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机械设备管理培训之轴承的基础知识 轴承分类 选型及检修主讲 曹学锋 轴承的基础知识 一 轴承的概念及作用二 滚动轴承的组成及各部件的功能三 轴承的分类及四 轴承代号 型号表示五 轴承的选用六 轴承的润滑七 轴承损坏的分析八 轴承的安装检修 轴承的基础知识 一 轴承的概念及作用轴承是用来支承回转零件 轴及轴上零件 并减小回转零件摩擦阻力 保证回转件的旋转精度的组合零件 根据摩擦性质的不同 可把轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类 作用 1 承载回转零件的重量及扭矩 2 降低回转零件旋转所产生的摩擦阻力 平稳运行 轴承的基础知识 轴承特点轴承 滚动轴承 滑动轴承 摩擦阻力小 启动灵活 效率高 但外廓尺寸大 接触应力大 承受冲击载荷能力差 高速重载下寿命低 噪音大 承载能力高 抗振性好 工作平稳 噪音小 寿命长 能剖分等优点 轴承的基础知识 滚动轴承的具体特点1 摩擦系数小 能耗少 机械效率高 2 外形尺寸已标准化 具有互换性 安装 拆卸和维一修都很方便 3 轴向结构紧凑 使机器的轴向尺寸大为减少 4 精度高 磨损小 寿命长 且能在较长的时间内保一持轴的安装精度 5 具有自动调心特性的轴承 当主轴有轻微挠曲或配一合部件不同心时仍能正常工作 6 适宜于专业化大批量生产 质量稳定 可靠 生产一效率高 成本低 轴承的基础知识 1 滑动轴承的构造与特点结构 由轴承座 轴承盖 轴瓦 连接螺栓等组成特点 承载能力大 耐冲击 工作平稳 噪音低 结构简单 径向尺寸小 轴向尺寸大 滑动轴承的应用场合 高速 高精度 重载的场合 如汽轮发电机 水轮发电机 机床等 极大型的 极微型的 极简单的场合 结构上要求剖分的场合 如曲轴轴承 受冲击与振动载荷的场合 如轧钢机 轴承的基础知识 二 滚动轴承的组成及各部件的功能基本结构 内圈 外圈 滚动体 保持架统称滚动轴承的四大件 内圈作用 内圈通常与轴是紧配合 并与轴一起旋转 降低接触应力 外圈通常与轴承座孔或机械部件的壳体配合 起支撑作用 滚动体借助保持架均匀的排列在内 外圈之间 它的行状 大小和数量直接决定轴承的承载能力 保持架将滚动体均匀的分隔开 引导滚动体在正确的轨道上运动 轴承的基础知识 序号部件1外圈2内圈3滚动体4保持架 内圈 保持架 滚动体 外圈 轴承的基础知识 三 滚动轴承的分类 按照轴承所承受的载荷方向分类 按照轴承的外形尺寸大小分类 按照轴承滚动体形状分类 按照轴承运动方式分类 按照轴承滚动体的列数分类 按照轴承部件是否可分离进行分类 轴承的基础知识 3 1 按照轴承所承受的载荷方向分类 1 向心轴承 径向轴承 承受径向力 如圆柱滚子轴承 2 推力轴承 止推轴承 承受轴向力 如推理轴承 3 向心推力轴承 径向止推轴承 承受径向和轴向力 如深沟轴承 轴承的基础知识 3 2 按轴承外形尺寸分类1 微型轴承 公称外径尺寸范围D 26mm的轴承 2 小型轴承 公称外径尺寸范围为26 D 60mm的轴承 3 中小型轴承 公称外径尺寸范围为60 D 120mm的轴承 4 中大型轴承 公称外径尺寸范围为120 D 200mm的轴承 5 大型轴承 公称外径尺寸范围为200 D 400mm的轴承 6 特大型轴承 公称外径尺寸范围400 D 2000mm的轴承 7 重大型轴承 公称外径尺寸范围D 2000mm的轴承 轴承的基础知识 3 3 按滚动体类型分类 1 球轴承 2 滚子轴承 3 滚针轴承滚针和滚柱的区别在于长径比2 5或直径小于4mm的滚柱 轴承的基础知识 滚动轴承的代号滚动轴承的种类很多 为了便于选用 国家标准规定用代号来表示滚动轴承 代号能表示出滚动轴承的结构 尺寸 公差等级和技术性能等特性 滚动轴承代号用字母加数字组成 完整的代号包括前置代号 基本代号和后置代号三部分 基本代号表示轴承的基本类型 结构和尺寸 是轴承代号的基础 轴承的基础知识 滚动轴承代号是用字母加数字来表示轴承结构 尺寸 差等级 技术性能等特征的产品符号 国家标GB T272 93规定轴承的代号由三部分组成 前置代号 字母 基本代号 数字 字母 后置代号 字母 数字 轴承分部件代号 五四三二一 类型代号 宽度系列代号 直径系列代号 内径代号 密封与防尘代号 保持架及材料代号 特殊轴承材料代号 公差等级代号 内部结构代号 游隙代号 轴承的基础知识 轴承的基础知识 前置代号 轴承的基础知识 常见轴承的基本类型代号 轴承的基础知识 后置代号 游隙代号 振动代号 配置代号 带附件轴承代号 C1C2CmC0C3C4C5 小 大 Z1Z2Z3Z4V1V2V3V4 加速度型 速度型 DB成对背对背安装DF成对面对面安装DT成对串联安装 轴承代号 附件代号带紧定套带退卸套带内圈带斜挡圈 轴承的基础知识 6103 6 深沟球轴承 1 特轻系列 03 内径d 17mm 公差等级为0级 游隙组为0组 6 深沟球轴承 3 中系列 10 内径d 50mm 公差等级为0级 游隙组为C3组 7214AC P4 7 角接触球轴承 2 轻系列 14 内径d 70mm 公差等级为4级 游隙组为0组 轴承的基础知识 五 轴承的选用1 球轴承比滚子轴承的极限转速高 应优先选用球轴承 2 在高速时 以选用超轻 特轻及轻系列的轴承 内径相同时 外径越小 滚动体就越轻小 产生的离心惯性力也小 3 保持架的材料对轴承转速影响极大 实体保持架比冲压保持架允许有更高一些的转速 4 推力轴承的极限转速很低 当工作转速高时 若轴向载荷不是十分大 可以采用角接触球轴承来承受纯轴向力 5 若工作转速超过了轴承样本 可以用提高公差等级 适当增大游隙 选用循环冷却等方法 轴承的基础知识 六 轴承的润滑 润滑方式 油润滑 脂润滑 固体润滑油润滑主要方式有 油浴润滑 滴油润滑 循环油润滑 喷雾润滑 喷射润滑 保管轴承的库房内及周围无腐蚀性气体 仓库应清洁 干燥 具备必要的采暖和通风设备 使温度保持在25 相对湿度不大于80 湿气 酸 碱和盐的腐蚀 轴承的基础知识 七 轴承损坏的分析1 安装缺陷 不正确安装导致轴承出现压痕 裂纹 变形 保持架变形或损坏等缺陷 2 润滑缺陷 润滑油质差 润滑又缺少等因素造成过烧 保持架断裂 磨痕 粘连 腐蚀等缺陷3 配合缺陷 轴承轴向固定 径向固定缺陷造成轴承轴向力和径向力分布不均造成轴承损坏 轴承的基础知识 轴承损坏 电流腐蚀 锈蚀 压痕 磨损 轴承的基础知识 轴承的基础知识 1 滚动轴承游隙的定义 续 径向游隙 轴向游隙 轴承的基础知识 轴承的安装 在压入过程中 力通过钢球由内圈传递给外圈 容易造成轴承出现挤伤 通过给转子加力将轴承装入 轴承外圈紧配 轴承内圈紧配 轴承的基础知识 轴承的拆除 轴承的拆卸 拆内径配合时 应让内圈受力外圈不受力 以免伤及滚动工作面 正确装拆轴承的重要性轴承安装操作一般原则圆柱孔轴承的安装轴承运行前检查轴承的拆卸方法轴承的维护保养 润滑 目录 正确装拆轴承的重要性 合理 有效地使用轴承的保证 使轴承可以达到它应有的寿命 精度等指标 使主机达到设计所预期的性能指标 如安全性 振动 噪音 保养周期等 降低用户开支及成本 挡边被敲坏的轴承 正确装拆轴承的重要性 续 不正确装拆轴承的后果 内圈和外圈滚道表面被敲坏的痕迹 正确装拆轴承的重要性 续 不正确装拆轴承的后果 正确装拆轴承的重要性 续 不正确装拆轴承的后果 用乙炔喷枪加热后的轴承 表面变成黑色 轴承安装操作一般原则 保证环境 轴承 主机 操作者和工具的清洁 注意轴承防锈措施 禁止裸手触摸轴承 采用合适的工具或专用工具 谨慎操作 施力均匀 对称 平稳 避免直接冲击 避免通过滚动体施力 操作者须经培训 具有轴承安装技能 禁止用铁锤直接敲击轴承来安装 轴承安装一般原则 续 禁止通过滚动体来传递安装力 轴承安装一般原则 续 轴承安装一般原则 续 安装前准备 必须有一个安装作业程序 准备好安装所必需的工具设备 手套 抹布等 按图纸要求核查安装部位的配合尺寸 形位公差和表面粗糙度 对主机安装配合表面可能存在的毛刺 锈斑 磕碰凸痕 附着物作彻底清除 对轴承和附件进行认真清洗 清洗剂可用汽油 煤油 甲苯 二甲苯等 然后涂上润滑油 脂 注意 在安装准备工作没有完成前 不要拆开轴承的包装 以免使轴承受到污染 轴承安装一般原则 续 1 轴承的准备由于轴承经过防锈处理并加以包装 因此不到临安装前不要打开包装 另外 轴承上涂布的防锈油具有良好的润滑性能 对于一般用途的轴承或充填润滑脂的轴承 可不必清洗直接使用 但对于仪表用轴承或用于高速旋转的轴承 应用清洁的清洗油将防锈油洗去 这时轴承容易生锈 不可长时间放置 圆柱孔轴承的安装 压力法适用 中 小型轴承 指OD 150mm 过盈量不太大的配合 工具 机械或液压式压力机或设备 内圈过盈配合 外圈过盈配合 内 外圈均过盈配合 加热法适用 尺寸较大的轴承 过盈量较大的配合 加热方式 油浴加热电感应加热 油浴加热 加热的轴承 用筛网将轴承与底部隔开 油温在80 100 一般不超过100 最高不超过120 火焰燃烧器 支撑块 机械油 圆柱孔轴承的安装 续 电感应加热 优点 安全 可靠加热均匀清洁无污染定时 定温操作简单 圆柱孔轴承的安装 续 加热法 续 圆锥孔轴承的两种安装方式 锥形轴 用紧定螺母直接安装 圆柱轴 用退卸套和螺钉 或紧定套和螺母 安装 圆锥孔轴承的安装 轴承径向游隙的测量方法 国家和轴承行业都有专门的检测标准 JB T3573 93 来规定 在轴承制造工厂都有专用的检测仪器来测量轴承的径向游隙 对于调心滚子轴承的径向游隙 通常采用塞尺测量方法 下面介绍用塞尺测量调心滚子轴承径向游隙的方法 A 将轴承竖起来 合拢 要点 轴承的内圈与外圈端面平行 不能有倾斜 将大拇指按住内圈并摆动2 3次 向下按紧 使内圈和滚动体定位入座 定位各滚子位置 使在内圈滚道顶部两边各有一个滚子 将顶部两个滚子向内推 以保证它们和内圈滚道保持合适的接触 B 根据游隙标准选配好塞尺 要点 由轴承的内孔尺寸查阅游隙标准中相对应的游隙数值 根据其最大值和最小值来确定塞尺中相应的最大和最小塞尺片 D 用塞尺测量轴承的径向游隙 要点 转动套圈和滚子保持架组件一周 在连续三个滚子能通过 而在其余滚子上均不能通过时的塞尺片厚度为最大径向游隙测值 在连续三个滚子上不能通过 而在其余滚子上均能通过时的塞尺片厚度为最小径向游隙测值 取最大和最小径向游隙测值的算术平均值作为轴承的径向游隙值 在每列的径向游隙值合格后 取两列的游隙值的算术平均值作为轴承的径向游隙 对于单列角接触球轴承 圆锥滚子轴承和推力轴承 其安装的最后工作是调整轴承的轴向游隙 轴承的轴向游隙需要根据安装结构 载荷 工作温度和轴承性能进行精确调整 下面介绍轴向游隙的测量方法和如何调整轴向游隙 轴承运行前检查 轴承安装结束后 在正常运行前应进行以下检查 手动运转 如可能 检查是否有卡紧 非正常摩擦 转矩不均或过大等现象 无负载动力运转 点动 对于不能作手动运转的以此替代无负载动力运转 短期 检查噪音 温升是否正常带负载运转 有条件的应逐步加载 检查振动 噪音 温升 润滑剂泄漏 变色等对于出现的异常情况可参照下表处理 轴承运行前检查 续 运行前检查异常状态原因分析和对策 续 轴承的拆卸方法 适用 维修设备时临时拆卸 轴承损坏后拆卸更新 若轴承拆下后还需再次使用 则绝不允许通过滚动体来传递拆卸力 对非分离型轴承 首先从较松配合面 一般是外圈与壳体孔径的配合面 将轴承拆出 然后使用压力机将轴承从紧配合表面压出 对于非分离型轴承 还可以使用专门的拆卸装置 俗称 拉马 拆卸轴承 这种方式比较方便 双拉杆拆卸器 三拉杆拆卸器 轴承的拆卸方法 续 在拆卸外圈过盈配合的轴承时 如果所装部位在设计时就考虑到拆卸的问题 则会更方便 在壳体挡肩上设置几处切口 设置顶出螺钉的螺纹孔 轴承的拆卸方法 续 拆卸小型锥孔轴承的方法 拆卸带紧定套的锥孔轴承 只要将螺母转松几圈后 使用垫块用锤子敲打即可拆卸 直接利用退卸套 靠拧紧螺母来拆卸锥孔轴承 轴承的拆卸方法 续 在拆卸条件困难的情况下 在螺母圆周上设置螺钉孔 靠顶压螺钉来拉拔退卸套拆卸锥孔轴承 拆卸大型锥孔轴承 往往利用油压的方法 在锥形轴上的油孔中加压送油 使内圈膨胀来拆卸锥孔轴承 在实际操作中必须设置某种形式的止动装置 如螺母或端盖 以限制轴承的轴向脱出 轴承的拆卸方法 续 轴承的维护保养 目的 为了使轴承的性能长期维持在良好的状态 确保轴承运转的可靠性 方法和内容 由设备维护保养标准操作程序规定 轴承的维护保养内容可以包括 运转状况监视润滑系统维护 补充和更换润滑剂日常点检定期检查 1 润滑的重要性 轴承润滑对延长轴承寿命起着关键作用 被业内人士誉为轴承的 第五元素 许多应用场合要求轴承 免维护 润滑寿命成为轴承使用寿命的另一个 代名词 据中国工程院统计 在设备运行开支中 能耗费占96 维修费用占3 2 润滑材料只占0 8 而设备零件损坏的80 维修费用的40 都是润滑不良造成的 发表在2004 1摩擦学科技论坛 精确润滑是发展趋势 润滑的目的 分隔相邻的运动件 防止干摩擦 减少能耗 减少或防止磨损 延长轴承精度寿命 改善微观接触应力状态 延长疲劳寿命 附带作用防腐作用 密封作用 采用脂润滑 散热作用 采用循环油方式 润滑油膜厚度取决因素 油膜厚度取决于 粘度温度速度载荷 润滑因素 表面光滑程度轴承几何精度最合适 之比大于1 世界著名轴承公司都有自己的润滑脂体系 SKF FAG TIMKEN NSK都注重润滑研究TIMKEN独创了评价润滑脂极压性能的实验方法 OK值表示 5 润滑脂基础知识 润滑脂的组成 基础油 矿物油 合成油 稠化剂 皂 有机物 无机物 添加剂 抗氧剂 防锈剂 极压添加剂 油 稠化剂 添加剂 润滑脂 脂的主要技术项目 稠度 针入度 表征脂的软硬程度的量 太稠则易产生贫油 增加阻力 太稀则保持力不足漏脂 我国和国际上通用的稠度等级是按照美国润滑脂会 NLGI 的稠度等级 共分9个等级 见下表 滴点 受温度影响融化或者软化的温度 衡量高温能力的参考数据基础油粘度 油的稀薄或者稠厚的量 负载能力 磨损 对工件保护能力的量之一 四球试验 速度因素DN 考证可能适合用到的速度极限 转速 中径 速度是形成膜厚的另一关键因素 与粘度平衡 同理取最佳值 腐蚀 脂本身对金属的浸害或者保护不被外界环境浸害的能力 目前技术要考虑竞争表面的因素 润滑脂主