企业培训_滚动轴承基本知识培训教材

内部培训教材一 滚动轴承基本知识 宁波午阳联合轴承有限公司纽尚 宁波 汽车轴承制造有限公司宁波经济技术开发区纽尚进出口有限公司 纽尚集团 内部资料注意保密 前言一 滚动轴承在国民经济中的地位轴承是支承转轴或其他旋转件的零件 它引导旋转运动 并承受传递给支架的载荷 按摩擦性质的不同 轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类 由于滚动轴承尺寸已国际标准化 具有互换性 不仅使用维修方便 而且便于专业化大批量生产 现已发展为现代化机械的重要精密配件之一 并形成了完整的生产滚动轴承的工业体系 广泛地应用于汽车 拖拉机 机车车辆 船舶 飞机 雷达 机床 电机 以及各种矿山 冶金 石化 农业 轻纺 工程 地质等机械 仪器仪表上 机器的工作性能 寿命 各项经济指标及可靠性 在某种程度上都与滚动轴承有密切的关系 尤其是近代技术的发展 对轴承提出了很多特殊的要求 这些要求又促进了轴承工业的发展 研制和生产出许多特殊种类的轴承 如航空发动机高速高温轴承 陀螺仪用微型轴承 火箭用低温轴承 卫星仪表系统用防磁轴承等等 在国民经济发展和国防建设中起着越来越重要的作用 随着对外贸易事业的发展 滚动轴承不仅装在各种主机上大量出口 而且也单独作为一种产品大量出口 轴承工业的技术水平 已成为反映我国科学技术与工业现代化水平的重要标志之一 二 我国滚动轴承工业发展概况我国的滚动轴承工业是解放后才建立并发展起来的 新中国成立以前 全国仅在瓦房店有一家轴承制造厂 新中国成立以后 1950年建立了我国第二轴承厂 哈尔滨轴承厂 在第一个五年计划期间 又建立了我国第三轴承厂 洛阳轴承厂 从此 我国有了三个大型的轴承企业 初步形成了我国工业的基础 随着我国国民经济的蓬勃发展 先后在各省 市 自治区 除西藏外 又建立了五十四个大中型主要生产厂 特别是改革开放以后 大量合资企业和民营企业的涌现 促进了我国轴承工业的发展 目前 全国已有轴承生产厂近2000家 基本上形成了我国轴承工业生产体系 从生产少数规格的农用球轴承 2009 11 13 1 冯幸国 发展到生产工业和军工用的高精度轴承 目前 我国各类轴承年产量从1949年的13 8万套增加到18亿多套 累计轴承品种从100多个增加到7000多个 规格28000多个 职工人数从不足千人壮大到约50万人 仅273家定点企业统计 已能生产内径0 6mm的微型轴承 外径达5 44m 重量达11 725吨的大型轴承 套圈最小壁厚为0 275mm的薄壁柔性轴承以及高温 低温 高速 高真空 耐腐蚀 耐辐射等各种特殊工作条件下的轴承 有力地促进了国民经济建设和国防工业的发展 为了发展滚动轴承的设计和生产 适应国民经济和国防建设不断发展的需要 在大型轴承企业 或大公司 内部建立了科研机构 在洛阳建立了轴承研究所 开展轴承科学技术的开发工作 在洛阳工学院还开设了 滚动轴承设计和制造 本科 专业 以培养发展我国轴承行业所需的高级技术人才 三 轴承工业发展的趋势回顾建国以来 我国轴承工业虽取得了很大成绩 但是 随着科学技术和工业现代化的不断发展 对滚动轴承产品的要求也越来越高 这些要求可以归纳为下列三点 a 由于主机的特殊部位 特殊安装条件 特殊使用要求等需要特殊结构的轴承及其总成 b 由于主机的特殊技术要求 需要轴承的使用性能指标能满足主机的技术要求 c 在数量上满足社会的大量需要 为了满足国民经济各部门 国防建设和科研事业的需要 我国轴承工业当前的任务是十分艰巨的 特别是我国轴承工业总的科研和生产水平与国外先进水平相比 仍有很大差距 需要我们加倍努力 加强轴承结构设计和应用技术的研究 提高轴承产品质量 发展轴承品种 赶上国外先进水平 2009 11 13 2 冯幸国 目录第一节滚动轴承的基本结构1 1滚动轴承零件及其在轴承中的作用1 2滚动轴承的特点第二节滚动轴承的分类2 1滚动轴承的分类2 2深沟球轴承的性能2 3角接触球轴承的性能2 4圆锥滚子轴承的性能2 5推力球轴承的性能第三节滚动轴承的代号3 1滚动轴承代号编制规则3 2基本代号3 2 1类型代号3 2 2尺寸系列代号3 2 3内径代号3 3前置代号3 4后置代号3 5轴承代号举例 2009 11 13 3 冯幸国 第四节滚动轴承的技术条件4 1滚动轴承公差等级 精度等级 4 1 1尺寸精度4 1 2旋转精度4 2滚动轴承的游隙4 2 1滚动轴承游隙的定义4 2 2滚动轴承游隙的选择4 2 3径向游隙和轴向游隙的关系4 3滚动轴承的振动和噪声4 4滚动轴承的其他技术条件第五节滚动轴承的润滑及润滑材料5 1润滑的作用5 2润滑的类型5 3我公司常用的润滑材料第六节滚动轴承的密封6 1密封的作用6 2密封的形式及选择 2009 11 13 4 冯幸国 第七节滚动轴承常用材料7 1套圈 滚动体常用材料7 2保持架常用材料7 3橡胶密封圈材料第八节深沟球轴承套圈及装配生产过程8 1套圈生产过程8 2轴承装配生产过程 2009 11 13 5 冯幸国 第一节滚动轴承的基本结构轴承 支承转轴或其他旋转件的零件 它引导旋转运动 并承受传递给支架的负荷 滚动轴承 在承受载荷和彼此相对运动的零件间作滚动 不是滑动 运动的轴承 它包括有滚道的零件和带或不带隔离或引导件的滚动体组 这是国际标准化组织给的定义 滚动轴承是一种通用性很强 标准化 系列化程度很高的基础元件 由于各种机械有着不同的工作条件 对滚动轴承在载荷能力 结构和使用性能等方面都提出了各种不同的要求 为此 滚动轴承就需要有各式各样的结构 但最基本的结构是由内圈 外圈 滚动体和保持架组成 图1 1和图1 2分别给出了深沟球轴承和推力球轴承的结构图 图1 1图1 2 外圈 内圈 保持架 滚动体 座圈 轴圈 保持架 滚动体 2009 11 13 6 冯幸国 1 1轴承零件及其在轴承中的作用1 内圈通常与轴紧配合 并与轴一起旋转2 外圈通常与轴承座孔或机械部件壳体配合 起支承作用 但是在某些应用场合 也有外圈旋转 内圈固定 或者内 外圈都旋转的 3 滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间 保持一定的间隔 并作圆滑的滚动 滚动体有球 圆柱滚子 滚针 圆锥滚子和球面滚子等 它的形状大小和数量直接影响轴承的载荷能力和使用性能 4 保持架将轴承中的一组滚动体等距离隔开 引导滚动体在正确的轨道上作圆滑的滚动 改善轴承内部载荷分配和润滑性能 保持架有冲压保持架 钢板 铜板 车制实体保持架 铜 铝 酚醛胶布管 成形保持架 工程塑料等 销式保持架等 也有无保持架轴承 如我公司生产的 满球轴承 但无保持架轴承摩擦阻力大 不适于高速旋转 在推力轴承中 与轴紧配合并一起旋转的称为轴圈 紧圈 与轴承座孔或机械部件壳体配合起支承作用的称为座圈 活圈 内圈 外圈 轴圈 座圈统称为套圈 套圈上供滚动体滚动的部分称作滚道 其表面称作滚道面 球轴承套圈上的滚道通常叫 沟道 为了适应某些使用要求 有的轴承会增加或减少一些零件 如无内圈 无外圈 既无内圈又无外圈 或带防尘盖 密封圈及安装调整用的紧定套等 2009 11 13 7 冯幸国 1 2滚动轴承的优点滚动轴承与滑动轴承相比 主要优点有 1 滚动轴承的摩擦系数小 因而滚动轴承摩擦阻力及起动摩擦力矩小 功率消耗少 机械效率高 2 外形尺寸已标准化 具有互换性 安装 拆卸和维修都很方便 3 轴向结构紧凑 使机器的轴向尺寸大为减小 4 精度高 磨损小 寿命长 且能在较长时间内保持轴的安装精度 5 具有自动调心特性的轴承 当主轴有轻微挠曲或配合部件有些不同心时仍能正常工作 6 宜于专业化大批量生产 质量稳定 可靠 生产效率高 成本亦较低 但多数滚动轴承不宜承受强大的冲击与振动 运转时有振动和噪声 轴承座结构亦较复杂 复习题 1 滚动轴承的基本结构由哪几种零件组成 它们在轴承中各有什么作用 2 滚动轴承有哪些优缺点 第二节滚动轴承的分类2 1滚动轴承的分类滚动轴承的分类方法很多 本书主要介绍几种常见的分类方法 1 轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分类 1 向心轴承向心轴承包括径向接触轴承和向心角接触轴承 2009 11 13 8 冯幸国 径向接触轴承 公称接触角为零度 主要用于承受径向载荷 也能在承受径向载荷的同时 承受轻微的轴向载荷 所谓径向载荷 是指轴承载荷的作用方向垂直于轴承的轴心线 所谓轴向载荷 是指轴承载荷的作用方向平行于轴承的轴心线 向心角接触轴承 公称接触角大于0度小于45度的向心轴承 能承受径向和轴向同时作用的联合载荷 一般以承受径向载荷为主 个别情况下 也可以承受纯轴向载荷 2 推力轴承推力轴承包括轴向接触轴承和推力角接触轴承 轴向接触轴承 公称接触角为90度的推力轴承 仅用于承受轴向载荷 推力角接触轴承 公称接触角大于45度但小于90度的推力轴承 主要用于承受轴向载荷 也能在承受轴向载荷的同时承受较小的径向载荷 2 轴承按其滚动体的种类分类 1 球轴承 滚动体为球 2 滚子轴承 滚动体为滚子滚子轴承按滚子形状不同 又分为 a 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 或长度与直径之比大于3 但直径大于5mm b 滚针轴承 滚动体是滚针的轴承 滚针的长度与直径之大于3 但直径小于或等于5mm c 圆锥滚子轴承 滚动体是圆锥滚子的轴承 d 调心滚子轴承 滚动体是球面滚子的轴承 2009 11 13 9 冯幸国 2009 11 13 10 冯幸国 3 轴承按其工作时能否调心分类 1 调心轴承 滚道是球面形的 能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承 2 非调心轴承 刚性轴承 能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承 4 轴承按滚动体列数分类 1 单列轴承 具有一列滚动体的轴承 2 双列轴承 具有二列滚动体的轴承 3 多列轴承 具有多于两列滚动体的轴承 如 三列 四列轴承 5 轴承按其部件能否分离分类 1 可分离轴承 具有可分离部件的轴承 2 不可分离轴承 轴承在最终配套后 套圈均不能任意自由分离的轴承 6 轴承按其外径尺寸大小分类 1 微型轴承D 26mm 2 小型轴承26mm D 60 3 中小型轴承60mm D 120mm 4 中大型轴承120 D 200mm 5 大型轴承200mm D 400mm 6 特大型轴承400mm D 2000mm 7 重大型轴承D 2000mm7 滚动轴承最常用的分类 是按轴承所能承受的载荷方向和滚动体种类 综合分类可分为 见图2 5 1 向心轴承 2 推力轴承8 按照特殊的使用情况又分为 汽车轴承 铁路轴承 军工轴承 农机轴承 纺织机械轴承等 2009 11 13 11 冯幸国 滚动轴承的工况示例 备注图片 2009 11 13 12 冯幸国 备注图片 2009 11 13 13 冯幸国 图2 5滚动轴承的分类 2009 11 13 14 冯幸国 备注图片 滚动轴承按滚动体种类分类 2009 11 13 15 冯幸国 2 2深沟球轴承的性能深沟球轴承结构简单 使用方便 是生产批量最大 应用范围最广的一类轴承 主要用以承受径向载荷 也可承受一定的轴向载荷 当轴承的径向游隙加大时 具有角接触球轴承的功能 可承受较大的轴向载荷 与尺寸相同的其它类型轴承比较 此类轴承磨擦系数小 极限转速高 在转速较高不宜采用推力球轴承的情况下可用该类轴承承受纯轴向载荷 此类轴承广泛应用于汽车 拖拉机 机床 水泵 农业机械 纺织机械等 其产量占轴承总产量的60 70 是我国产量最高 使用最普遍而且价格最便宜的一类轴承 主要结构形式 1 基本型深沟球轴承60000型 俗称 开式 对安装 密封 配合无特殊要求的部件 均可采用此种结构 2 带防尘盖深沟球轴承带单面防尘盖 后置代号为Z 和带双面防尘盖 后置代号为2Z 的深沟球轴承 采用08或10钢制防尘盖 与内圈挡边之间存在径向间隙 极限转速与基本型深沟球轴承相同 轴承装配时填入了适量的润滑剂 在安装使用时不用清洗和添加润滑剂 3 带密封圈深沟球轴承一面带密封圈 后置代号为RS 和两面带密封圈 后置代号为2RS 的深沟球轴承 一般采用钢骨架式丁睛橡胶密封圈 密封唇与内圈挡边径向接触 为接触式密封 密封效果较好 但摩擦阻力较大 极限转速较低 如果密封唇与内圈不接触 则为非接触式密封 单面非接触式密封 后置代号为RZ 两面非接触式密封 后置代号为2RZ 其极限转速与基本型深沟球轴承相同 轴承在装配时填入了适量的润滑剂 在安装使用时不用清洗和添加润滑剂 4 除上述结构以外 还有外圈上开有安置止动环的矩形槽 后置代号为N 的深沟球轴承 装入止动环后可简化轴承在轴承座孔内的轴向定位 轴承一面带防尘盖 另一面外圈有止动槽 其后置代号为ZN 2009 11 13 16 冯幸国 图2 6深沟球轴承及主要结构形式 2009 11 13 17 冯幸国 备注图片 2009 11 13 18 冯幸国 2 3角接触球轴承的性能角接触球轴承极限转速较高 可以同时承受径向载荷和轴向载荷 也可以承受纯轴向载荷 其轴向载荷能力由接触角 载荷作用线与轴承径向平面之间的夹角 决定 并随接触角增大而增大 此类轴承使用于支承间距不大 刚性好的双支承轴上 如机床主轴 尤其是磨床砂轮轴 内燃机液力变速箱 蜗杆减速器 电钻 离心机和增压器等 主要结构形式 1 单列角接触球轴承单列角接触球轴承有分离型和不可分离型两种 分离型角接触球轴承基本型为S70000型 SN70000型为内圈可分离型 其内圈和外圈可以分别安装 适用于安装条件受限制的部位 四点接触球轴承亦为可分离轴承 其中QJ0000型具有双半内圈 QJF0000型具有双半外圈 接触角均为35度 在无载荷和纯径向载荷作用时 钢球与套圈呈四点接触 在纯轴向载荷作用下 钢球与套圈为两点接触 可承受双向轴向载荷 该种还可以承受力矩载荷 兼有单列和双列角接触球轴承的功能 该种轴承只有形成两点接触时才能保证正常工作 见图2 7不可分离型角接触球轴承的内圈和外圈不能分开安装 有以下几种基本结构形式 接触角a 15度 锁口在外圈为70000C型 接触角a 25度 锁口在外圈为70000AC型 接触角a 40度 锁口在外圈为70000B型 单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向载荷 除四点接触球轴承外 在承受径向载荷时 会引起附加轴向力 必须施加相应的反向轴向载荷 因此该种轴承一般都成对使用 2 双列角接触球轴承该种轴承能承受较大的以径向载荷为主的径向 轴向双向联合载荷和力矩载荷 它能限制轴或外壳双向轴向位移 接触角为30度 我公司生产的轿车和轻型车用的轮毂轴承是一种 双内圈双列角接触球轴承 见图2 8 3 成对安装角接触球轴承成对安装角接触球轴承是由两套相同规格的单列角接触球轴承以不同的组配方式构成 按其外圈不同端面的组合可以分为下图所示三种型式 见图2 9 2009 11 13 19 冯幸国 图2 7分离型单列角接触球轴承及主要结构形式 图2 9成对安装角接触球轴承 2009 11 13 20 冯幸国 图2 8双内圈双列角接触球轴承 一代轮毂轴承 2009 11 13 21 冯幸国 备注图片 2009 11 13 22 冯幸国 2 4圆锥滚子轴承的性能圆锥滚子轴承主要适用于承受径向载荷为主的径向与轴向联合载荷 而大锥角圆锥滚子轴承可以用于承受以轴向载荷为主的径 轴向联合载荷 此种轴承为分离型轴承 其内圈 含圆锥滚子和保持架 和外圈可以分别安装 在安装和使用过程中可以调整轴承的径向游隙和轴向游隙 也可以预过盈安装 此类轴承多用于汽车后桥轮毂 大型机床主轴 大功率减速器 车轴轴箱 输送装置的滚轮 以及轧钢机的支承辊和工作辊上 主要结构形式 1 单列圆锥滚子轴承30000型此种轴承能够限制轴或外壳一个方向的轴向位移 承受一个方向的轴向载荷 在径向载荷作用下会产生附加轴向力 因此 一般在轴的两个支承中 轴承的外圈和内圈的同名端面相对安装 如单独使用 其外加轴向力必须大于附加轴向力 313系列圆锥滚子轴承具有的接触角 27度 30度 可以承受较大的轴向载荷 其它系列轴承接触角在10度 18度之间 2 双列圆锥滚子轴承350000型此种轴承有一双滚道外圈和两个内圈 两内圈之间有一中隔圈 改变隔圈的厚度可以调整轴承的游隙 此种轴承在承受径向载荷的同时可承受双向轴向载荷 可在轴承的轴向游隙范围内限制轴或外壳的双向轴向位移 3 四列圆锥滚子轴承380000型此种轴承采用两个双滚道内圈 一个双滚道外圈和两个单滚道外圈 内圈 外圈之间均有用于调整游隙的隔圈 其性能与双列轴承基本相同 可以承受大的径向载荷 但极限转速低 主要用于重型机械 如轧钢机等 加强型圆锥滚子轴承 原轴承后置代号为E 是近年来经过优化设计的结构 滚子数量多 滚子长度 直径较大 载荷容量高 在设计应用中应优先选用 2009 11 13 23 冯幸国 图2 10单列圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承的轴向游隙的大小 对轴承能否良好地工作影响很大 当轴向游隙过小时 温升高 轴向游隙过大时 轴承容易损坏 故在安装和运转时要特别注意调整轴承的轴向游隙 2009 11 13 24 冯幸国 2 5推力球轴承的性能推力球轴承是分离型轴承 接触角为90度 只能承受轴向载荷 极限转速低 此类轴承常用于立式钻床 立式水泵 车床顶针座 机床主轴 汽车离合器 蜗杆减速器 千斤顶 阀门 钻探机转盘 起重机和天车吊钩等机械中 主要结构型式单向推力球轴承51000型此种轴承只能承受一个方向的轴向载荷 可以限制轴和外壳一个方向的轴向移动 双向推力球轴承52000型此种轴承能承受两个方向的轴向载荷 可限制轴和外壳两个方向的轴向移动 复习题 滚动轴承通常采用的分类有几种 如何分类 滚动轴承按其外径尺寸大小共分哪几类 简述深沟球轴承 圆锥滚子轴承和推力球轴承的性能 应用场合及主要结构型式 2009 11 13 25 冯幸国 图2 10单列推力球轴承51000型 2009 11 13 26 冯幸国 备注图片 2009 11 13 27 冯幸国 备注图片 2009 11 13 28 冯幸国 备注图片 2009 11 13 29 冯幸国 备注图片 2009 11 13 30 冯幸国 备注图片 2009 11 13 31 冯幸国 备注图片 2009 11 13 32 冯幸国 第三节滚动轴承的代号滚动轴承代号是用字母加数字来表示滚动轴承的结构 尺寸 公差等级 技术性能等特点的产品符号 我们的滚动轴承代号这一节是对照国标GB T272 93 滚动轴承代号表示方法 和部标JB T2974 93 滚动轴承代号的补充规定 来上的 3 1滚动轴承代号编制规则滚动轴承代号由基本代号 前置代号和后置代号构成 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 前置 后置代号是当轴承的结构形状 尺寸 公差 技术要求有改变时 在其基本代号左右添加的补充代号 轴承代号排列规则如表3 1所示 2009 11 13 33 冯幸国 例1 轴承代号为WS81107 其中WS表示推力圆柱滚子轴承轴圈 8表示推力圆柱滚子轴承 左边的1表示宽度系列代号 右边的1表示直径系列代号 尺寸系列代号包括宽度系列代号和直径系列代号 07表示内径代号 例2 轴承代号为30210 P6X 其中3表示圆锥滚子轴承 02表示尺寸系列代号 10表示内径代号 P6X表示公差等级符合标准规定的6X级 例3 轴承代号为6203 其中6表示深沟球轴承 0 2表直径系列代号 括号内的0可省略 03表示内径代号 2009 11 13 34 冯幸国 3 2基本代号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 除滚针轴承外 轴承外形尺寸符合GB T273 1 GB T273 2 GB T273 3 GB3882任一标准规定的外型尺寸 其基本代号由轴承类型代号 尺寸系列代号 内径代号构成 排列按表3 3 表3 3轴承基本代号排列规则其中类型代号用阿拉伯数字 以下简称数字 或大写拉丁字母 以下简称字母 表示 尺寸系列代号和内径代号用数字表示 2009 11 13 35 冯幸国 注 在表中代号后或前加字母或数字表示该类轴承中的不同结构 3 2 2尺寸系列代号轴承尺寸系列代号由轴承的宽 高 度系列代号 一位数字 和直径系列代号 一位数字 组合而成 宽 高 度系列代号在左 直径系列代号在右 两位数字组合成尺寸系列代号 1 直径系列是指对应于同一内径尺寸的一系列外径尺寸 也就是指相同内径的轴承有各种不同的外径 分别有7 8 9 0 1 2 3 4 5等外径尺寸依次递增的直径系列 2009 11 13 36 冯幸国 2009 11 13 37 冯幸国 3 2 3内径代号表示轴承公称内径代号分六种情况 1 0 6到10 mm 的非整数内径 用公称内径毫米数直接表示 在其与尺寸系列代号之间用 分开 2 1到9 mm 的整数内径 用公称内径毫米数直接表示 对深沟球轴承及角接触球轴承7 8 9直径系列 内径与尺寸系列代号之间用 分开 3 10到17 mm 此尺寸段的标准内径只有四种尺寸 即10mm 12mm 15mm 17mm 分别用00 01 02 03表示 4 20到480 mm 22 28 32除外 用轴承实际公称内径尺寸除以5的商数表示 也就是说将轴承型号中右起第一 二位数字乘以5所得之积 就是轴承公称内径尺寸 商数为个位数 需在商数左边加 0 如08 5 大于和等于500 mm 以上以及22 28 32 用公称内径毫米直接表示 但在与尺寸系列之间用 分开 表示轴承公称内径的代号按表3 6 2009 11 13 38 冯幸国 注意 1 基本代号中当轴承类型代号用字母表示时 编排时应与表示轴承尺寸的系列代号 内径代号或安装配合特征尺寸的数字之间空半个汉字距 例NJ230 AXK0821 2 深沟球轴承代号中如宽度系列为 0 书写时应省略 例 6 0 2043 深沟球轴承代号中如直径系列为 0 书写时宽度系列 1 也可省略 例 6 1 003 2009 11 13 39 冯幸国 3 3前置代号前置代号用字母表示 因我们用不着 简单带过不讲 前置代号是置于基本代号左边的代号 前置代号用字母表示 并与基本代号空半个汉字距 通常前置代号所表示的含义是成套轴承的分部件 轴承前置代号含义按表3 7 2009 11 13 40 冯幸国 3 4后置代号1 后置代号就是置于基本代号右边的代号 它是轴承在结构形状 尺寸 公差 技术要求等有改变时 在轴承基本代号右边添加的补充代号 后置代号用字母 或加数字 表示 后置代号编制规则 1 后置代号置于基本代号的右边并与基本代号空半个汉字距 代号中有符号 除外 当改变项目多 具有多组后置代号时 按表1所列从左至右的顺序排列 2 改变为第4组 含4组 以后的内容 则在其代号前用 与前面代号隔开 例 6205 2Z P622308 P63 3 改变内容为第4组后的两组 在前组与后组代号中的数字或文字表示含义可能混淆时 两代号间空半个汉字距 例 6208 P63V1 2 后置代号及含义 1 内部结构代号及含义按表3 8 2009 11 13 41 冯幸国 2 密封 防尘与外部形状变化代号及含义按表3 9 2009 11 13 42 冯幸国 3 保持架代号保持架在结构型式 材料与表3 10不相同时采用下列代号 a 保持架材料F 钢 球墨铸铁或粉末冶金实体保持架 用附加数字表示不同的材料 F1 碳钢 F2 石墨钢 F3 球墨铸铁 F4 粉末冶金 Q 青铜实体保持架 用附加数字表示不同的材料 Q1 铝铁锰青铜 Q2 硅铁锌青铜 Q3 硅镍青铜 Q4 铝青铜 2009 11 13 43 冯幸国 M 黄铜实体保持架 L 轻合金实体保持架 用附加数字表示不同的材料 L1 LY11CZL2 LY12CZT 酚醛层压布管实体保持架 TH 玻璃纤维增强酚荃树脂保持架 筐型 TN 工程塑料模注保持架 用附加数字表示不同的材料 TN1 尼龙 TN2 聚砜 TN3 聚酰亚胺 TN4 聚碳酸脂 TN5 聚甲醛 J 钢板冲压保持架 材料有变化时附加数字区别 Y 铜板冲压保持架 材料有变化时附加数字区别 SZ 保持架由弹簧丝或弹簧制造 b 保持架结构形式及表面处理H 自锁兜孔保持架 W 焊接保持架 R 铆接保持架 用于大型轴承 E 磷化处理保持架 2009 11 13 44 冯幸国 D 碳氮共渗保持架 D1 渗碳保持架 D2 渗氮保持架 C 有镀层的保持架 C1 镀银 A 外圈引导 A 内圈引导 P 由内圈或外圈引导的拉孔或冲孔的窗形保持架 S 引导面有润滑槽 注 本条的代号只能与 a 结合使用 例 MPS 有拉孔或冲孔 窗孔保持架 的黄铜实体保持架 外圈或内圈引导 引导面有润滑油槽 JA 钢板冲压保持架 外圈引导 FE 经磷化处理的钢制实体保持架 c 其他V 满装滚动体 无保持架 例 6208V 满装球深沟球轴承凡轴承的保持架采用表3 10规定的结构和材料时 不编制保持架材料改变的后置代号 2009 11 13 45 冯幸国 4 承零件材料改变的代号按表3 11 2009 11 13 46 冯幸国 5 公差等级代号按表3 12向心轴承 圆锥滚子轴承除外 公差等级共分为五级 即 0 6 5 4和2级 依次由低到高 圆锥滚子轴承公差等级 共四级 即 0 6X 5和4级 依次由低到高 推力轴承公差等级 共分为四级 即 0 6 5和4级 依次由低到高 2009 11 13 47 冯幸国 6 游隙代号按表3 13公差等级代号与游隙代号需同时表示时 可进行简化 取公差等级代号加上游隙组号 0组不表示 组合表示 例 P63 P6 C3 表示轴承公差等级P6 径向游隙3组 P52 P5 C2 表示轴承公差等级P5 径向游隙2组 2009 11 13 48 冯幸国 7 其他特性的代号按表3 14 3 5轴承代号举例 例1 608 深沟球轴承 1 0尺寸系列 d 8mm 例2 6305 深沟球轴承 0 3尺寸系列 d 25mm 例3 6210N 外圈有止动槽的深沟球轴承 0 2尺寸系列 d 50mm 例4 1203 调心球轴承 0 2尺寸系列 d 17mm 例5 N304 外圈无挡边圆柱滚子轴承 0 3尺寸系列 d 20mm 例6 2219K 圆锥孔调心球轴承 锥度1 12 22尺寸系列 d 95mm 类型代号1省略 例7 3200 双列角接触球轴承 32尺寸系列 d 10mm 类型代号0省略 例8 32228 圆锥滚子轴承 22尺寸系列 d 140mm 例9 61840 P63 深沟球轴承 18尺寸系列 d 200mm 公差等级符合标准规定的6级 游隙符合标准规定的3组 例10 WS81107 推力圆柱滚子轴承轴圈 11尺寸系列 d 35mm 2009 11 13 49 冯幸国 2009 11 13 50 冯幸国 复习题 1 滚动轴承代号有哪些部分组成 2 简述滚动轴承内径的表示方法 3 滚动轴承的尺寸系列 直径系列和宽度系列如何表示 4 背诵滚动轴承类型名称及代号 5 滚动轴承的前置代号后置代号的含义是什么 6 滚动轴承的公差等级分几级 表示代号是什么 7 滚动轴承的游隙分几组 代号是什么 振动加速度值分几组 代号是什么 8 写出下列滚动轴承代号的具体含义 618 1 5NN303461840 P63NU10306300 2ZNNUP203E21304CC29230320022CCK331023022CCK W337220C120871900AC2219K7200B231871914C DB5110030210 P6X53200U81107 2009 11 13 51 冯幸国 第四节滚动轴承的技术条件 滚动轴承的制造质量 直接影响轴承的使用性能和寿命 因而 也直接影响主机的工作性能 寿命和各项技术经济指标 为了满足用户提出的各种使用要求及特殊性能要求 保证轴承制造的质量 需要制定滚动轴承的技术条件 用以指导轴承的加工 检验和验收 以及用户的使用 滚动轴承的技术条件是指滚动轴承的制造精度而言的 主要包括各种公差等级的尺寸精度和旋转精度 以及其它技术要求例如 硬度 游隙 旋转灵活性 振动和噪声 残磁 外观质量 标志和包装等 滚动轴承的技术条件在我国国家标准 行业 部 标准和行业内部标准及某些企业标准中均作了相应的规定 国家标准是由国家标准局审定颁布和管理 在全国范围内实行的技术标准 其代号是GB 读作国标 例如 GB T272 93是滚动轴承代号方法 机械行业标准是由机械工业部审定颁布和管理 在机械工业范围内实行的技术标准 其代号是JB 读作机标 例如 JB T2974 93是滚动轴承代号方法的补充规定 企业标准是各轴承厂技术标准部门制定的技术标准 例如 Q WY 技02 2005是我们公司 汽车离合器分离轴承及其单元技术条件 标准 4 1滚动轴承的公差等级 精度等级 轴承的公差等级不同 其技术条件的要求标准亦不一样 国内外滚动轴承公差等级代号对照见表4 1轴承的精度主要包括尺寸精度和旋转精度两个方面 2009 11 13 52 冯幸国 图4 1深沟球轴承主要外形尺寸及符号 2009 11 13 53 冯幸国 4 1 1滚动轴承的尺寸精度滚动轴承的尺寸精度由轴承的公差等级按轴承类型及其尺寸大小而规定的 它包括轴承套圈的内径尺寸偏差 外径尺寸偏差和宽度尺寸偏差 图4 1示出了深沟球轴承主要外形尺寸的符号 1 内径尺寸偏差符号及定义见图4 1图中的 d 轴承公称内径 ds 单一内径 指实际内孔表面和任一径向平面的交线相切的两条平行切线间的距离 ds 单一内径偏差 指单一内径与公称内径之差 ds ds d dm 平均内径 指单个套圈最大与最小单一内径的算术平均值 dm ds1max ds2min 2 式中 ds1max ds2min为不同径向平面内的最大与最小单一内径 dm 平均内径偏差 指平均内径与公称内径之差 dm dm d dmp 单一平面内平均内径 指在单一径向平面内最大与最小单一内径的算术平小平均值 dmp dsmax dsmin 2 式中 dsmax dsmin为同一径向平面内的最大与最单一内径 dmp 单一平面平均内径偏差 指单一平面平均内径与公称直径之差 dmp dmp d Vdp 椭圆 单一径向平面的内径变动量 指一个径向平面内最大与最小单一内径之差 Vdp dsmax dsmin Vdmp 锥度 平均内径变动量 指单个套圈最大与最小单一平面平均内径之差 Vdmp dmpmax dmpmindmpmax ds1max ds1min 2dmpmin ds2max ds2min 2式中 ds1max ds1min和ds2max ds2min分别为最大和最小单一径向平面内单一内径的最大值和最小值 2009 11 13 54 冯幸国 2 外径尺寸偏差符合及定义 见图4 1 D 轴承公称外径 Ds 单一外径 指任一径向平面与实际外径表面的交线相切的两条平行切线间的距离 Ds 单一外径偏差 指单一外径与公称外径之差 Ds Ds D Dm 平均外径 指单个套圈最大与最小单一外径的算术平均值 Dm Ds1max Ds2min 2式中 Ds1max Ds2min为不同径向平面内最大与最小单一外径 Dm 平均外径偏差 指平均外径与公称外径之差 Dm Dm D Dmp 单一平面平均外径 指在单一径向平面内最大与最小单一外径的算术平均值 Dmp Dsmax Dsmin 2式中 Dsmax Dsmin为同一径向平面内最大与最小单一外径 Dmp 单一平面平均外径偏差 指单一平面平均外径与公称外径之差 Dmp Dmp D VDp 椭圆 单一径向平面内的外径变动量 指在单一径向平面内最大与最小单一外径之差 VDp Dsmax DsminVDmp 锥度 平均外径变动量 指单个套圈的最大与最小单一平面平均外径之差 VDmp Dmpmax Dmpmin其中 Dmpmax Ds1max Ds1min 2Dmpmin Ds2max Ds2min 2式中Ds1max Ds1min Ds2max Ds2min分别为最大和最小单一径向平面内单一外径的最大值和最小值 2009 11 13 55 冯幸国 3 宽度尺寸偏差符号及定义 见图4 1 B 内圈公称宽度 指内圈两理论端面间的距离 Bs 内圈单一宽度 指内圈两实际端面与基准端面切平面的垂直线的交点间的距离 Bs 内圈单一宽度偏差 指内圈单一宽度与公称宽度之差 Bs Bs BVBs 内圈宽度变动量 指单个套圈最大与最小宽度之差 VBs Bsmax BsminC 外圈公称宽度 Cs 外圈单一宽度 指外圈两实际端面与基准端面切平面的垂直线的交点间的距离 Cs 外圈单一宽度偏差 Cs Cs CVcs 外圈宽度变动量 Vcs Csmax Csmin 4 1 2滚动轴承的旋转精度滚动轴承的旋转精度是指 1 成套轴承内圈和外圈的径向跳动 2 成套轴承内圈和外圈端面对滚道的跳动 3 内圈基准端面对内径的跳动 4 外表面母线对基准端面倾斜度的变动量 1 轴承的径向跳动符号及定义 2009 11 13 56 冯幸国 Kia 成套轴承内圈的径向跳动 指内圈在不同的角位置时 内径表面与相对外圈一固定点间的最大与最小径向距离之差 Kea 成套轴承外圈的径向跳动 指外圈在不同的角位置时 外径表面与相对内圈一固定点间的最大与最小径向距离之差 2 轴承端面对滚道的跳动 轴向跳动 符号定义Sia 成套轴承内圈端面对滚道的跳动 指内圈在不同的角位置时 在距内圈轴心线径向距离等于内圈滚道接触直径之半处 内圈基准端面与相对外圈一固定点间最大与最小轴向距离之差 如图4 2所示 Sea 成套轴承外圈端面对滚道的跳动 指外圈在不同的角位置时 在距外圈轴心线径向距离等于外圈滚道接触直径之半处 外圈基准端面与相对内圈一固定点间最大与最小轴向距离之差 如图4 3所示 图4 2Sia示意图 图4 3Sea示意图 2009 11 13 57 冯幸国 3 轴承内圈基准端面对内径的跳动符号及定义 Sd 内圈基准端面对内径的跳动 指在距离内圈轴心线的径向距离等于其滚道接触直径之半处 垂直于套圈轴心线的平面与套圈基准端面间的最大与最小轴向距离之差 如图4 4所示 2009 11 13 58 冯幸国 4 轴承外表面母线对基准端面的倾斜度的变动量符号及定义 SD 外表面母线对基准端面倾斜度的变动量 指在与外圈基准端面的切平面平行的径向平面内 外径表面 除去两端面最大轴向倒角尺寸 的极限长度内 其同一母线上各点相对位置的总变动量 如图4 5所示 2009 11 13 59 冯幸国 备注图片 2009 11 13 60 冯幸国 备注图片 2009 11 13 61 冯幸国 4 2滚动轴承的游隙4 2 1滚动轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙 径向游隙 在无载荷时 当一个套圈固定不动 另一个套圈相对于固定套圈沿径向由一个极端位置到另一个极端位置的移动量 图4 6a轴向游隙 在无载荷时 当一个套圈固定不动 另一个套圈相对于固定套圈沿轴向由一个极端位置到另一个极端位置的移动量 图4 6b轴承游隙又有原始游隙 安装游隙和工作游隙之分 原始游隙 轴承未安装前的游隙 表4 2列出了我国国家标准中所规定的深沟球轴承径向游隙 安装游隙 轴承安装后的游隙 由于过盈配合的关系 安装游隙小于原始游隙 工作游隙 在实际运转条件下的游隙 由于轴承在工作时因内 外套圈温度差使安装游隙减少 而工作载荷的作用使滚动体与套圈产生弹性变形又使游隙增大 使用经验表面 在一般情况下 工作游隙总是大于安装游隙 为获得满意的工作性能 最重要的是选择适宜的工作游隙 图4 6a 图4 6b 2009 11 13 62 冯幸国 轴承游隙通常分为 2组 0组 4组 5组 分别表示为C2 C3 C4 C5 0组为基本组 代号中不于表示 C2组的游隙小于基本组 其他组的游隙都大于基本组 单位 微米 2009 11 13 63 冯幸国 4 2 2滚动轴承游隙的选择1 游隙的选择游隙是决定轴承能否正常工作的一个重要因素 选择适宜的轴承游隙 可以使载荷在滚动体之间分布合理 能限制轴 或外壳 的轴向和径向位移以保证轴的旋转精度 使轴承在要求的温度下能正常工作 可减少轴承工作时的振动和噪声等 由此可见 轴承游隙对轴承寿命 温升 振动和噪声有很大的影响 因此 为保证轴承正常工作 必须根据使用条件 选择适宜的轴承游隙 在选择轴承游隙时 除应考虑轴承的工作条件 如载荷 转速 温度等 和对轴承使用要求 如摩擦力矩 振动和噪声 旋转精度等 之外 还应考虑下列几点 1 过盈配合安装时 内圈的膨胀和外圈的收缩导致游隙的减小 2 在运转温度下 轴承内 外圈的温度差及其相关件的热膨胀导致游隙的变化 3 轴和外壳的制造材料因膨胀系数不同导致游隙减小或增大 使用经验表明 对于球轴承最适宜的工作游隙近似为零 对于滚子轴承最适宜的工作状况应保持少量的工作游隙 在要求支承刚性良好的部件中 例如机床主轴 也可有一定数值的预紧 因少量预载荷对轴承没有损伤性的影响 0组游隙适用于正常工作条件及推荐的配合情况 在此正常工作条件下 选用0组游隙 轴承可得到较为适宜的工作游隙 因此 在选用轴承游隙时应优先选用0组 0组游隙不能满足要求时 则应考虑选用其它游隙 3 4 5组游隙适用于轴承与轴和外壳采用过盈配合 轴承内圈与外圈温度较大 深沟球轴承需要受较大轴向载荷或需改善调心性能 要求提高极限转速以及降低轴承摩擦力矩等场合 1 2组游隙适用于要求较高的旋转精度 需严格控制轴 或外壳 的轴向位移以及需减少振动和噪声等场合 2 游隙的调整一般向心轴承的游隙是不能调整的 但对于有圆锥孔的轴承 如NN3000K型 NNU4900K型 在安装时改变轴承内圈配合的松紧度 能对其游隙进行调整 圆锥滚子轴承在安装时 可通过调整其轴向预负荷来对其游隙进行调整 2009 11 13 64 冯幸国 4 2 3径向游隙和轴向游隙的关系各类滚动轴承的径 轴向游隙之间存在着对应关系 图4 7 4 8 4 9分别表示了深沟球轴承 调心球轴承以及圆锥滚子轴承径 轴向游隙对应示意图 其具体表达式示如下 2009 11 13 65 冯幸国 1 深沟球轴承 0 4式中 轴向游隙 r 径向游隙Dw 钢球直径2 调心球和调心滚子轴承 近似表达式 1 5 r e 3 圆锥滚子轴承 0 75 r e 式中e系数取决于轴承接触角 e 1 5tg 各型号轴承e值可由滚动轴承样本或机械设计手册中查得 由径 轴向游隙对应关系可看出 当径向游隙增大时 轴向游隙也随之增大 反之亦然 在测量轴承游隙时 可根据现行标准和测量繁易程度以及测量值的稳定性等因素 选测其中一种 对于向心轴承 通常测量径向游隙 但对于某些类型轴承 例如成对安装角接触球轴承 成对安装圆锥滚子轴承 双列角接触球轴承 四点接触球轴承等 其轴向游隙更为重要 4 3滚动轴承的振动和噪声振动 指滚动轴承及其零件几何中心瞬时位置偏离理想位置的运动 噪音 指滚动轴承在旋转时所发生的异常响声 滚动轴承的振动和噪声主要来源于轴承结构本身和轴承制造两个方面的原因 结构方面 例如滚动体通过负荷作用线引起的轴心位置变化而产生的振动 制造方面 例如滚动体与内 外套圈滚道表面几何形状误差等 其中波纹度的影响最大 其次是不圆度和表面粗糙度 在滚动体和内 外套圈三个零件中 又以滚动体表面的几何形状误差对轴承振动和噪声影响最大 此外 轴承的运转条件 如负荷 转速 润滑和工作游隙等都带来不同程度的影响 由于污物的侵入或者轴承表面有缺陷 如剥落凹坑 也会引起轴承的异常振动和噪声 2009 11 13 66 冯幸国 轴承的振动和噪声直接影响着主机的性能参数 因此 轴承振动噪声值是轴承 特别是中 小型轴承及微型轴承考核质量的主要指标之一 轴承振动噪声的检验 目前大多根据耳听和手感来判断 但对于振动噪声有较严格要求的轴承 如电机轴承等 则要求在轴承振动和噪声测量仪器上进行测试 滚动轴承振动可以分别以振动的加速度值和振动速度值来评定 振动加速度值采用分贝 dB 为单位 用字母 Z 表示 Z1 Z2 Z3 Z4组 具体分贝值用加速度型振动仪 SO910 测量 轴承振动速度值 采用um s为单位 用字母 V 表示 V1 V2 V3 V4组 具体值用速度型振动仪 BVT 测量 滚动轴承噪声是以在一定转速和轴向负荷下 离轴承一定距离处一点的声压级差的测量值来衡量的 也用分贝 dB 作为单位 滚动轴承允许的振动 加速度或速度 值和噪声值应符合滚动轴承标准中有关技术条件的规定 4 4滚动轴承的其它技术条件滚动轴承除外形尺寸公差 旋转精度以及游隙 振动和噪声的要求外 还有下述一些主要技术条件 它们是 2009 11 13 67 冯幸国 硬度 指材料抵抗异物压入的能力 轴承工业中常用布氏 洛氏 HRA HRB HRC 维氏和肖氏等硬度计检查硬度 对未淬火的工件 可用布氏硬度计 HBS 和洛氏硬度计的HRB来检查 旋转灵活性 指滚动轴承在转动时轻快 灵活的程度 残磁 滚动轴承及其零件经退磁后仍残留的磁性 表面粗糙度 是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征 即表面微观的不平度 裂纹 指金属或金属零件在应力作用下 当此应力超过金属的极限强度时 其内部或表面便发生断裂或局部断裂现象 这种断列的宏观缺陷便叫裂纹 烧伤 滚动轴承零件在加工或运转时 由于工作表面瞬时高温而冷却不及时或不充分时所引起表面二次淬火 退火和高温回火现象 称烧伤 它常使工件表面硬度降低或产生龟裂 锈蚀 金属表面与外界介质产生化学反应或由于电化学作用发生氧化而引起的破坏 在轴承中常见的锈蚀有 片状黄锈 蜂窝状孔锈 指纹锈 黄印锈 黑印锈 黑点锈以及碰划伤后产生的黑锈等 麻点 钢材轧制时产生的氧化铁皮脱落而遗留下的凹坑或因腐蚀而产生的小黑点 1 轴承的硬度轴承的硬度是轴承材料性能与热加工质量的综合反映 也是影响轴承使用寿命的重要因素之一 因此 轴承的硬度是轴承的一项主要质量指标 轴承套圈和滚动体用滚动轴承钢GCr15制造时 套圈和滚子的硬度应为HRC61 65 钢球的硬度应为HRC62 66 用GCrl5SiMn钢制造时 套圈和滚子的硬度应为HRC60 64 钢球的硬度为HRC60 66 用其它牌号的材料制造轴承套圈和滚动体时 其硬度由制造厂与订户另行协商规定 各类轴承保持架用材料及硬度应符合轴承制造厂的标准规定 2009 11 13 68 冯幸国 2 轴承的旋转灵活性滚动轴承的运转应平稳 轻快灵活 无阻滞现象 但有时 由于套圈和滚动体的接触不良 保持架夹持滚动体 以及轴承中有污物等原因造成轴承旋转不灵活 这样的轴承使用中增大了滑动摩擦 使温度上升 降低了轴承使用寿命 轴承的旋转灵活性在轴承轴线处于铅垂位置检查 调心轴承应处于水平位置 检查时内圈固定 外圈旋转 一般轴承用手旋转来检查灵活性 手感 对旋转灵活性有特殊要求的轴承 需检查轴承的摩擦力矩 3 轴承的残磁滚动轴承的套圈在制造过程中 由于电磁无心夹具和平面磨削中的电磁吸盘以及轴承装配中电铆保持架时产生的磁场等都会使轴承充磁 虽经退磁 往往也还会有一定的残磁 存在残磁的轴承 在清洗残留在轴承中的金属末时 很难洗净 在使用过程中还会将一些钢末吸附在轴承的工作表面上 加速轴承磨损 从而降低轴承的使用寿命 轴承的残磁强度应符合滚动轴承JB T6641 1993的规定 磁感应强度可以在残磁仪上测得 若没有残磁测量仪 则残磁用较