安装滚珠轴承的除草机相较于安装滑动轴承的机器可明显减少能耗

为了使除草机达到理想功效，强大且精密的技术不可或缺。举例来说，除草机的轮子如果安装滚珠轴承，不仅比安装滑动轴承的机器容易推动而且减少的能耗可高达40%（图）。这种认知已渐渐流入自动除草机的发展历程中。现今机器上的轮子普遍都使用深沟球轴承。然而，为确保机器的寿命及效率，如何选择合适的深沟球轴承就成为一项非常关键的工作。针对一个单纯密封的深沟球轴承进行实验，很快就发现了急需改善的问题，因为前方方向轮里的轴承很快就生锈了，原因在于轴承的密封圈会被草屑弄脏。如果草屑没有马上被收集到一个单独的篮子里，新的草屑就会堆积在轮子上，且渗透到缺乏保护的深沟球轴承里。与此同时草屑上的湿气及酸性就会影响到轴承的耐腐蚀性，使得轴承功能异常，导致方向轮故障。

LFD的专业工程师在了解客户面临的问题后与他们进行了深入的讨论，并得出以下解决方案。

耐用的轴承来自于高纯度的轴承钢

合适的轴承材料需视使用性能的各种要求而决定。选择的标准包括负荷能力、耐腐蚀性和耐温性等。通常对于轴承套圈及钢球的要求很高。为满足这些要求，LFD严选了高纯度含氧量极低的轴承钢，由约1% 碳和1.5%铬锻造而成，硬度为58~65HRC。

提高轴承耐用性的重点是使用高纯度低含氧量的轴承钢。在此案例中，利用不锈钢作为替代品也是被热烈讨论的议题。然而，最终结果是：不锈钢只能在潮湿环境中增加轴承的耐腐蚀性，但耐酸性效果有限。在除草机中，这些草屑因为密封圈受损仍会不断进入轴承内导致设备的旋转功能受损。再者，由于不锈钢轴承的价格较高，因此基于成本考量，此替代方案被排除在外。

迷宫效应使轴承免受污染

基于成本节约的考量，LFD选择利用润滑剂及密封圈的组合来优化深沟球轴承的应用。在轴承内圈安装RS密封圈的地方开一个V形槽，确保迷宫效应，更有效地保护轴承免受污染。

此外，为加强效果，LFD增加了注脂量以确保灰尘粒子不能渗入轴承。按一般标准来说，注脂量为轴承空白空间的25%~35%。在上述案例中注脂量达到了60%。同样，选择合适的油脂也是加强轴承功能至关重要的一个环节。油脂的主要任务在于利用分离的油膜减少或防止轴承金属部件的摩擦。类似车辆打滑时需要一定的转速利用液体润滑将互相摩擦的零部件完全分开(这里指的是球及套圈)。然而在运作速度较慢的除草机上这种打滑效应并不会发生。在这个案例中需要承载度高的油膜在尽可能低的挤压力（摩擦率）中取代由额外填充油脂所产生的反应。

提高防腐蚀功能

目前市面上充斥着高负荷低摩擦情形下仍可保持低温的油脂。针对上述案例LFD专业工程师挑选了雪佛龙 SRI NLGI2，这种油脂里面所含的特殊成分有助于提高防锈防腐蚀性能。此款油脂内含5%的合成海水，符合ASTM D 1743里耐腐蚀性能的要求。

改善项目成立之初，LFD的工程师就随时待命准备好为用户提供专业的协助。为了将草屑污染轴承的情形降到最低，LFD工程师建议将连接元件做结构性的优化。轴向固定间隙可以转换并取代密封圈的功能，在刚刚启动的状态，这个间隔仅仅只是一个间隙。

在运作过程中轴承的前端会积聚草屑或其他脏污，这可能会损坏轴承密封圈。由于一般轴承间隙的大小只覆盖内圈，因此导致这些脏污渗进轴承内，从而引起腐蚀及污染。为了更有效地保护轴承，可以加大间隙，让间隙覆盖整个轴承。以角度计算这些间隙则可以节省轴承重量。

电瓶不会因为轮子较紧而负载过重

在轮子转动的零件中保持一个较小的间隙则可以保证轴承在转动时不影响性能及刹车功能。这种小型除草机的电瓶不会因为轮子较紧而负载过重，反而可以更有效率地除草。

目前，该设备仍在实际应用中进行着各项测试，以确定是否有进一步改善的空间。但不可否认LFD的专业工程师们提出在轮壳中采用迷宫式间隙的改善措施是应用技术的一大革新。