《轴承基础培训》PPT课件.ppt

轴承基础知识 安徽淮南平圩电力检修有限责任公司黄剑 一 轴承的作用 轴承是机器 仪表中的重要支承零件 其主要作用是支承转动 或摆动 的运动部件 保证轴和轴上传动件的回转精度 减少磨擦和磨损 二 轴承的分类 根据工作时磨擦性质可分为轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类 根据载荷方向可分为 径向轴承 又称向心轴承 承受径向载荷 止推轴承 又称推力轴承 承受轴向载荷 径向止推轴承 又称向心推力轴承 同时承受径向载荷和轴向载荷 三 滑动轴承 1 滑动轴承的分类根据承受载荷的方向分为 推力滑动轴承和径向滑动轴承 推力滑动轴承 推力滑动轴承的受力与轴中心线平行 径向滑动轴承 径向滑动轴承的受力垂直与轴的中心线 根据润滑膜的形成原理不同分为 动压滑动轴承和静压滑动轴承 动压滑动轴承 利用相对运动副表面的相对运动和几何形状 借助流体粘性 把润滑剂带进摩擦面之间 依靠自然建立的流体压力膜 将运动副表面分开的润滑方法为流体动力润滑 静压滑动轴承 在滑动轴承与轴颈表面之间输入高压润滑剂以承受外载荷 使运动副表面分离的润滑方法成为流体静压润滑 2 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 3 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 常用径向滑动轴承分类 整体式径向滑动轴承和剖分式径向滑动轴承 整体式径向滑动轴承 结构简单 成本低廉 但轴套磨损后轴承间隙过大无法调整 不便装拆粗重的轴 常应用于低速 轻载或间歇性工作的机械中剖分式径向滑动轴承 装拆方便 轴瓦磨损后便于调整轴承间隙 常应用于工作转速特高 支承要求特精 承受具大冲击 须成剖分式等 4 推力滑动轴承 承受轴向推力并限制轴作轴向移动的滑动轴承 两摩擦表面完全被流体膜隔开的推力轴承分为流体动压推力轴承和流体静压推力承 适用于高中速运行 常见可倾瓦块推力轴承 由若干独立的 能随工作状况变化 自动统一支点摆动的瓦块组成 这种轴承承受载荷的能力大 能在较宽的速度范围内正常工作 是大型轴承中最通用的形式 但也有用于推力较小条件下的小型轴承 支承瓦块的方式很多 大型轴承的支承结构都比较复杂 制造成本较高 5 滑动轴承材料对轴承材料的要求 良好的减摩性 耐擦性和抗胶合性 2 良好的跑合性 顺应性 嵌藏性和塑性 3 足够的抗压强度和疲劳强度 4 良好的导热性 加工工艺性 热彭胀系数低 耐腐蚀等 滑动轴承主要材料 1 金属材料 如轴承合金 青铜 铝基合金 锌基合金等 轴承合金又称白合金 主要是锡 铅 锑或其它金属的合金 由于其耐磨型好 塑性高 跑合性能好 导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好 故适用于重载 高速情况下 轴承合金的强度较小 价格较贵 使用时必须浇铸在青铜 钢带或铸铁的轴瓦上 形成较薄的涂层 2 多孔质金属材料 是一种粉末材料 它具有多孔组织 若将其浸在润滑油中 使微孔中充满润滑油 变成了含油轴承 具有自润滑性能 多孔质金属材料的韧性小 只适应于平稳的无冲击载荷及中 小速度情况下 3 非金属材料 常用的非金属材料有酚醛塑料 尼龙 聚四氟乙烯等 塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性 可用油和水润滑 也有自润滑性能 但导热性差 6 滑动轴承失效形式1 磨粒磨损进入轴承间隙间的硬颗粒 如灰尘 砂粒等 随轴一起转动 它们都将对轴颈和轴承表面起研磨作用 加剧轴承磨损 导致几何形状改变 精度丧失 轴间隙加大 使轴承性能在预期寿命前急剧恶化 2 咬粘 胶合 当轴承温升过高 载荷过大 油膜破裂时 在润滑油供应不足条件下 轴颈和轴的相对运动表面材料发生粘附和迁移 从而造成轴承损坏 咬粘有时甚至可能导致相对运动中止 3 疲劳剥落在载荷反复作用下 轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹 当裂纹向轴承衬与衬背结合面扩展后 造成轴承衬材料的剥落 它与轴承衬和衬背因结合不良或结合力不足造成轴承衬的剥离有些相似 但疲劳剥落周边不规则 结合不良造成的剥离则周边比较光滑 4 刮伤进入轴承间隙的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓凸峰 在轴承上划出线状伤痕 导致轴承因刮伤而失效 5 腐蚀润滑剂在使用中不断氧化 所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀性 特别是对铸造铜铅合金中的铅 易受腐蚀而形成点状的脱落 氧对锡基巴氏合金的腐蚀 会使轴承表面形成一层由SnO2和SnO混合组成的黑色硬质覆盖层 它能擦伤轴颈表面 并使轴承间隙变小 此外 硫对含银或含铜的轴承材料的腐蚀 润滑油中水分对铜铅合金的腐蚀 都应予以注意 此外 由于工作条件不同 滑动轴承还可能出现气蚀 流体侵蚀 电侵蚀和微动磨损等损伤 四 滚动轴承 滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦 从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件 滚动轴承一般由内圈 外圈 滚动体和保持架四部分组成 1 滚动轴承分类 轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分为 向心轴承 主要用于承受径向载荷的滚动轴承 其公称接触角从0到45度 按公称接触角不同又分为 径向接触轴承 公称接触角为0的向心轴承 向心角接触轴承 公称接触角大于0到45的向心轴承 推力轴承 主要用于承受轴向载荷的滚动轴承 其公称接触角大于45到90 按公称接触角不同又分为 轴向接触轴承 公称接触角为90的推力轴承 推力角接触轴承 公称接触角大5但小于90的推力轴承 按其滚动体的种类 分为 球轴承 滚动体为球 滚子轴承 滚动体为滚子 滚子轴承按滚子种类 又分为 圆柱滚子轴承 滚动体是圆柱滚子的轴承 圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3 滚针轴承 滚动体是滚针的轴承 滚针的长度与直径之比大于3 但直径小于或等于5mm 圆锥滚子轴承 滚动体是圆锥滚子的轴承 调心滚子轴承 滚动体是球面滚子的轴承 球轴承 圆锥滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承 调心滚子轴承 2 滚动轴承的构造内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转 外圈作用是与轴承座相配合 起支撑作用 滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间 其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命 保持架能使滚动体均匀分布 防止滚动体脱落 引导滚动体旋转起润滑作用 4 滚动轴承的特点与滑动轴承相比 滚动轴承的优点一般条件下 滚动轴承的效率要高一些 径向游隙比较小 向心角接触轴承可用预紧可用预紧力消除游隙 运转精度高 对于同尺寸的轴径 滚动轴承的宽度比滑动轴承小 可使机器的轴向结构紧凑 大多数滚动轴承能同时受径向和轴向载荷 故轴承组合结构简单 消耗润滑剂少 便于密封 易于维护 标准化程度高 成批生产 成本低 与滑动轴承相比 滚动轴承的缺点 1 承受冲击载荷能力较差 2 高速重载载荷下轴承寿命较低 3 振动及噪声较大 4 径向尺寸比滑动轴承大 代号用于表征滚动轴承的结构 尺寸 类型 精度等 前置代号 表示轴承的分部件 基本代号 表示轴承的类型与尺寸等主要特征 后置代号 表示轴承的精度与材料的特征 5 滚动轴承的代号 GB T272 1993 常见轴承的基本类型代号 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 6308 6 深沟球轴承 3 中系列 08 内径d 40mm 公差等级为0级 游隙组为0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 N105 P5 N 圆柱滚子轴承 1 特轻系列 05 内径d 20mm 公差等级为5级 游隙组为0组 30213 3 圆锥滚子轴承 2 轻系列 13 内径d 65mm 0 正常宽度 0不可省略 公差等级为0级 6 选用原则 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 6 滚动轴承的失效形式主要有三种 疲劳点蚀 滚动轴承工作时 各滚动体承受载荷的大小不同 导致滚动体与内 外圈的接触表面将产生接触变应力 当接触应力超过极限值时 表层下产生疲劳裂纹 并逐渐扩展到表面形成疲劳点蚀 疲劳点蚀会使滚动轴承丧失旋转精度 产生噪声 冲击和振动 因此疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式 塑性变形 当滚动轴承转速很低时 一般不会发生疲劳点蚀 这时过大的静载荷或冲击载荷会使轴承滚道和滚动体接触处产生较大的局部应力 当应力超过材料的屈服极限时 滚动体和套圈接触处将出现不均匀的凹坑 即产生较大的塑性变形 导致失效 磨损 滚动轴承在使用 维护不当或密封 润滑不良的情况下 可能导致轴承滚动体或套圈滚道产生磨粒磨损 此外 轴承的其他失效形式还有腐蚀 锈蚀 轴承在高速运转时还会产生胶合失效 由于配合不当 拆装不合理等非正常原因还可能导致内外套圈和保持架破损等失效形式 从而使轴承不能正常工作 7 轴承安装的常见错误 随意敲打轴承的内圈和外圈或者靠外圈或者内圈传递力用明火直接加热轴承现场不清洁 8 轴承的拆卸与安装取决于轴承的尺寸大小 轴承类型和配合情况 可以选择机械安装方法 加热安装方法或者液压安装方法 手锤和安装套方法该方法适用与小型 直径小于80mm 的圆柱孔轴承 最典型的是深沟球轴承 尤其是在过盈量比较小或者间隙配合时最合适 随着轴承直径的增加和过赢量的增加 这种方法将越来越不适用 应该考虑液压或者热安装的方法 所有的圆柱滚子轴承都可以采用这种方法 安装要点 禁止用手锤直接敲击内圈或者外圈 禁止用外圈向内圈传递力使其前进 禁止用内圈向外圈传递力使其前进 加热安装除了小型锥孔轴承 小型带锥套轴承