第12章軸承

1、第第12章章 軸軸 承承 12.1 概述概述12.2 滑動軸承的結構和材料滑動軸承的結構和材料 12.3 潤滑劑和潤滑裝置潤滑劑和潤滑裝置 12.4 非液體摩擦滑動軸承設計非液體摩擦滑動軸承設計 12.5 液體摩擦滑動軸承簡介液體摩擦滑動軸承簡介12.6 滾動軸承的結構、類型和代號滾動軸承的結構、類型和代號 12.7 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算12.8 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封 12.9 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計 學習和了解滑動軸承的結構和材料、潤滑劑和潤滑裝學習和了解滑動軸承的結構和材料、潤滑劑和潤滑裝置、非液體摩擦滑動軸承設計、液體摩擦滑動軸承簡介；置

2、、非液體摩擦滑動軸承設計、液體摩擦滑動軸承簡介；滾動軸承的結構類型和代號、選擇計算、潤滑和密封、組滾動軸承的結構類型和代號、選擇計算、潤滑和密封、組合設計合設計.u本章學習目標本章學習目標 掌握：掌握：滑動軸承的結構、非液體摩擦滑動軸承設計；滾動滑動軸承的結構、非液體摩擦滑動軸承設計；滾動軸承的結構類型、選擇計算軸承的結構類型、選擇計算,軸承的組合設計軸承的組合設計.u本章學習要求本章學習要求 了解了解: 滑動軸承的材料、潤滑劑和潤滑裝置；滾動軸承的滑動軸承的材料、潤滑劑和潤滑裝置；滾動軸承的代號、潤滑和密封、組合設計。代號、潤滑和密封、組合設計。12.1 概述概述軸承的功用軸承的功用:支承軸

3、和軸上零件，保持軸的旋轉精度，減小支承軸和軸上零件，保持軸的旋轉精度，減小軸和支承之間的摩擦和磨損。軸和支承之間的摩擦和磨損。類型類型:滑動摩擦軸承滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承和滾動摩擦軸承(簡稱滾簡稱滾動軸承動軸承)。特點特點:滾動軸承滾動軸承: :摩擦系數(shù)小，起動阻力小，已經標準化，選用、摩擦系數(shù)小，起動阻力小，已經標準化，選用、潤滑及維護方便潤滑及維護方便. .徑向尺寸較大，產生的振動、噪音與設徑向尺寸較大，產生的振動、噪音與設備的精度、軸的轉速相關備的精度、軸的轉速相關 . . 滑動軸承滑動軸承: :液體摩擦狀態(tài)下，摩擦僅存在于液體內部液體摩擦狀態(tài)下，摩擦僅存

4、在于液體內部. . 適用場合適用場合:滾動軸承滾動軸承: :適用于中、低速以及精度要求較高的場合適用于中、低速以及精度要求較高的場合. . 滑動軸承滑動軸承: :在汽輪機、離心式壓縮機、內燃機、大型發(fā)在汽輪機、離心式壓縮機、內燃機、大型發(fā)電機中多采用滑動軸承電機中多采用滑動軸承 ; ;低速而有沖擊的場合也常采用低速而有沖擊的場合也常采用滑動軸承滑動軸承 . .12.2 滑動軸承的結構和材料滑動軸承的結構和材料12.2.1 滑動軸承的主要類型及結構滑動軸承的主要類型及結構類型類型:向心滑動軸承向心滑動軸承（徑向滑動軸承（徑向滑動軸承承受徑向載荷承受徑向載荷)和和推力滑動軸承推力滑動軸承（止推滑動

5、軸承（止推滑動軸承承受軸向載荷承受軸向載荷)。1. 向心滑動軸承向心滑動軸承 整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承 剖分式滑動軸承剖分式滑動軸承調心式向心滑動軸承調心式向心滑動軸承2. 推力滑動軸承推力滑動軸承1軸承座軸承座 2襯套襯套 3徑向軸瓦徑向軸瓦 4止推軸瓦止推軸瓦 5銷釘銷釘 aa實心實心 bb環(huán)形環(huán)形 cc空心空心 dd多環(huán)形多環(huán)形 12.2.2 軸瓦的結構及軸承材料軸瓦的結構及軸承材料1. 軸瓦的結構軸瓦的結構 整體式軸瓦整體式軸瓦 剖分式軸瓦剖分式軸瓦 油溝形式油溝形式 油孔和油溝應開在非承載區(qū)油孔和油溝應開在非承載區(qū) ;一般油溝與軸瓦的端面保持一般油溝與軸瓦的端面保持一定的

6、距離一定的距離 .軸承襯軸承襯: :為了減小摩擦和磨損，同時又保證軸瓦的強度，通為了減小摩擦和磨損，同時又保證軸瓦的強度，通常在軸瓦的內表面澆鑄或軋制上一薄層的常在軸瓦的內表面澆鑄或軋制上一薄層的軸承襯軸承襯 2. 2. 軸承的材料軸承的材料足夠的強度；足夠的強度；良好的減摩性、耐磨性和磨合性良好的減摩性、耐磨性和磨合性；良好的摩良好的摩擦順應性和可嵌入性擦順應性和可嵌入性；良好的工藝性和經濟性；良好的工藝性和經濟性；導熱性好、導熱性好、熱膨脹系數(shù)小等。熱膨脹系數(shù)小等。 材料的基本要求材料的基本要求：常用的軸承材料常用的軸承材料:軸承合金軸承合金: :可塑性好，減摩性、磨合性好，抗膠合能力強。

7、機械強度較低可塑性好，減摩性、磨合性好，抗膠合能力強。機械強度較低. .青銅青銅: :具有較高的強度、較好的減摩性耐磨性以及導熱性具有較高的強度、較好的減摩性耐磨性以及導熱性. . 鑄鐵鑄鐵: :具有一定的減摩性和耐磨性具有一定的減摩性和耐磨性 .成本低成本低.其他材料其他材料: :常見的材料有塑料、尼龍、橡膠和粉末冶金等常見的材料有塑料、尼龍、橡膠和粉末冶金等 .12.3 潤滑劑和潤滑裝置潤滑劑和潤滑裝置12.3.1 潤滑劑的選擇潤滑劑的選擇類型類型: :潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑三種潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑三種. .12.3.2潤滑裝置潤滑裝置間歇潤滑間歇潤滑 連續(xù)潤滑連續(xù)潤滑: :滴油

8、潤滑滴油潤滑 , ,油環(huán)潤滑油環(huán)潤滑, ,飛濺潤滑飛濺潤滑, ,壓力循環(huán)潤滑壓力循環(huán)潤滑. . 12.4 非液體摩擦滑動軸承設計非液體摩擦滑動軸承設計設計依據(jù)設計依據(jù): :維持邊界油膜不遭破裂維持邊界油膜不遭破裂. .1. 1. 向心軸承向心軸承軸承的壓強軸承的壓強 BdFp p軸承的軸承的 值值 p100060dnBdFpp2.2.推力軸承推力軸承 zddFp21224 pmpp軸頸與軸承孔的配合軸頸與軸承孔的配合 :一般采用一般采用H7/f6、H8/f8配合配合 ; 要要求低的軸承可采用求低的軸承可采用H9/f9配合。配合。 12.5 液體摩擦滑動軸承簡介液體摩擦滑動軸承簡介類型類型: :

9、液體動壓滑動軸承液體動壓滑動軸承 液體靜壓滑動軸承液體靜壓滑動軸承 12.5.1 液體動壓滑動軸承液體動壓滑動軸承 動壓油膜的形成原理動壓油膜的形成原理 形成液體動壓潤滑的條件形成液體動壓潤滑的條件:(1) (1) 軸頸與軸承孔之間形成收斂的楔形間隙；軸頸與軸承孔之間形成收斂的楔形間隙；(2) (2) 兩表面間必須有一定的相對速度，相對運動方向應保證使?jié)櫥蛷男ㄐ伍g兩表面間必須有一定的相對速度，相對運動方向應保證使?jié)櫥蛷男ㄐ伍g隙的大口流入，從小口流出；隙的大口流入，從小口流出；(3) (3) 潤滑油應有一定的粘度，并且供油量充分；潤滑油應有一定的粘度，并且供油量充分；12.5.2 液體靜壓滑

10、動軸承液體靜壓滑動軸承工作原理工作原理:液體靜壓滑動軸承是利用油泵向軸承供給具有一定壓力、液體靜壓滑動軸承是利用油泵向軸承供給具有一定壓力、流量的潤滑油，強制使軸頸與軸承孔表面隔開，形成液體流量的潤滑油，強制使軸頸與軸承孔表面隔開，形成液體潤滑。潤滑。1油腔油腔 2油槽油槽 3節(jié)流器節(jié)流器12.6 滾動軸承的結構、類型和代號滾動軸承的結構、類型和代號12.6.1 滾動軸承的結構滾動軸承的結構外圈外圈1、內圈內圈2、滾動體滾動體3 保持架保持架4滾動體的形狀有滾動體的形狀有球形球形、圓柱形圓柱形、圓錐圓錐形、形、鼓形鼓形和和針形針形等等12.6.2 滾動軸承的類型和特點滾動軸承的類型和特點接觸角

11、接觸角a: :滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸線的滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸線的平面之間的夾角平面之間的夾角. .類型類型:向心軸承向心軸承 045.45.主要承受或只承受徑向載荷主要承受或只承受徑向載荷 推力軸承推力軸承 45 90 .主要承受或只承受軸向載荷主要承受或只承受軸向載荷 球軸承球軸承 : 以球為滾動體以球為滾動體 滾子軸承滾子軸承: :以滾子為滾動體以滾子為滾動體。 v滾動軸承的類型、主要特性及應用見教材表滾動軸承的類型、主要特性及應用見教材表12-4。12.6.3 滾動軸承的代號滾動軸承的代號滾動軸承的代號由基本代號、前置代號和后置代號構成滾動軸承的代號由基

12、本代號、前置代號和后置代號構成 基本代號基本代號 直系系列直系系列代號代號內徑代號內徑代號寬度系列寬度系列代號代號類型代號類型代號前置代號前置代號 前置代號及其含義可參閱前置代號及其含義可參閱GB/T27293。 后置代號后置代號 用字母或加數(shù)字表示，置于基本代號的右側，并與基本用字母或加數(shù)字表示，置于基本代號的右側，并與基本代號空半個漢字距離或用符號代號空半個漢字距離或用符號“”、“/”/”分隔分隔 內部結構代號內部結構代號 軸承公差等級代號軸承公差等級代號 代號代號省略省略p6p6xp5p4p2標準標準0級級6級級6x級級5級級4級級2級級示例示例62036203p630210p6x620

13、3p56203p46203p212.6.4 滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇主要考慮以下因素：主要考慮以下因素： 軸承的載荷軸承的載荷軸承的轉速軸承的轉速 軸承的調心性能軸承的調心性能 軸承的安裝和拆卸軸承的安裝和拆卸 經濟性經濟性 12.7 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算12.7.1 滾動軸承的受力分析和失效形式滾動軸承的受力分析和失效形式 軸承的受力分析軸承的受力分析 圖圖12-21 滑動軸承的載荷分布圖滑動軸承的載荷分布圖 圖圖12-22 滾動軸承的壽命滾動軸承的壽命-可靠度曲線可靠度曲線 失效形式失效形式 疲勞點蝕疲勞點蝕 v滾動軸承的正常失效形式是滾動體或內外圈滾道的疲滾動

14、軸承的正常失效形式是滾動體或內外圈滾道的疲勞點蝕破壞勞點蝕破壞. . v軸承工作時，滾動體和內外圈滾道受脈動循環(huán)變化的軸承工作時，滾動體和內外圈滾道受脈動循環(huán)變化的接觸應力作用，當應力循環(huán)次數(shù)達到一定值后，會在某接觸應力作用，當應力循環(huán)次數(shù)達到一定值后，會在某一元件上引起表層金屬剝落現(xiàn)象，即疲勞點蝕一元件上引起表層金屬剝落現(xiàn)象，即疲勞點蝕 v點蝕后軸承在工作時通常會出現(xiàn)較強烈的振動、噪音點蝕后軸承在工作時通常會出現(xiàn)較強烈的振動、噪音和發(fā)熱現(xiàn)象及旋轉精度的下降，影響機器的正常工作。和發(fā)熱現(xiàn)象及旋轉精度的下降，影響機器的正常工作。 塑性變形塑性變形 v工作時過大的靜載荷或瞬間過大的沖擊載荷，均可能

15、工作時過大的靜載荷或瞬間過大的沖擊載荷，均可能導致軸承元件接觸部分的局部應力超出材料的屈服極限導致軸承元件接觸部分的局部應力超出材料的屈服極限而產生塑性變形。而產生塑性變形。v影響滾動體的滾動，引起軸承的失效影響滾動體的滾動，引起軸承的失效. . 12.7.2 滾動軸承選擇計算滾動軸承選擇計算1. 1. 滾動軸承的基本額定壽命滾動軸承的基本額定壽命軸承的套圈或滾動體出現(xiàn)第一個疲勞擴展跡象前，一個套圈相對另軸承的套圈或滾動體出現(xiàn)第一個疲勞擴展跡象前，一個套圈相對另一個套圈的總轉數(shù)，或在某一轉速下的工作時間，稱為軸承的壽命。一個套圈的總轉數(shù)，或在某一轉速下的工作時間，稱為軸承的壽命。軸承的壽命：軸

16、承的壽命：基本額定壽命：基本額定壽命： 將一組同一型號的軸承，在特定的相同條件下運轉，將一組同一型號的軸承，在特定的相同條件下運轉，10%軸承發(fā)生軸承發(fā)生疲勞點蝕破壞時，內外圈所經歷的總轉數(shù)疲勞點蝕破壞時，內外圈所經歷的總轉數(shù)(以以106r為單位為單位)或工作小時或工作小時數(shù)數(shù)(以小時以小時為單位為單位)，以，以1010表示表示 。2. 2. 滾動軸承的基本額定動載荷滾動軸承的基本額定動載荷基本額定動載荷：基本額定動載荷： 規(guī)定軸承的基本額定壽命為規(guī)定軸承的基本額定壽命為106r時，軸承所能承受的載荷。以時，軸承所能承受的載荷。以C C表示。表示。 對于向心軸承，為純徑向載荷，以對于向心軸承，

17、為純徑向載荷，以Cr表示；對于推力軸表示；對于推力軸承，為純軸向載荷，以承，為純軸向載荷，以Ca表示。表示。3. 3. 軸承的壽命計算軸承的壽命計算PCL10106r 式中式中 -軸承的壽命指數(shù)，球軸承軸承的壽命指數(shù)，球軸承=3=3，滾子軸承，滾子軸承 。 310PCnL60106hh h PfCfnLPt6h60101h6tp1060LnfPfC N N h h 4. 軸承當量動載荷計算軸承當量動載荷計算arYFXFP當量動載荷當量動載荷: :換算所得的一假想動載荷，用換算所得的一假想動載荷，用P表示。在該載表示。在該載荷作用下軸承的壽命與實際載荷相同。荷作用下軸承的壽命與實際載荷相同。5.

18、 5. 角接觸向心軸承的軸向載荷角接觸向心軸承的軸向載荷 內部軸向力內部軸向力 Fs:各滾動體上所受的各滾動體上所受的軸向分力的和軸向分力的和. . 安裝方式安裝方式 :（正裝）（正裝）（反裝）（反裝）(1)(1)若若 S2S1AFFFs1Aa2FFF緊端緊端松端松端s1a1FF（正裝）（正裝）（2 2）若）若 s2s1AFFF緊端緊端AFFFs2a1松端松端s2a2FFv松端軸承的軸向載荷等于它本身的內部軸向力，緊端軸承的軸向載荷等于除本松端軸承的軸向載荷等于它本身的內部軸向力，緊端軸承的軸向載荷等于除本身內部軸向力外其余軸向力的代數(shù)和身內部軸向力外其余軸向力的代數(shù)和 。12.8 滾動軸承的

19、潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封12.8.1 滾動軸承的潤滑滾動軸承的潤滑v滾動軸承的潤滑具有減少摩擦和磨損、提高效率、延長滾動軸承的潤滑具有減少摩擦和磨損、提高效率、延長使用壽命的作用，同時還有散熱、減小接觸應力、吸收振使用壽命的作用，同時還有散熱、減小接觸應力、吸收振動和防止銹蝕等作用。動和防止銹蝕等作用。1. 1. 潤滑劑的選擇潤滑劑的選擇潤滑劑潤滑劑：潤滑油和潤滑脂：潤滑油和潤滑脂 v軸承軸承(1.5 52)105mmr/min時，一般采用脂潤滑時，一般采用脂潤滑 。v當軸承的值過高或具備潤滑油源時當軸承的值過高或具備潤滑油源時(如變速器、減如變速器、減速器速器)，可采用油潤滑。，可采用

20、油潤滑。 2. 2. 潤滑方式選擇潤滑方式選擇v潤滑方式可按軸承類型與潤滑方式可按軸承類型與dndn值，由表值，由表12-15選取。選取。 12.8.2 滾動軸承的密封滾動軸承的密封v滾動軸承的密封具有防止灰塵、水分等進入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇У淖饔?。滾動軸承的密封具有防止灰塵、水分等進入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇У淖饔谩?v密封的方法：接觸式和非接觸式密封的方法：接觸式和非接觸式12.9 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計12.9.1 軸承軸系的軸向固定軸承軸系的軸向固定1. 1. 軸承套圈的軸向固定軸承套圈的軸向固定 內圈的固定內圈的固定 外圈固定外圈固定 外圈固定外圈固定 （續(xù)）（續(xù)）2. 滾動軸承組件的軸向固定滾動軸承組件的軸向固定(1) 兩端固定兩端固定 (2) 一端固定、一端游動一端固定、一端游動12.9.2 軸承組合的調整軸承組合的調整1.1.軸承間隙的調整軸承間隙的調整2.2.軸承的預緊軸承的預緊v預緊：預緊：對某些可調游隙式軸承，在安裝時給予一定的軸向壓緊力，使內外圈對某些可調游隙式軸承，在安裝時給予一定的軸向壓緊力，使內外圈產生相對位移而消除游隙，并在