滾動軸承基本知識

1、第1章緒論 滾動軸承是機械設備中最常見的零部件，其性能與工況的好壞直接影響到與之相聯(lián)的轉軸 以及安裝在轉軸上的齒輪乃至整個機器設備的性能。據(jù)統(tǒng)計在使用軸承的旋轉機械中大 約有30%的故障都是由于軸承引起的。利用滾動磨擦承受載荷的軸承稱為滾動軸承。軸承種類十分繁多，按工作時的運動狀態(tài)分為 直線運動軸承和旋轉支承軸承兩大類。我們一般指的是旋轉支承軸承。軸承分類如下：（1）按軸承所承受負荷的方向可分為向心軸承、向心推力軸承、推力向心軸承和推力軸承 四種。（2）按軸承滾動體的形狀可分為球軸承和滾子軸承。（3）按滾動體的列數(shù)可分為單列軸承、雙列軸承、三列軸承、四列軸承和多列軸承。（4）按軸承在工作中的調

2、心性能可分為調心軸承和非調心軸承。綜合上述四種分類方法，滾動軸承可分為以下幾大類型：（1）向心球軸承 主要承受徑向載荷，也可同時承受小的軸向載荷。當量摩擦系數(shù)最小。在高轉速時，可用來承受純軸向載荷。工作中允許內、外圈軸線偏斜不 大于0.25?0.5?。大量生產(chǎn)，價格最低。 （2）調心球軸承因為外圈滾道表面是以軸承中點為中心的球面，故能自動調心，允許內圈對外圈軸線偏斜不大于2?3?，一般 不宜承受純軸向載荷。（3）短圓柱滾子軸承 外圈（或內圈）可以分離，故不能承受軸向載荷，滾子由內圈（或外圈）的擋邊軸向定位，工作時允許內、外圈有少量的軸向錯 動，有較大的徑向承載能力，但內外圈軸線的允許偏斜很小Q

3、?4?）。這一類軸承還可以 不帶外圈或內圈。（4）調心滾子軸承 與調心球軸承相同，但具有較大的徑向承載能力。 （5）滾針軸承 在同樣內徑條件下與其他類型相比，其外徑最小，內圈或外 圈可以分離，工作時允許內、外圈有少量的軸向錯動。有較大的徑向承載能力。一般不帶保 持架。摩擦系數(shù)大。（6）螺旋滾子軸承 以窄鋼帶卷成的空心滾子，有彈性，可承受徑向沖擊載荷，并允許內、外圈軸向偏斜0.5?可以不帶內圈或內、外圈。（7）角接觸軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨承受軸向載荷。能在較高轉速下正常工作。由于一個軸承只能承受單向的軸向力，因此，一般成對使用。承受軸向載荷的能 力由接觸角決定。接觸角大的

4、，承受軸向載荷的能力也高。（8）圓錐滾子軸承 可以同時承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時可調整軸承的間隙。一般成對使用。（9）推力球軸承為了防止鋼球與滾道之間的滑動，工作時必須施加一定的軸向載荷。高速時離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉速很低。軸線必須與 軸承座底面垂直，載荷必須與軸線重合，以保證鋼球載荷的均勻分配什么是角接觸球軸承接觸角角接觸球軸承可以同時承受一個方向的軸向力和徑向力。滾動體受力點上下兩點的連線，和 徑向方向有一定的夾角。此類軸承為角接觸軸承。嚴格意義上說：圓錐軸承也是如此！即滾動體和滾道接觸的的假想連線與旋轉軸的垂直線的夾角軸承游隙軸承游隙又稱

5、為軸承間隙。所謂軸承游隙，即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時，將其 內圈或外圈的一方固定，然后便軸承游隙未被固定的一方做徑向或軸向移動時的移動量。根 據(jù)移動方向，可分為徑向游隙和軸向游隙。運轉時的游隙（稱做工作游隙）的大小對軸承 的滾動疲勞壽命、溫升、噪聲、振動等性能有影響。定義1、徑向游隙：非預緊狀態(tài)，承受徑向載荷的軸承，其徑向游隙G為：沿徑向任意角度 方向，在無外載荷作用時外圈相對于內圈從一個徑向偏心極限位置，移向相反極限位置的徑 向距離的算術平均值。2、軸向游隙：非預緊狀態(tài)，能在兩個方向上承受軸向載荷的軸承，其軸向內部游隙G為：無 外載荷作用時，一個套圈相對另一套圈，從一個軸向極限位置移向相

6、反的極限位置的軸向距 離的平均值。3、軸承在不同狀態(tài)下的游隙：軸承在不同狀態(tài)下其游隙會發(fā)生相應的變 化，具體說來，可分為：1）原始游隙：軸承的原始游隙是指軸承成套后在安裝于機器前， 所處在自由狀態(tài)下的游隙。實際上原始游隙不通過測量是難以得知的.因此原始游隙常常用 檢驗游隙來代替。檢驗游隙是在檢驗狀態(tài)下，在施加測量載荷的條件下，用儀器檢測而得的 游隙數(shù)據(jù)，嚴格地說與軸承的原始游隙并不相同，但在一般情況二者在讀數(shù)上相差不大， 因而可以相互代替而不致發(fā)生多大誤差。2）有效游隙：有效游隙或稱工作游隙是指軸承 在安裝于主機后，在一定載荷作用下，達到一定溫升的穩(wěn)定運轉狀態(tài)下，軸承中存在的實際 游隙。顯然，

7、有效游隙比原始游隙小。4、軸承游隙的作用與要求：軸承中存在游隙是 為了保證軸承得以靈活無阻滯地運轉，但是同時也要求能保證軸承運轉平穩(wěn)，軸承的軸線沒 有顯著沉降，以及承擔載荷的滾動體的數(shù)目盡可能多。因此，軸承的游隙對軸承的動態(tài)性能（噪聲，振動和摩擦）和旋轉精度，使用壽命（磨損與疲勞）的承載能力都有很大影響。軸承內部游隙是指一個軸承圈相對于另一個軸承圈徑向移動的總距離（徑向內部游隙） 或軸向移動的總距離（軸向內部游隙）。工作游隙是指軸承實際運轉條件下的游隙。原始游隙是指軸承未安裝前的游隙。游隙值根據(jù)大小分三組，一組是基本組（或者叫普通組）、小游隙組（C2）、大游隙組 （C3、C4）。日本的NSK、

8、NTN等品牌還有專門的CM組（電機專用游隙）。軸承游隙另補充一點日常應用的舉例：正常的工作條件下，宜優(yōu)先選擇基本組；大游隙組適用于內、外圈配合過盈量較大、或者內外圈溫度差大、深溝球軸承需要承 受較大軸向負荷或者需要改善調心性能、或者需要提高軸承極限轉速和降低軸承摩擦力矩等 場合小游隙組適用于較向高的旋轉精度、需要嚴格控制外殼孔的軸向位移、以及需要減小 振動和噪音的場合。測量軸承的游隙時，為得到穩(wěn)定的測量值，一般對軸承施加規(guī)定的測量負荷。因此，所得到的測量值比真正的游隙（稱做理論游隙）大，即增加了測量負荷產(chǎn)生的 彈性變形量。但對于滾子軸承來說，由于該彈性變形量較小，可以忽略不計。安裝前軸承的內部

9、游隙一般用理論游隙表示。選擇從理論游隙減去軸承安裝在軸上或外殼內時因過盈配合產(chǎn)生的套圈的膨脹量或收縮后 的游隙稱做“安裝游隙”。在安裝游隙上加減因軸承內部溫差產(chǎn)生的尺寸變動量后的游隙稱做有效游隙”。軸承安裝有機械上承受一定的負荷放置時的游隙，即有效游隙加上軸承負荷產(chǎn)生的彈 性變形量后的以便稱做“工作游隙”。當工作游隙為微負值時，軸承的疲勞壽命最長但隨著負游隙的增大疲勞壽命同顯著下 降。因此，選擇軸承的游隙時，一般使工作游隙為零或略為正為宜。滾動軸承的徑向游隙系指一個套圈固定不動，而另一個套圈在垂直于軸承軸線方向， 由一個極端位置移動到另一個極端位置的移動量。軸承游隙的選擇正確與否，對機械運轉精

10、 度、軸承壽命、摩擦阻力、溫升、振動與噪聲等都有很大的影響。如對向心軸承游隙的選擇 過小時，則會使軸承游隙承受負荷的滾動體個數(shù)增多，接觸應力減小，運轉較平穩(wěn)，但是，摩擦阻力會增大， 溫升也會提高。反之，則接觸應力增大，振動大，而摩擦阻力減小，溫升低。因此，根據(jù)軸 承使用條件，選擇最合適的游隙值，具有十分重要的意義。選事實上軸承游隙時，必須充分 考慮下列幾種主要因素：（1）軸承與軸和外殼孔配合的松緊會導致軸承游隙值的變化。一般軸承安裝后會使游 隙值縮?。唬?）軸承在機構運轉過程中，由于軸與外殼的散熱條件的不同，使內圈和外圈之間產(chǎn) 生溫度差，從而會導致游隙值的縮??；（3）由于軸與外殼材料因膨脹系數(shù)

11、不同，會導致游隙值的縮小或增大。通常向心軸承選擇最適宜的工作游隙值就是軸承游隙標準中所規(guī)定的基本組游隙值。基本組游隙值適用于一般條件，應該優(yōu)先選用。對于在特殊條件下工作的向心軸承不能采用 基本組游隙時，可選用輔助組游隙值。如深溝球軸承的第3、4、5組游隙值，適用于軸承與 軸和外殼孔采用比正常配合更緊的過盈配合或軸承內圈與外圈工作溫差較大的機械部件中。 在軸中心與外殼孔中心線傾斜度較大，和為了增加其承受軸向負荷能力，提高軸承極限轉速， 以及降低軸承摩擦阻力等工況條件下，亦可采用第3、4、5組游隙值。對于要求旋轉精密或 限制軸向游動的軸，一般采用第2組游隙值（小游隙值）的軸承，必要時還給予一定的預

12、加 負荷“預緊”，以提高軸的剛性。游隙所謂滾動軸承的游隙，是將一個套圈固定，另一套圈沿徑向或軸向的最大活動量。沿 徑向的最大活動量叫徑向游隙，沿軸向的最大活動量叫軸向游隙。一般來說，徑向游隙越大， 軸向游隙也越大，反之亦然。按照軸承所處的狀態(tài)，游隙可分為下列三種：原始游隙軸承安裝前自由狀態(tài)時的游隙。原始游隙是由制造廠加工、裝配所確定的。安裝游隙也叫配合游隙，是軸承與軸及軸承座安裝完畢而尚未工作時的游隙。由于過盈安裝， 或使內圈增大，或使外圈縮小，或二者兼而有之，均使安裝游隙比原始游隙小。工作游隙軸承在工作狀態(tài)時的游隙，工作時內圈溫升最大，熱膨脹最大，使軸承游隙減小L金J軸承游隙；同時，由于負荷

13、的作用，滾動體與滾道接觸處產(chǎn)生彈性變形，使軸承游隙增大。軸 承工作游隙比安裝游隙大還是小，取決于這兩種因素的綜合作用。有些滾動軸承不能調整游隙，更不能拆卸，這些軸承有六種型號，即0000型至5000型; 有些滾動軸承可以調整游隙，但不能拆卸，有6000型（角接觸軸承）及內圈錐孔的1000型、 2000型和3000型滾動軸承，這些類型滾動軸承的安裝游隙，經(jīng)調整后將比原始游隙更?。?另外，有些軸承可以拆卸，更可以調整游隙，有7000型（圓錐滾子軸承）、8000型（推力球 軸承）和9000型（推力滾子軸承）三種，這三種軸承不存在原始游隙；6000型和7000型滾 動軸承，徑向游隙被調小，軸向游隙也隨

14、之變小，反之亦然，商000型和9000型滾動軸承， 只有軸向游隙有實際意義。合適的安裝游隙有助于滾動軸承的正常工作。游隙過小，滾動軸承溫度升高，無法正 常工作，以至滾動體卡死；游隙過大，設備振動大，滾動軸承噪聲大。檢查徑向游隙的檢查方法如下：感覺法1、有手轉動軸承，軸承應平穩(wěn)靈活無卡澀現(xiàn)象。2、用手晃動軸承外圈，即使徑向游隙只有0.01mm，軸承最上面一點的軸向移動量， 也有0.100.15 mm。這種方法專用于單列向心球軸承。測量法1、用塞尺檢查，確認滾動軸承最大負荷部位，在與其成180 的滾動體與外（內）圈之 間塞入塞尺，松緊相宜的塞尺厚度即為軸承徑向游隙。這種方法廣泛應用于調心軸承和圓柱

15、 滾子軸承2、用千分表檢查，先把千分表調零，然后頂起滾動軸承外圈，千分表的讀數(shù)就是軸承 的徑向游隙。軸向游隙的檢查方法如下：軸承游隙1、感覺法用手指檢查滾動軸承的軸向游隙，這種方法應用于軸端外露的場合。當軸端封閉或因 其他原因而不能用手指檢查時，可檢查軸是否轉動靈活。2、測量法（1）用塞尺檢查，操作方法與用塞檢查徑向游隙的方法相同，但軸向游隙應為c=X/（2sinC）式中c軸向游隙，mm；入塞尺厚度，mm；P軸承錐角，（）。（2）用千分表檢查，用撬杠竄動軸使軸在兩個極端位置時，千分表讀數(shù)的差值即為軸 承的軸向游隙。但加于撬杠的力不能過大，否則殼體發(fā)生彈性變形，即使變形很小，也影響 所測軸向游隙的準確性。角接觸球軸承如何安裝高速精密角接觸球軸承