滾動(dòng)軸承的基礎(chǔ)知識(shí)

1、滾動(dòng)軸承的基礎(chǔ)知識(shí) 滾動(dòng)軸承的最高允許轉(zhuǎn)速通常由允許的工作溫度確定，旋轉(zhuǎn)速度極限是能夠不產(chǎn)生燒結(jié)、過(guò)熱、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)的速度允許值。軸承的跡象轉(zhuǎn)速因軸承結(jié)構(gòu)尺寸、保持架結(jié)構(gòu)、材料、軸承負(fù)荷、潤(rùn)滑方法、包括軸承周?chē)睦鋮s情況而各異。 滾動(dòng)軸承長(zhǎng)壽命的根本條件：使用合適的安裝工具，認(rèn)真負(fù)責(zé)地操作以及安裝現(xiàn)場(chǎng)的清潔。 熱力學(xué)參考轉(zhuǎn)速和動(dòng)力學(xué)允許轉(zhuǎn)速表現(xiàn)了軸承的高速適應(yīng)性能 如何提高軸承的允許轉(zhuǎn)速提高軸承的尺寸精度、旋轉(zhuǎn)精度以及配合部位的精度，采用的潤(rùn)滑冷卻方式，使用特殊形式的保持架都可以達(dá)到。一、軸承游隙軸承在安裝前的游隙與安裝后在工作溫度下的游隙（工作游隙）是有所不同的；通常：工作游隙小于安裝前的

2、游隙。 設(shè)定軸向游隙時(shí)必須考慮熱膨脹二、影響軸承游隙的因素1、由溫度引起的徑向游隙的減少 Grt=t(d + D)/2 mm式中：鋼的線膨脹系數(shù) =0.000011/k當(dāng)軸承有熱量輸入或輸出時(shí)，它的徑向間隙會(huì)有更大的變化；當(dāng)通過(guò)軸傳入熱量或通過(guò)軸承座散熱時(shí)，徑向間隙就會(huì)減??；如果由軸承座傳入熱量或由軸散熱，徑向間隙就會(huì)加大；起動(dòng)過(guò)程短，迅速達(dá)到工作轉(zhuǎn)速的軸承，軸承套圈間的溫度差比穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的溫差大；為了避免軸承有害的預(yù)負(fù)荷和變形，應(yīng)使軸承緩慢起動(dòng)或選擇比工作溫度下需要的理論有隙更大的軸承有隙高速軸承游隙大的原因2、由過(guò)盈配合引起的徑向游隙減小軸承內(nèi)圈滾道的擴(kuò)張量可近似取為其配合過(guò)盈量的80而外

3、圈的收縮量可大致定為其過(guò)盈量的70（先決條件：實(shí)心鋼軸，正常的鋼制軸承座）。3、滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的內(nèi)部游隙的大小，對(duì)疲勞壽命、振動(dòng)、噪聲、溫升等軸承性能影響很大。選擇軸承內(nèi)部游隙，對(duì)于決定了結(jié)構(gòu)尺寸的軸承是一項(xiàng)重要研究項(xiàng)目。 角接觸球軸承的極限轉(zhuǎn)速與接觸角有關(guān)、接觸角大極限轉(zhuǎn)速低，反之則高。 安裝角接觸球軸承軸與軸承座間不允許發(fā)生任何的偏斜，不然就會(huì)對(duì)軸承的壽命有嚴(yán)重的影響。 球軸承、圓柱滾子軸承的游隙是不可調(diào)整的，圓錐滾子軸承的游隙是可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整的。三、保持架的主要功能Ø 分離各個(gè)滾動(dòng)件，令工作中摩擦和發(fā)熱量最小Ø 保持滾動(dòng)體檢距離相等，使載荷平均分配Ø

4、使可分離軸承和內(nèi)外圈可相互擺動(dòng)的軸承的滾動(dòng)體不致于掉出Ø 在軸承非承載區(qū)引導(dǎo)滾動(dòng)體 輕材料制成的保持架，以保證其較小的慣性力（輕金屬或酚醛樹(shù)脂織物） 保持架的引導(dǎo)功能？四、英制軸承與公制軸承的區(qū)別Ø 英制軸承是按孔徑和外徑的上公差制造Ø 公制軸承是按孔徑和外徑的下公差制造五、軸承潤(rùn)滑基本知識(shí)1、潤(rùn)滑劑的基本功能A、分離接觸表面、減少摩擦；B、散熱（使用油潤(rùn)滑）C、防腐蝕、食用油脂潤(rùn)滑可防止灰塵侵入2、彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑（EHD）的原理是在軸承接觸面間形成一層油膜，從而控制相鄰軸承表面的摩擦和磨損。彈性流體動(dòng)力（EHD）薄膜的形成取決于軸承表面的彈性變形和潤(rùn)滑劑的流體

5、動(dòng)力學(xué)特性。EHD潤(rùn)滑機(jī)理的兩個(gè)重點(diǎn)：A、承載時(shí)、接觸部位發(fā)生彈性變形；B、油膜的流動(dòng)性使兩個(gè)接觸表面分離，油膜的壓力同時(shí)使接觸表面變形；3、加脂方法選好油脂后，應(yīng)將油脂填入軸承，仔細(xì)檢查，確保油脂進(jìn)入滾子和軸承保持架之間，如用手填，將油脂從軸承保持架的大端擠入小端，保證油脂分布均勻。加滿(mǎn)油脂的軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)將多余的油脂擠出，如果不能及時(shí)排泄，在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，多余油脂的攪動(dòng)會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱。鐵姆肯（TIMKEN）公司的操作手冊(cè)，詳細(xì)介紹裝配程序和各種自動(dòng)的定量加油工具4、油脂用量為確保最佳的潤(rùn)滑狀態(tài)，油脂的用量必須適當(dāng)，油脂量的計(jì)算是以軸承內(nèi)的自由體積為基礎(chǔ)V =T（D2 + d2）10-3 cm3油

6、脂用量取決于操作條件：A、普通的礦物油脂為V的2/3B、合成油脂為V的1/3按0.9 g/cm3 油脂比重估算油脂重量5、加油周期應(yīng)該特別注意軸承油脂的加注，油脂過(guò)量會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱，燒壞軸承。確定補(bǔ)加油脂周期需要考慮兩個(gè)主要因素：操作溫度、密封效果和污染；一般認(rèn)為溫度越高、油脂氧化越快，溫度每升高10，油脂壽命縮短一半。油脂的加注沒(méi)有通用標(biāo)準(zhǔn)，主要基于系統(tǒng)的密封效果以及經(jīng)驗(yàn)；通常在每次為非密封型軸承更換滾子和檢查時(shí)（大約5001000小時(shí)）加油。油脂添加量應(yīng)為最初加入量的十分之一左右，過(guò)量添加會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量上升。如果速度很低（150 rpm），且工作環(huán)境粉塵大，建議在軸承內(nèi)注滿(mǎn)油脂；高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油脂

7、不能過(guò)多，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致潤(rùn)滑脂降解、損壞軸承。潤(rùn)滑油中的水分，不管是溶解的還是游離的，都會(huì)給軸承的使用壽命帶來(lái)有害的影響；水分能侵蝕軸承，縮短軸承的使用壽命。 鐵姆肯（TIMKEN）軸承在出廠前對(duì)軸承內(nèi)、外圈及間隔環(huán)的端面均標(biāo)有安裝順序標(biāo)志，其位置是唯一的；一般推薦在軸承使用一段時(shí)間后，把軸承承載位旋轉(zhuǎn)90°后繼續(xù)使用，可以提高使用次數(shù)。六、滾動(dòng)軸承的失效及預(yù)防滾動(dòng)軸承的失效模式較多，其基本類(lèi)型可有：磨損（磨粒磨損、點(diǎn)蝕與剝落、微動(dòng)磨損、膠合、擦傷等），開(kāi)裂與斷裂（內(nèi)、外圈開(kāi)裂、滾動(dòng)體碎裂），壓痕，腐蝕與腐蝕磨損，電蝕以及“旋轉(zhuǎn)爬行”（要求過(guò)盈配合的內(nèi)圈或外圈與配合件之間出現(xiàn)的

8、相對(duì)運(yùn)動(dòng)不允許的松動(dòng)）由于滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)，決定了其失效的因素多而復(fù)雜；但是，可歸納為以下幾個(gè)主要方面：裝配不良（過(guò)緊、過(guò)松，軸線歪斜等）；潤(rùn)滑不良（潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)，供給量不當(dāng)?shù)龋?；?yán)重過(guò)載或沖擊、振動(dòng)；環(huán)境條件惡劣（溫度過(guò)高或過(guò)低，磨料侵入，雜散電流的作用等）；材質(zhì)或制造精度不良等。應(yīng)該指出：對(duì)于某一具體軸承而言，其失效常是不止一種模式、不止一種影響因素在起作用。在這種情況下，更要注意分清主次。滾動(dòng)軸承常見(jiàn)失效模式的特征和原因模式特 征原 因磨 粒 磨 損1、滾道表面無(wú)光澤2、滾道表面光亮帶3、滾動(dòng)體磨損痕跡不規(guī)則4、滾道、滾動(dòng)體上與保持架接觸部位磨損5、滾珠保持架磨損6、滾道表面和

9、滾動(dòng)體磨損引起的內(nèi)部松動(dòng)1、軸承中有粗糙研磨物2、軸承中有細(xì)小研磨物3、研磨物造成的振動(dòng)4、有慣性力作用于保持架上，或潤(rùn)滑不足5、內(nèi)（或外）圈不正；軸承內(nèi)部有研磨物6、潤(rùn)滑不良以及過(guò)濾不良導(dǎo)致殘剩研磨物剝 落 和 點(diǎn) 蝕1、 環(huán)繞整個(gè)滾道的剝落2、向心軸承在徑向兩個(gè)相對(duì)點(diǎn)上的剝落3、僅在滾道表面一側(cè)的剝落4、在滾子（滾柱）滾道一側(cè)的剝落5、與滾動(dòng)體等距離分布的剝落6、轉(zhuǎn)動(dòng)軸滾道上的傾斜剝落7、靜止軸滾道上的傾斜剝落8、滾動(dòng)體上的剝落9、推力軸承滾道上偏心分布的點(diǎn)蝕坑1、因過(guò)載、內(nèi)圈膨脹或外圈收縮而使間隙不當(dāng)，導(dǎo)致擴(kuò)展型疲勞剝落2、裝配內(nèi)、外圈時(shí)，因配合件不圓而使內(nèi)、外全畸變（呈橢圓形）3、裝配

10、不當(dāng)或軸向載荷過(guò)大4、內(nèi)、外圈不對(duì)中（滾柱軸承）5、伴有光滑壓痕時(shí)，是由過(guò)載壓痕所致；伴又粗糙壓痕時(shí)，是由微動(dòng)磨損所至6、軸不對(duì)中或撓曲；內(nèi)、外圈不正7、軸撓曲或內(nèi)、外圈不正8、強(qiáng)力安裝；過(guò)載或潤(rùn)滑不良9、裝配偏心或加載偏心開(kāi) 裂 和 斷 裂1、內(nèi)、外圈上的貫穿裂紋（開(kāi)裂）2、內(nèi)（或外）圈內(nèi)（或外）表面上的軸向裂紋3、內(nèi)、外圈上的周向裂紋4、內(nèi)、外圈端面上的徑向裂紋5、轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)（或外）圈端面上的徑向裂紋6、滾子軸承座圈上的擋邊斷裂7、保持架開(kāi)裂或斷開(kāi)1、配合太緊；裝配面不勻稱(chēng)，軸承座畸變（如呈橢圓形）；旋轉(zhuǎn)爬行或微動(dòng)磨損2、 旋轉(zhuǎn)爬行或微動(dòng)磨損3、軸承座畸變；裝配面不勻稱(chēng)，過(guò)載4、由旋轉(zhuǎn)爬行引起

11、的金屬粘附所造成5、運(yùn)轉(zhuǎn)期間與軸承座或軸肩碰撞或摩擦6、擋邊上的裝配力分布不均勻；裝配過(guò)程用錘擊7、對(duì)于一般軸承：潤(rùn)滑劑不充分；速度或慣性力過(guò)大、膠合、滾動(dòng)體斷裂、不對(duì)中；對(duì)推力軸承：座圈安裝偏心或不正；一列滾珠不承受載荷壓 痕1、滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上的光滑壓痕2、滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上的粗糙壓痕3、滾道上注油槽附近等類(lèi)似部位上的壓痕4、整個(gè)滾動(dòng)體上的不規(guī)則壓痕1、靜載過(guò)大；裝配程序不當(dāng)；錘擊組裝2、軸承靜止時(shí)振動(dòng)，尤其是磨粒的存在3、安裝滾動(dòng)體時(shí)用力過(guò)大4、有研磨產(chǎn)物或外來(lái)異物腐 蝕1、滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上的局部斑痕或麻點(diǎn)2、表面上的斑痕或麻點(diǎn)1、靜止時(shí)間較長(zhǎng)的軸承內(nèi)有濕氣或酸液2、腐蝕

12、性潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑劑中有游離水；有濕氣，但表面未防護(hù)；腐蝕性氣氛電 蝕1、滾珠磨損軌跡上均勻地分布著許多小凹坑2、沿滾珠磨損痕跡呈現(xiàn)隨機(jī)地或帶狀分布的細(xì)小凹坑1、電流連續(xù)通過(guò)2、電流間斷通過(guò)微 動(dòng) 磨 損1、在外圈的內(nèi)、外圓面上，呈現(xiàn)有紅色或黑色的氧化物斑點(diǎn)，其邊緣光亮2、內(nèi)圈與軸肩接觸面上的紅色氧化物3、滾道與滾動(dòng)體相應(yīng)位置上的粗糙凹痕1、外圈與其配合座面之間接觸不良，有輕微運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)2、由于軸撓曲而產(chǎn)生輕微運(yùn)動(dòng)3、靜止軸承的振動(dòng)，尤其是存在研磨顆粒膠 合（粘 著）1、保持架的金屬粘著在滾動(dòng)體上2、外圈內(nèi)孔或外柱面有粘著條痕3、座圈端面有粘著條痕4、在滾道及滾珠或滾柱軸承的滾道與滾動(dòng)體上的軸向粘

13、著痕跡5、自位軸承球面滾道上的軸向粘著痕跡6、自位推力軸承球面滾道上的軸向粘著痕跡7、滾道、兜孔或滾動(dòng)體上的邊緣條痕8、滾子或定位盤(pán)斷面上的螺旋形粘著條痕1、滾動(dòng)體受阻礙；速度太高，潤(rùn)滑不良，慣性力大2、與內(nèi)、外圈相配合柱面松動(dòng)，造成旋轉(zhuǎn)爬行3、與軸肩或端蓋等接觸出的旋轉(zhuǎn)爬行4、帶載裝配，內(nèi)外圈在強(qiáng)力裝配下而相互脫位；在受載時(shí)，內(nèi)外圈間有軸向位移5、承載軸承停止時(shí)，軸的角位移6、空載時(shí)軸承的徑向位移，不是黨的裝配，潤(rùn)滑不良；與軸承毗聯(lián)零件加工差錯(cuò)7、潤(rùn)滑不當(dāng)或載荷小、速度高8、軸向載荷作用下，潤(rùn)滑不良；由于徑向間隙過(guò)大，在不承載荷的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)其 他1、不正常溫升2、內(nèi)外圈尺寸擴(kuò)大3、表面變色，而硬度未降低4、有灼傷凹坑的皺紋5、無(wú)灼傷凹坑的皺紋6、噪聲太大7、尖銳的金屬研磨