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轴承基础知识 滚动轴承的四大件 序号部件代号1外圈012内圈023滚动体044保持架07 46 外圈 内圈 滚动体 保持架 第一章滚动轴承的一般概念和分类 1 滚动轴承的组成 07 46 无外圈轴承 无内圈轴承 既无外圈也无内圈 带油脂密封轴承 外圈带止动环轴承 第一章滚动轴承的一般概念和分类 1 滚动轴承的组成 续 为了适用于某些特殊的使用要求 有的轴承会增加或减少一些零件 内圈通常与轴是紧配合 并与轴一起旋转 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 第一章滚动轴承的一般概念和分类 2 滚动轴承四大件的功能 圆锥滚子 球面滚子 对称形 滚针 圆柱滚子 滚珠 钢球 球面滚子 非对称形 第一章滚动轴承的一般概念和分类 3 滚动体的类型 滚子形状 大小 数量对轴承载荷和性能的影响 第一章滚动轴承的一般概念和分类 4 保持架的类型 非金属保持架 黑色金属保持架 有色金属保持架 黄铜 青铜 铝合金 低碳钢 不锈钢 胶木 塑料 尼龙66 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 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 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 按照轴承所承受的载荷方向分类 1 向心轴承 2 推力轴承 向心轴承包括径向接触轴承和向心角接触轴承 径向接触轴承 公称接触角为0 主要用于承受径向载荷 也能在承受径向载荷的同时 承受不大的轴向载荷 向心角接触轴承 公称接触角大于0 到45 的向心轴承 能承受轴向和径向的联合载荷 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 深沟球圆柱滚子角接触圆锥滚子球面滚子径向接触轴承向心角接触轴承 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 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 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 但小于90 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 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 推力球圆柱滚子角接触圆锥滚子轴向接触轴承推力角接触轴承 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 按照滚动体的类型滚动轴承可分为 1 球轴承 2 滚子轴承 从形状上看 滚针和滚柱区别的标准有两种 第一就是比例2 5为分界点 第二种标准是以比例4为标准 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 圆柱轴承与滚针轴承的区分原则 从受力的角度来讲 滚针完全不承受轴向力 滚针的端面是不磨的 如果和挡肩接触 则摩擦非常大 而滚柱 如果滚道带挡肩的话是可以承受一定轴向力的 当然不能太大 原则是不超过径向力的1 10 从应用上看 滚针主要应用于空间受限制的场合 所以汽车 摩托车 纺机上应用广泛 而且滚针的内圈是选配的 说白了就是如果轴的硬度 粗糙度等符合要求的 可以不配内圈 空间本来就有限 但是如果轴的加工程度比较低 或者比较软 则需要另配内圈作为滚道 而滚柱常用于支撑轴的浮动端 以吸收轴的膨胀量 扎机上四列滚柱用的较多 主要是滚柱承载力非常大 第一章滚动轴承的一般概念和分类 5 滚动轴承的分类 续 根据滚动轴承外形尺寸大小的分类原则 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 第一章滚动轴承的一般概念和分类 6 滚动轴承的特点 摩擦系数小 能耗少 机械效率高 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 轴向结构紧凑 使机器的轴向尺寸大为减少 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 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 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 第二章滚动轴承的代号 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 前置代号 第二章滚动轴承的代号 0 双列角接触轴承 1 调心球轴承 2 调心滚子轴承和推力调心滚子轴承 3 圆锥滚子轴承 4 双列深沟球轴承 5 推力球轴承 6 深沟球轴承 7 角接触球轴承 8 推力圆柱滚子轴承 N 圆柱滚子轴承 U 外球面球轴承 QJ 四点接触球轴承 基本代号由轴承类型代号 尺寸系列代号和内径代号三部分自左至右顺序排列组成 1 类型代号 基本代号 第二章滚动轴承的代号 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 左右排列组成 它反映了同种轴承在内圈孔径相同时内 外圈的宽度 厚度的不同及滚动体大小不同 显然 尺寸系列代号不同的轴承其外廓尺寸不同 承载能力也不同 尺寸系列代号有时可以省略 除圆锥滚子轴承外 其余各类轴承宽度系列代号 0 均省略 深沟球轴承和角接触球轴承的10尺寸系列代号中的 1 可以省略 双列深沟球轴承的宽度系列代号 2 可以省略 2 尺寸系列代号 基本代号 续 第二章滚动轴承的代号 内径代号 第二章滚动轴承的代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 1 内部结构代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 2 密封件 防尘盖与外部形状变化代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 3 保持架结构 材料的代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 4 公差等级代号 表示圆锥滚子轴承 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 后置代号 第二章滚动轴承的代号 轴承代号示例 第二章滚动轴承的代号 第三章滚动轴承的性能 1 深沟球轴承 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 主要承受径向载荷 也可承受一定的轴向载荷 当增大轴承的径向游隙时 具有角接触球轴承的功能 可承受较大的轴向载菏 但不能单独承受轴向负荷 与同尺寸其它类型轴承相比 此类轴承磨擦系数小 极限转速高 其产量占轴承总产量的60 70 是产量最高 使用最广 价格最低廉的一类轴承 第三章滚动轴承的性能 2 调心球轴承 调心球轴承有两列钢球 内圈有两条滚道 外圈为内球面形 具有自动调心的性能 可以自动补偿由于轴的挠曲形变产生的同轴度误差 适用于支承座孔不能保证严格同轴度的部件中 第三章滚动轴承的性能 3 调心滚子轴承 调心滚子轴承具有两列滚子 主要用于承受径向载荷 同时也能承受任一方向的轴向载荷 有较高的径向承载能力 特别适用于重载或振动载荷下工作 但不能承受纯轴向的载荷 调心性能良好 能补偿同轴度的误差 第三章滚动轴承的性能 4 圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承主要用于承受径向载荷为主的径向与轴向联合载荷 而大锥角的圆锥滚子轴承可以用于承受以轴向载荷为主的径向 轴向联合载荷 单列圆锥滚子轴承必须成对使用 因为圆锥滚子轴承在承受径向负荷时有轴向力产生 为抵消这种额外的附加负荷必须由相对的另一套轴承承受 相互抵消轴向分力的影响 圆锥滚子轴承为可分离型轴承 其内圈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 第三章滚动轴承的性能 5 圆柱滚子轴承 圆柱滚子的滚子通常由一个套圈的两个挡边引导 保持架 滚子和引导套圈组成一个组合件 可与另一个轴承套圈分离 属于可分离型轴承 此种轴承安装 拆卸比较方便 尤其当要求内 外圈与轴 壳体都是过盈配合时更显其优点 此类轴承一般只用于承受径向负荷 只有当内 外圈均带挡边的单列轴承可承受较小的定向轴向载荷 与外形尺寸相同的深沟球轴承相比 该轴承具有较大的径向承载能力 第三章滚动轴承的性能 6 滚针轴承 滚针轴承装有细长而长的滚子 因此径向结构紧凑 其内径尺和承载能力与其它轴承类型相同时 外径很小 特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构 根据使用场合的不同 可选用无内圈的轴承或滚针与保持架的组件 此时和轴承相配的轴颈表面和外壳孔表面直接作为轴承的内 外滚道表面 为保证承载能力和运转性能与套圈轴承相同 轴或外壳孔滚动表面的硬度 加工精度和表面质量应与轴承套圈的滚道相仿 第三章滚动轴承的性能 7 角接触球轴承 角接触球轴承钢球和外圈滚道接触点承载作用线和轴承径向平面之间存大一事实上的角度 这个角度就是公称接触度 角接触球轴承的极限转速高 可以同时承受径向和轴承载荷 也可以承受纯轴向载荷 其轴向承载能力由接触角大小决定 单列角接触轴承只能承受一个方向的轴向负载 在承受径向力时 将引起附加轴向力 并且只能限制轴或外壳在一个方向上的轴向位移 第三章滚动轴承的性能 8 推力球轴承 推力球轴承是分离型轴承 接触角为90 只能承受轴向负载 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 汽车离合器 千斤顶 阀门 钻探机转盘 第三章滚动轴承的性能 9 推力滚子轴承 推力滚子轴承包括推力圆锥滚子 推力调心滚子轴承 推力圆柱滚子轴承和推力滚针轴承 第三章滚动轴承的性能 10 组合轴承 组合轴承是有两种或两种以上的滚动体 用来承受径向和轴向负荷或起轴向限位作用的轴承 第四章滚动轴承的游隙 1 滚动轴承游隙的定义 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 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 第四章滚动轴承的游隙 1 滚动轴承游隙的定义 续 径向游隙 轴向游隙 第四章滚动轴承的游隙 1 滚动轴承游隙的定义 续 轴承游隙又分为原始游 安装游隙和工作游隙 原始游隙 轴承未安装前的游隙 安装游隙 轴承安装后的游隙 由于过盈配合的关系 安装游隙要小于原始游 工作游隙 轴承在实际运转条件下的游隙 当工作游隙为微负值时 轴承的疲劳寿命最长但随着负游隙的增大疲劳寿命同显著下降 因此 选择轴承的游隙时 一般使工作游隙为零或略为正为宜 第四章滚动轴承的游隙 1 滚动轴承游隙的定义 续 1 原始游隙 2 安装游隙 3 工作游隙 第四章滚动轴承的游隙 1 滚动轴承游隙的定义 续 轴承的游隙对轴承的载荷分布 振动 噪声 摩擦 使用寿命和机械的运动精度等有很大的影响 由于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合理分布 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 为保证轴承的正常工作 必须根据使用条件 选择适宜的轴承游隙 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 也可以有一定数值的预紧 因少量的预载荷对轴承没有损伤性的影响 第五章滚动轴承的材料 1 滚动轴承材料的性能要求 具有较高的接触疲劳强度 良好的耐磨性 有较高的弹性极限 有适宜的硬度 有一定的韧性 有良好的尺寸稳定性 有一定的防锈性能 有良好的工艺性能 第五章滚动轴承的材料 2 滚动轴承钢冶炼质量的一般要求 滚动轴承钢的冶炼质量 如钢的纯洁度 组织和均匀性等均比一般工业用钢要求高 一般轴承用钢主要是铬轴承钢 含碳1 左右 0 95 1 05 加入铬1 5 左右 1 3 1 65 并含有少量的锰 硅的共析钢 铬可以改善轴承钢的热处理性能 提高淬透性 组织均匀性 回火稳定性 热处理后 使钢获得较高而均匀的硬度以及提高耐磨性和获得均匀组织 铬还可以提高钢的防锈性能和磨削性能 但当铬含量超过1 65 时 钢的热处理性能会明会下降 因此 铬含量一般控制在1 65 以下 第五章滚动轴承的材料 3 常用滚动轴承钢的种类 高碳铬轴承钢 如GCr15和GCr15SiMn 渗碳轴承钢 经渗碳后 表面硬度高 心部韧性好 耐腐蚀轴承钢 如常说的不锈钢轴承 高温轴承钢 可在大于250 环境中正常工作 淬透性后者优于前者 第七章滚动轴承的使用 滚动轴承在安装 配合 润滑 密封和维护保养正常的情况下 绝大多数轴承因疲劳剥落而破坏 或因摩擦磨损使轴承精度丧失而不能继续使用 疲劳