轴承知识简介
轴承知识简介
一、概述
1. 轴承的功能
轴承的功能是支持作旋转运动的轴(包括轴上的零件),保持轴的旋转精度,减小轴与支承间的摩擦和磨损。 2.轴承的基本要求
1) 能承担一定的载荷,具有一定的强度和刚度。 2) 具有小的摩擦力矩,使回转件转动灵活。
3) 具有一定的支承精度,保证被支承零件的回转精度。 3.应用领域
汽车、拖拉机、机车车辆、船舶、飞机、雷达、机床、电机以及各种矿山、冶金、石化、农业、轻纺、工程、地质等机械仪器仪表上。轴承的性能寿命在某种程度上决定了主机的性能、寿命、各项经济指标及可靠性。 4. 分类
按摩擦性质不同轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
二、滚动轴承 (一)、滚动轴承特点
滚动轴承内有滚动体,运行时轴承内存在着滚动摩擦,与滑动摩擦相比,滚动轴承的摩擦因数与磨损较小。滚动轴承的摩擦阻力小,载荷、转速及工作温度的适用范围广,且为标准件,有专门厂家大批量生产,质量可靠,供应充足,润滑、维修方便,但径向尺寸较大,有振动和噪声。
由于滚动轴承的机械效率较高,对轴承的维护要求较低,因此在中、低转速以及精度要求较高的场合得到广泛应用。
2、滚动轴承的构造如右图,滚动轴承由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成。通常内圈固定在轴上随轴转动,外围装在轴承座孔内不动;但亦有外圈转动、内圈不动的使用情况。滚动体在内、外圈的滚道中滚动。保持架将滚动体均匀隔开,使其沿圆周均匀分布,减小滚动体之间的摩擦和磨损。滚动轴承的构造中,有的无外围或内圈,有的无保持架,但不能没有滚动体。
滚动体的形状有a球形、b圆柱形、c圆锥形、d鼓形、e空心螺旋形、f长圆柱形、g滚针形等多种(见右图)。滚动轴承的外圈、内圈、滚动体均采用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造。保持架多用低碳钢或铜合金制造,也可采用塑料及其他材料。
(二)、 滚动轴承的分类
径向接触球轴承
径向接触轴承
径向接触滚子轴承
向心轴承
角接触向心球轴承
滚针轴承 调心球轴承 角接触球轴承 圆锥滚子轴承
角接触向心滚子轴承
滚动轴承
轴向接触轴承
轴向接触滚子轴承
推力轴承
推力滚针轴承
角接触推力球轴承——推力角接触球轴承
角接触向心轴承
组合轴承
角接触推力滚子轴承
推力圆 锥滚子轴承 推力调心滚子轴承 调心滚子轴承 圆柱滚子轴承
角接触向心轴承
轴向接触球轴承——推力球轴承
推力圆柱滚子轴承
滚动轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分类 1.向心轴承:
(1)径向接触轴承(公称接触角为零度,主要用于承受径向负荷,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。
径向载荷:是指轴承载荷的作用方向垂直于轴承的轴心线。 轴向载荷:是指轴承载荷的作用方向平行于轴承的轴心线。
(2)角接触向心轴承:公称接触角大于0度到45度的向心轴承,能承受径向和轴向同时作用的联合载荷。一般以承受径向载荷伪主,个别情况下也可承受纯轴向载荷。 2. 推力轴承:
(1) 轴向接触轴承:公称接触角为90度的推力轴承仅用于承受轴向载荷。 (2)角接触推力轴承:公称接触角大于45度但小于90度的推力轴承,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。
3.组合轴承 一套轴承内同时由两种轴承结构形式组合而成的滚动轴承。如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。(见下图)
轴承按其滚动体的种类分类 1.球轴承——滚动体为球。 2.滚子轴承:滚动体为滚子。
3.滚子轴承按滚子形状不同又可分为: ⑴圆柱滚子轴承 ⑵长圆柱滚子轴承 ⑶滚针轴承
⑷螺旋滚子轴承。 ⑸圆锥滚子轴承。
⑹调心滚子轴承:其滚子形状为一球面柱体,又分为对称型和非对称型两种。 轴承按其调心性能分类
1.调心轴承:滚道是球面型的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承。其特点是具有调心性能、以补偿轴的两支点轴线不同轴产生的角度偏差和轴的绕度的影响,但内外圈最大的轴线倾斜度不得大于(球轴承3°)滚子轴承2.5°。 2.非调心轴承(刚性轴承):能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。 按滚动体的列数分类
1.单列轴承:具有一列滚动体的轴承。 2.双列轴承:具有两列滚动体的轴承。 3.多列轴承:具有多于两列滚动体的轴承。 轴承按其部件能否分离分类
1.分离轴承:具有可分离部件的轴承。
2.不可离轴承:轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。 轴承按其外径尺寸大小分类 微型轴承D≦26mm。(6000轴承外径26mm) 小型轴承:26≤D≦60mm。
中小型轴承: 60≤D≦120mm。 中大型轴承: 120≤D≦200mm。 大型轴承: 200≤D≦400mm。 特大型轴承: 400≤D≦2000mm。 重大型轴承:D≥2000mm。 按特殊工作性能分类
可分为:高速轴承、高温轴承、低温轴承、真空轴承、防磁轴承、耐腐蚀轴承、薄壁柔性轴承、直线轴承。
(三)、滚动轴承类型及特点 1. 深沟球轴承代号(见右图)
特点:结构简单,使用方便。6000型在安装、密封、配合乌特殊要求的地方,均可采用。带防尘盖的防尘性好,带密封圈的密封性好,两面带防尘盖的已装入适量润滑脂,工作中在一定时期内不用再加油。内圈较一般轴承宽的供
装置密封及紧定螺丝或偏心套用,安装、拆卸和使用方便,适用于要求密封较高的长轴,安装或受载荷时弯曲、倾斜较大的轴上,对主机的制造安装精度要求较低。
2.角接触球轴承(见右图)
特点:可以承受径向及单方向的轴向载荷;一般将两个轴承面对面安装,用于承受两个方向的轴向载荷。
3. 圆锥滚子轴承(见左图)
特点:为分离型轴承,其内圈(含圆锥滚子和保持架)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和轴向游隙,也可以预过盈安装。单列的在径向载荷作用下会产生附加轴向力,因此一般应成对安装。如单独使用,其外加轴向力应大于附加轴向力。主要用于重型机械。这类轴承轴向游隙的大小,对轴承能否良好工作影响很大,过小时温升高,过大时则轴承易损坏。
4. 推力球轴承(见右图)
特点:按受力情况分单向推力球轴承和双向推力球轴承。
单向推力球轴承,可承受单向轴向负荷。 双向推力球轴承,可承受双向轴向负荷。双向推力球轴承,其中圈与轴配合。座圈的安装面呈球面的轴承,具有调心性能,可以减少安装误差的影响。推力球轴承不能承受径向负荷,极限转速较低。
3.6调心滚子轴承 (见右图)
特点:主要用在载荷作用下弯曲较大的传动轴,以及支承座孔不易保证严格同心的地方。调心滚子轴承的承载能力大,特别适合重载或振动载荷下工作。
(四) 滚动轴承的代号
代号是识别滚动轴承类型、结构、尺寸与公差等级等的符号,标印在轴承的端面上。轴
1. 基本代号
基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸,是轴承代号的基础。 (1)类型代号
(2) 尺寸系列
尺寸系列是轴承宽度系列或高度系列与直径系列的组合。宽度系列指径向接触轴承或向心角接触轴承的内径相同,而宽度有一个递增的系列尺寸(依次递增:8,0,1,„„6)。高度系列指轴向接触轴承的内径相同,而轴承的高度有一个递增的系列尺寸(依次递增:7,9,1,2)。直径系列表示同一类型、内径相同的轴承,其外径有一个递增的系列尺寸(依次递增:7,8,9,0,„„5)。轴承尺寸不同,其承载能力也不同。
类型代号和尺寸代号又以组合代号的形式标印在轴承端面上。见下表1-4。 (3)内径代号
内径代号表征的是轴承内径的大小,其表示方法如下:
(2)公称直径≥500mm以及d=22、28、32的轴承,代号直接用内径毫米数表示,但在与组合代号之间用“/”分开,如深沟球轴承62/22,轴承内径d=22mm。
(3)公称直径为0.6~10mm的非整数,代号直接用内径毫米数表示,在其与组合代号
之间用“/”分开,如深沟球轴承618/2.5,轴承内径d=2.5mm。
(4)公称直径为1~9mm的整数,代号直接用内径毫米数表示,在其与组合代号之间用“/”分开,如深沟球轴承618/5,轴承内径d=5mm。 2.前置代号和后置代号
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改进时,在其基本代号左右添加的补充代号。 1、前置代号
它表示轴承组件,用拉丁字母表示。代号含义见下表
2、后置代号
后置代号用字母或字母加数字表示。
(1)内部结构代号 内部结构代号表示轴承内部结构的变化,但同一代号对不同轴承含义也不同,具体见下表
(2)密封与防尘套圈变形 密封、防尘与外部形状变化代号见下表。
(4)轴承材料代号 轴承材料代号表示轴承的套圈、滚动体是由何种材料制造的。如:/HN表示套圈、滚动体由耐热钢制造;/HC表示套圈、滚动体由渗碳钢制造;/HA表示套圈、滚动体和保持架或仅是套圈、滚动体由真空冶炼轴承钢制造,等等。 (6)游隙代号 轴承游隙指轴承的内圈相对于外圈或相反,沿半径方向或轴线方向,由一个极限位置移到另一个极限位置的移动量,因此,游隙有径向游隙和轴向游隙。轴承中所需游隙的大小,是由内、外配合的松紧程度、轴的弯曲变形、轴承与外界温差及轴承润滑冷却要求所定。当配合越紧,弯曲变形越大,温差越大,润滑冷却要求越高,则应用有大游
隙的轴承。
公差等级代号与游隙代号需同时表示时,可进行简化,取公差等级代号加上游隙组号(0组不表示),如/P63表示轴承公差等级为6级,径向游隙3组。
轴承游隙分为6组,具体见下表
(7)配置代号 配置代号是指成对安装的向心角接触轴承的安装方式。背对背安装——两轴承外圈宽端面对宽端面安装见下表。 面对面安装——两轴承外圈窄端面对窄端面安装 串联安装——两轴承同向排列,安装在一个支点上
三、滑动轴承 (一)、滑动轴承工作原理及特点:
工作原理:在滑动轴承表面若能形成润滑膜将运动副表面分开,则滑动摩擦力可大大降低,由于运动副表面不直接接触,因此也避免了磨损。滑动轴承的承载能力大,回转精度高,润滑膜具有抗冲击作用,因此,在工程上获得广泛的应用。
特点:滑动轴承结构简单、径向寸小、易于制造、便于安装,且具有工作平稳、无噪声、耐冲击和承载能力强等优点。但润滑不良时,会使滑动轴承迅速失效,并且轴向尺寸较大。 (二)、滑动轴承的分类
1. 根据承受载荷的方向分为 (1)推力滑动轴承 (2)径向滑动轴承
2.根据润滑膜的形成原理不同分为 (1)动压滑动轴承(见右图):利用相对运动副表面的相对运动和几何形状,借助流体粘性,把润滑剂带进摩擦面之间,依靠自然建立的流体压力膜,将运动副表面分开的润滑方法为流体动力润滑。 (1) 静压滑动轴承(见右图):在滑动轴承与轴颈表面之间输入高压润滑剂以承受外载荷,使运动副表面分离的润滑方法成为流体静压润滑。
3.根据结构型式不同可分为:
整体式(见右图)
剖分式(见右图)
自动调心式(见右图)
四、轴承润滑
1、轴承润滑的作用
润滑对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响,没有正常的润滑,轴承就不能工作。分析轴承损坏的原因表明,40%左右的轴承损坏都与润滑不良有关。因此,轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。除此之外,轴承的润滑还有散热,防锈、密封、缓和冲击等多种作用,轴承润滑的作用可以简要地说明如下
⑴、在相互接触的二滚动表面或滑动表面之间形成一层油膜把二表面隔开,减少接触表面的摩擦和磨损。
⑵、采用油润滑时,特别是采用循环油润滑、油雾润滑和喷油润滑时,润滑油能带走轴承内部的大部分摩擦热,起到有效的散热作用。
⑶、采用脂润滑时,可以防止外部的灰尘等异物进入轴承,起到封闭作用。
⑷、润滑剂都有防止金属锈蚀的作用。
⑸、延长轴承的疲劳寿命。
2、轴承润滑的分类
轴承的润滑方法大致分为脂润滑和油润滑两种。
脂润滑:润滑脂在日常生活中也有着广泛的用途,如自行车、手推车、畜力车、房门合页等转动轴承的润滑,打气筒皮碗的密封、金属管路接头的防漏(低压环境)及刨锯表面的防锈等。由于润滑脂一次注入后可以维持相当长时间起作用,无需经常加注,故使其更具经济性和实用性。
润滑油:设备制造厂在其说明书中对设备各部位的润滑用油均有规定,设备润滑管理人员只要按照设备说明书的要求选用油品即可;根据设备工况条件选用。