石嵌入轴承螺丝孔内后，可用镊子 的平面或专用的包边工具挤压轴承螺丝孔 的边缘，使螺丝孔周围的边框压住宝石。

若无相同规格的宝石轴承时，可用铜 料填满原螺丝孔，按所替换的宝石轴承的直径，重新打一个能配合的孔， 放入新的宝石后，按上述方法进行镶嵌。

（2）弹簧宝石轴承的更换： 对于装有防振弹簧的宝石轴承，当仪表受 到振动时，有些轴尖会从宝石轴承中脱出。这种故障一般是由于弹簧伸缩 力配合欠佳所致，此时，应调整压簧沉头螺丝的位置，如仍不能奏效则应 将轴承螺丝孔内的弹簧取出后加以修理。若是弹簧本身的弹力不好，需用 相同的弹簧钢丝或磷铜丝重新绕制后装入轴承螺丝的孔内，并调整好弹簧 的伸缩程度。

陶瓷稀土宝石轴承研制成功被誉为当代工业骄子的高精度、高寿命的新型陶瓷、稀土、宝石轴承由中国光大集团有限公司黑龙江晶体工业公司研制开发成功。专家们认为，这是我国科技工作者在材料科学应用领域中取得的突破性进展，是国家“七五”期间的一个重大科研攻关成就。随着人们对自然界物产资源的不断认识和对非金属矿产品不断研究，发现了经过一定的工程技术可以把稀土、陶瓷、宝石做成性能比金属更为优异的轴承。黑龙江工业公司的科研人员从1983年开始，历经数载艰苦研究，1990年终于研制成功陶瓷、稀土、宝石轴承。陶瓷轴承比普通络钢轴承寿命高，非磁性、电绝缘性好，耐高温、耐腐蚀性强。稀土轴承可提高轴承的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性，同时能成2—5倍提高轴承的使用寿命。宝石轴承则为轻载、高速、低噪音、耐温、耐磨、耐腐蚀、非磁性及电绝缘性能轴承行业提供了一颗耀眼的新星。目前，这些新型轴承已用在日产440型，PT50铃型，苏联嘎码斯和3350型载重汽车上，受到广大用户好评。2

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学