軸承基礎(chǔ)知識

1、軸承基礎(chǔ)知識軸承基礎(chǔ)知識軸承是什么？軸承是什么？ 軸承軸承并非是一種通常意義上的簡單機械并非是一種通常意義上的簡單機械零部件，而是一種包含了豐富技術(shù)內(nèi)涵的機零部件，而是一種包含了豐富技術(shù)內(nèi)涵的機械產(chǎn)品載體。械產(chǎn)品載體。 軸承軸承工業(yè)作為機械基礎(chǔ)工業(yè)，其技術(shù)水工業(yè)作為機械基礎(chǔ)工業(yè)，其技術(shù)水平高低，對一個國家的工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平具平高低，對一個國家的工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平具有一定的代表意義。有一定的代表意義。 中國已經(jīng)成為繼西歐、日本、美國之后中國已經(jīng)成為繼西歐、日本、美國之后的世界軸承生產(chǎn)第四大國，但軸承的整體技的世界軸承生產(chǎn)第四大國，但軸承的整體技術(shù)、生產(chǎn)水平卻存在相當大的差距。術(shù)、生產(chǎn)水平卻存在相當

2、大的差距。軸承是用來做什么？軸承是用來做什么？l減少摩擦減少摩擦l承受載荷承受載荷l為運動部件導向為運動部件導向 滑動軸承與滾動軸承滑動軸承與滾動軸承滑動軸承：滑動軸承：滑動摩擦滑動摩擦滾動軸承：滾動軸承：滾動摩擦滾動摩擦球面滑動軸承球面滑動軸承桿端關(guān)節(jié)軸承桿端關(guān)節(jié)軸承復合干式滑動軸承復合干式滑動軸承FW軸套軸套 深溝球深溝球 軸承軸承球軸承球軸承滾滾 柱柱 軸軸 承承+角接觸角接觸球軸承球軸承自動調(diào)心自動調(diào)心球軸承球軸承圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承滾針滾針軸承軸承球面滾球面滾子軸承子軸承CARBCARB軸承軸承推力調(diào)推力調(diào)心滾子心滾子軸承軸承1 值是多少值是多少?人的人的

3、頭發(fā)頭發(fā)0,06 mm標準標準高精密高精密軸承軸承精密精密軸承軸承普通普通軸承軸承P6P5SPP4AUPPA9APA9B公差級別公差級別0/-15 m0/-12 m0/-9 m0/-7 m0/-2,5 m1mm1000 m滾動軸承的組成部分滾動軸承的組成部分密封件密封件滾動件滾動件內(nèi)圈內(nèi)圈外圈外圈保持架保持架密封件密封件軸軸 承承 術(shù)術(shù) 語語滾動軸承常用的材料滾動軸承常用的材料軸承圈與滾動件淬透軸承鋼淬透軸承鋼高碳鉻鋼高碳鉻鋼, ,含大約含大約1%1%碳和碳和1,5%1,5%鉻鉻表面硬化軸承鋼表面硬化軸承鋼鉻鎳合金鋼和錳鉻合金鋼鉻鎳合金鋼和錳鉻合金鋼含大約含大約0,15%0,15%的碳的碳熱處

4、理熱處理優(yōu)點優(yōu)點貝氏體硬化貝氏體硬化結(jié)構(gòu)堅固結(jié)構(gòu)堅固尺寸自動穩(wěn)定尺寸自動穩(wěn)定殘余表面壓縮應(yīng)力殘余表面壓縮應(yīng)力表面硬化表面硬化 表面硬度高表面硬度高,基體軟基體軟,耐裂穿耐裂穿殘余的表面壓縮應(yīng)力最高殘余的表面壓縮應(yīng)力最高馬氏體硬化馬氏體硬化 成本低成本低可用于減小變形可用于減小變形缺點缺點貝氏體硬化貝氏體硬化比馬氏體稍貴比馬氏體稍貴硬度級別較低硬度級別較低 表面硬化表面硬化 消耗的時間較長及加工成本較消耗的時間較長及加工成本較高高馬氏體硬化馬氏體硬化 表面裂紋蔓延的可能性最大表面裂紋蔓延的可能性最大不同熱處理的效果不同熱處理的效果馬氏體硬化材料馬氏體硬化材料(淬透淬透)貝氏體硬化材料貝氏體硬化材

5、料(淬透淬透)拉應(yīng)力拉應(yīng)力 50 100 MPa壓應(yīng)力壓應(yīng)力 50 100 MPa壓應(yīng)力壓應(yīng)力 200 400 MPa60 HRC60 HRC59 HRC35 HRC59 HRC58 HRC: 拉應(yīng)力拉應(yīng)力: 壓應(yīng)力壓應(yīng)力表面?；牧媳砻婀；牧铣叽绶€(wěn)定性尺寸穩(wěn)定性隨著直徑而變化隨著直徑而變化 (m/100 mm) (m/100 mm) 在在 200 200 C (392 C (392 F)F) 下保溫下保溫Hours馬氏體馬氏體貝氏體貝氏體球面滾柱球面滾柱(不對稱型不對稱型)錐形滾子錐形滾子球面滾柱球面滾柱(對稱型對稱型)針形滾子針形滾子圓柱滾子圓柱滾子滾珠滾珠球、滾柱與滾道的接觸形式球、滾

6、柱與滾道的接觸形式負荷承載能力負荷承載能力相對極限速度之比較相對極限速度之比較保持架的功能保持架的功能 使?jié)L動體相互之間保持合適的距離，防止相臨滾使?jié)L動體相互之間保持合適的距離，防止相臨滾動體直接接觸，以將摩擦和因此而產(chǎn)生的熱保持在動體直接接觸，以將摩擦和因此而產(chǎn)生的熱保持在最低水平最低水平 使?jié)L動體均勻分布在整個軸承內(nèi)，使負荷能更均使?jié)L動體均勻分布在整個軸承內(nèi)，使負荷能更均勻的分布和減低噪聲勻的分布和減低噪聲 在無載區(qū)引導滾動體，以改善軸承中的滾動條件在無載區(qū)引導滾動體，以改善軸承中的滾動條件和防止有損壞性的滑動和防止有損壞性的滑動 對于分離型的軸承，在安裝或拆卸其中一個軸承對于分離型的軸承

7、，在安裝或拆卸其中一個軸承套圈時，可以把滾動體保持在一體，不至于散落套圈時，可以把滾動體保持在一體，不至于散落保持架常見材料保持架常見材料聚酰胺保持架聚酰胺保持架玻璃纖維增強尼龍保持架玻璃纖維增強尼龍保持架鋼制保持架鋼制保持架黃銅保持架黃銅保持架聚酰胺保持架聚酰胺保持架+重量輕重量輕+彈性好彈性好+滑動性能好滑動性能好+邊緣潤滑性能好邊緣潤滑性能好工作溫度工作溫度 高承載能力高承載能力接觸角通常為接觸角通常為35 保持架保持架 探索者設(shè)計探索者設(shè)計(160mm) 帶定位槽的探索者設(shè)計帶定位槽的探索者設(shè)計實施實施02 (03) - 4015 - 200 mm內(nèi)徑型號內(nèi)徑型號 內(nèi)徑尺寸內(nèi)徑尺寸QJ

8、2. and QJ3.主要系列主要系列機削銅或外圈引導 (MA)PEEKOR guided(PHAS)(no picture)應(yīng)用舉例：螺桿式壓縮機應(yīng)用舉例：螺桿式壓縮機自調(diào)心球軸承自調(diào)心球軸承徑向力承載能力徑向力承載能力 軸向力承載能力軸向力承載能力 速度極限速度極限 不同心的適應(yīng)性不同心的適應(yīng)性圓錐型內(nèi)孔：后綴圓錐型內(nèi)孔：后綴K K（1 1：1212）圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承的構(gòu)成圓柱滾子軸承的構(gòu)成圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承l(wèi)滾子數(shù)量較多滾子數(shù)量較多, ,尺寸較大尺寸較大。l對數(shù)接觸輪廓加良好的表面對數(shù)接觸輪廓加良好的表面 光潔度光潔度。l滾子端面滾子端面/ /凸緣接觸面幾何凸緣

9、接觸面幾何 形狀得到了改進形狀得到了改進。l三種不同的保持架三種不同的保持架: : 鋼、聚酰胺、黃銅鋼、聚酰胺、黃銅。NUNJNUPNNJ+HJNU+HJ圓柱滾子軸承標準系列圓柱滾子軸承標準系列NU 10XX、NU 2XX、NU 22XX、NU 23XX、NU 3XX、NU 4XX （內(nèi)圈雙向脫落）（內(nèi)圈雙向脫落）N 10XX、 N 2XX、 N 22XX、 N 23XX、 N 3XX、 N 4XX （外圈雙向脫落）（外圈雙向脫落）NJ 10XX、NJ 2XX、NJ22XX、NJ 23XX、NJ 3XX、NJ 4XX （內(nèi)圈單側(cè)脫落）（內(nèi)圈單側(cè)脫落）NF 10XX、NF 2XX、NF 22XX

10、、NF 23XX、NF 3XX、NF 4XX （外圈單側(cè)脫落）（外圈單側(cè)脫落）NUP 2XX、NUP 22XX、NUP 23XX、NUP 3XX、 NUP 4XX （內(nèi)外均有擋邊）（內(nèi)外均有擋邊）球面滾子軸承球面滾子軸承球面滾子軸承球面滾子軸承l(wèi)由于滾柱為對稱型由于滾柱為對稱型,所以在任所以在任 何條件下均能達到最佳壽命何條件下均能達到最佳壽命l l采用浮動式導環(huán)采用浮動式導環(huán),使摩擦減到使摩擦減到 最小最小,有助于確保運行可靠有助于確保運行可靠l l窗式鋼窗式鋼、銅制保持架強度高銅制保持架強度高 , 耐高溫耐高溫后綴后綴 K后綴后綴 K30錐度 1:12錐度 1:30球面滾子軸承錐形內(nèi)孔球面

11、滾子軸承錐形內(nèi)孔帶圓錐孔軸承的安裝帶圓錐孔軸承的安裝 帶圓錐孔軸承始終以過盈配合安裝。 縮小徑向內(nèi)部游隙或內(nèi)圈在圓錐座上的軸向偏移被用作調(diào)整過盈配合程度的手段。安裝帶圓錐孔球面滾子軸承的合適方法：安裝帶圓錐孔球面滾子軸承的合適方法：測量游隙的縮小；測量游隙的縮??； 測量鎖定螺母的緊固角度；測量鎖定螺母的緊固角度； 測量軸向驅(qū)動；測量軸向驅(qū)動； 測量內(nèi)圈膨脹。測量內(nèi)圈膨脹。 安裝帶圓錐孔軸承安裝帶圓錐孔軸承 - - 測量鎖定螺母的緊固角度測量鎖定螺母的緊固角度 孔徑最大為100毫米的小型軸承可通過測量鎖定螺母的緊固角度正確安裝。安裝角度可以通過查表獲得。安裝帶圓錐孔軸承安裝帶圓錐孔軸承 - -

12、測量游隙的縮小測量游隙的縮小在安裝前后用塞尺測量徑向內(nèi)部游隙的方法適用于中型和大型軸承。 游隙應(yīng)始終在外圈和無載荷滾子之間測量。 測量前，轉(zhuǎn)動內(nèi)圈或外圈幾次。 必須注意的是，軸承圈和滾子總體應(yīng)彼此同心排列。 安裝帶圓錐孔軸承安裝帶圓錐孔軸承 - - 測量軸向驅(qū)動法測量軸向驅(qū)動法安裝帶圓錐孔軸承安裝帶圓錐孔軸承 - - 測量內(nèi)圈膨脹測量內(nèi)圈膨脹測量內(nèi)圈膨脹使帶圓錐孔、大尺寸的球面滾子軸承的安裝變得簡單、快速而精確，不需要在安裝前后測量徑向內(nèi)部游隙。傳感器安裝法使用一個裝在軸承內(nèi)圈上的傳感器和專用便攜式指示器 。環(huán)形槽和潤滑孔環(huán)形槽和潤滑孔 為了方便有效的軸承潤滑，SKF球面滾子軸承在外圈上有一個

13、環(huán)形槽和三個潤滑孔，指定后綴為W33，或在外圈上有三個潤滑孔，型號后綴為W20。 作為標準裝置，E設(shè)計球面滾子軸承有一個環(huán)形槽和三個潤滑孔，所以型號后綴W33在軸承型號中省略。振動應(yīng)用的球面滾子軸承振動應(yīng)用的球面滾子軸承 振動應(yīng)用，如振動篩或激震器，引起軸承中滾子和保持架的加速。 這對軸承設(shè)計提出了額外要求。 用于振動應(yīng)用的SKF球面滾子軸承可承受比相應(yīng)的標準軸承高得多的加速。 用于振動應(yīng)用的SKF球面滾子軸承同223系列軸承的尺寸和性能相同，但標準供應(yīng)的徑向內(nèi)部游隙為C4。這些軸承可帶圓柱孔或圓錐孔供貨。 為了方便有效的軸承潤滑，所有軸承都在外圈上提供一個環(huán)形槽和三個潤滑孔。 帶密封球面滾子

14、軸承帶密封球面滾子軸承在小型軸承中，密封件壓入凹槽在大型軸承中，密封件使用扣環(huán)定位帶密封球面滾子軸承的安裝帶密封球面滾子軸承的安裝 為了防止同密封件之間的干擾，如要使用鎖定螺母將軸承軸向固定在軸上，SKF建議使用KMFE鎖定螺母或在軸承和螺母之間加過渡圈。圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承單列圓錐滾子軸承標準系列單列圓錐滾子軸承標準系列323XX、313XX、303XX、332XX、322XX、302XX、331XX、330XX、320XX、329XX 圓錐滾子軸承構(gòu)成圓錐滾子軸承構(gòu)成幾何結(jié)構(gòu)幾何結(jié)構(gòu)承載能力承載能力圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承SKF SKF 優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計l對數(shù)接觸輪廓加良好的表對數(shù)接觸

15、輪廓加良好的表 面光潔度面光潔度,提高了使用壽命提高了使用壽命l l滾子端面滾子端面/凸緣接觸面改凸緣接觸面改 進了進了,大大地減少了摩擦大大地減少了摩擦l l模截面的有效利用模截面的有效利用滾道接觸面應(yīng)力分布滾道接觸面應(yīng)力分布單列及配對單列圓錐單列及配對單列圓錐滾子軸承滾子軸承圓錐滾子軸承標準系列圓錐滾子軸承標準系列球面滾子推力軸承球面滾子推力軸承球面滾子推力軸承球面滾子推力軸承CARB 環(huán)形滾子軸承的性能環(huán)形滾子軸承的性能CARBCARB軸承可在以下條件運行軸承可在以下條件運行將將 CARB CARB 軸承軸承 安裝到軸上或軸承座中時，兩個軸安裝到軸上或軸承座中時，兩個軸承圈和滿排滾子都必

16、須互相準確對中。承圈和滿排滾子都必須互相準確對中。 密封密封CARBCARB軸承軸承 密封軸承系列由用于低轉(zhuǎn)速場合的中小型滿滾子軸承密封軸承系列由用于低轉(zhuǎn)速場合的中小型滿滾子軸承組成。這些兩側(cè)裝有密封件的軸承，充填了高溫耐用潤滑組成。這些兩側(cè)裝有密封件的軸承，充填了高溫耐用潤滑脂，可終身免于維護。脂，可終身免于維護。 適合高溫運轉(zhuǎn)場合的雙唇式密封件經(jīng)過鋼板加固，采適合高溫運轉(zhuǎn)場合的雙唇式密封件經(jīng)過鋼板加固，采用氫化丙烯腈丁二烯橡膠（用氫化丙烯腈丁二烯橡膠（HNBRHNBR）材料制造。）材料制造。 密封件能密封件能經(jīng)受攝氏經(jīng)受攝氏-40-40到到+150+150度的工作溫度。度的工作溫度。 密封

17、的軸承填滿使用聚脲為增稠劑的高質(zhì)量合成酯油密封的軸承填滿使用聚脲為增稠劑的高質(zhì)量合成酯油基的油脂。該油脂具有很好的抗腐蝕性能，能用于攝氏基的油脂。該油脂具有很好的抗腐蝕性能，能用于攝氏- -2525到到+180+180度的溫度環(huán)境。度的溫度環(huán)境。 潤滑脂的充填量為軸承自由空間的潤滑脂的充填量為軸承自由空間的70%70%到到100%100%。 振動應(yīng)用振動應(yīng)用CARBCARB軸承軸承SKF生產(chǎn)采用表面硬化沖壓鋼保持架的CARB軸承，用作振動場合的非定位端軸承。該類軸承屬于C23/C4VG114系列，為圓柱孔軸承。 這些軸承的尺寸和產(chǎn)品數(shù)據(jù)與C23系列軸承相同。 在軸承配置的非固定側(cè)采用適合振動場

18、合的CARB軸承，可以形成性能和可靠性俱佳的自調(diào)心軸承系統(tǒng) CARBCARB軸承的命名軸承的命名例如：例如：C 2217 K/C3 C - CARB 22 寬度和直徑系列寬度和直徑系列 17 - *5得到毫米單位的內(nèi)徑數(shù)據(jù)，不包得到毫米單位的內(nèi)徑數(shù)據(jù)，不包 括內(nèi)徑尺寸小于括內(nèi)徑尺寸小于20毫米的應(yīng)用毫米的應(yīng)用 K 圓錐內(nèi)孔圓錐內(nèi)孔 C3 大于普通徑向游隙大于普通徑向游隙其他相關(guān)后綴其他相關(guān)后綴 TN9 尼龍尼龍6.6保持架保持架(加固玻璃纖維）加固玻璃纖維） V 滿滾子滿滾子Y Y型軸承裝置的性能型軸承裝置的性能l l能適應(yīng)初始不同心誤差能適應(yīng)初始不同心誤差l l可實現(xiàn)經(jīng)濟的軸承排列方式可實現(xiàn)

19、經(jīng)濟的軸承排列方式l l安裝簡便安裝簡便l l可以安裝密封件可以安裝密封件鑄鐵軸承座鑄鐵軸承座合成材料軸承座合成材料軸承座沖壓鋼軸承座沖壓鋼軸承座防腐蝕設(shè)計防腐蝕設(shè)計軸承壽命軸承壽命即使是進行正確維護的軸承也會出現(xiàn)失效即使是進行正確維護的軸承也會出現(xiàn)失效在負荷下，軸承材料受到循環(huán)的壓應(yīng)力在負荷下，軸承材料受到循環(huán)的壓應(yīng)力金屬疲勞：長時間的重復應(yīng)力金屬疲勞：長時間的重復應(yīng)力軸承壽命疲勞磨損軸承壽命疲勞磨損軸承什么時候出現(xiàn)“失效”？ 疲勞失效始于剝落現(xiàn)象的出現(xiàn) “剝落”是從滾動體和滾道中分裂出來的金屬碎片 疲勞失效是由里向外發(fā)生的 表面的裂縫會向滾道方向蔓延 裂縫最終發(fā)展成剝落軸承疲勞故障軸承疲勞

20、故障基本動載值基本動載值CL10= 基本壽命值(百萬轉(zhuǎn))C = 基本動載值, N P = 等效的軸承動負荷, Np= 壽命公式的指數(shù)當負荷當負荷P = C時時,壽命壽命 L10 為為 1百萬轉(zhuǎn)百萬轉(zhuǎn) 基本靜載值基本靜載值 C0s0= 靜力安全系數(shù)P0= 等效的軸承靜負荷, NC0= 基本靜載值, N 當負荷當負荷 P0 = C0時,靜力安全系數(shù)s0為為 1 靜力安全系數(shù)靜力安全系數(shù) ISO 壽命公式壽命公式ISOISO軸承壽命計算軸承壽命計算軸承壽命軸承壽命 目錄目錄(C)(C)值指出每運轉(zhuǎn)一百萬次就會有值指出每運轉(zhuǎn)一百萬次就會有10%10% 的故障幾率的故障幾率 若軸承在目錄值負荷下運轉(zhuǎn)了一百萬若軸承在目錄值負荷下運轉(zhuǎn)了一百萬 次，次，90%90%的軸承還將繼續(xù)運