滚动轴承的基本知识

磨界之神

滚动轴承的基本知识 一、滚动轴承的基本结构 5 w& |7 n. u. x; }4 w 以滑动轴承为基础发展起来的滚动轴承，其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦，一般由两个套圈，一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、标准化、系列化程度很高的机械基础件。由于各种机械有着不同的工作条件，对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面都提出了各种不同要求。为此，滚动轴承需有各式各样的结构。但是，最基本的结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架所组成。 ! l3 ?$ D4 c( M! r' M5 F, v 各种零件在轴承中的作用分别是： ^5 M& l* @: h5 _: g# P 对于向心轴承，内圈通常与轴紧配合，并与轴一起运转，外圈通常与轴承座或机械壳体孔成过渡配合，起支承作用。但是，在某些场合下，也有外圈运转，内圈固定起支承作用或者内圈、外圈都同时运转的。对于推力轴承，与轴紧配合并一起运动的称轴圈，与轴承座或机械壳体孔成过渡配合并起支承作用的称座圈。滚动体（钢球、滚子或滚针）在轴承内通常借助保持架均匀地排列在两个套圈之间作滚动运动，它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。保持架除能将滚动体均匀地分隔开以外，还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。 二、滚动轴承的分类 . P' S) e/ F7 { / Y6 k9 V# j/ l j 1、按滚动轴承结构类型分类 1 z! l! p* X0 C/ b/ k. \ (1) 轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同，分为： ) K" _/ w) G; |' l % a2 c, V' M9 r2 G; o6 H a、向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从0到45。按公称接触角不同，又分为：径向接触轴承----公称接触角为0的向心轴承：向心角接触轴承----公称接触角大于0到45的向心轴承。 b、推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为： 轴向接触轴承----公称接触角为90的推力轴承：推力角接触轴承----公称接触角大于45但小于90的推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为： 轴向接触轴承----公称接触角为90的滚动轴承用轴承钢制造，并经过热处理，因此，滚动轴承：推力角接触轴承----公称接触角大于45但小于90的 。 1 L# i0 E7 ^" H) ^+ }/ J0 \ (2) 轴承按其滚动体的种类，分为： 0 c: A1 g/ |; f4 D+ A' ? ; m' p; Z* |: x3 M- \ a、球轴承----滚动体为球： b、滚子轴承----滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类，又分为： 圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承，圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3 ；滚针轴承----滚动体是滚针的轴承，滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm； 圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承；调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。 , |- s& `: q9 g0 J% _0 K : k2 @* K% r3 p9 j1 B (3) 轴承按其工作时能否调心，分为: a、调心轴承----滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承; , S0 V; I( @$ d6 h b、非调心轴承(刚性轴承)----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。 ! | B" V5 ]5 c$ f/ f: w (4) 轴承按滚动体的列数，分为: 1 _7 X5 ?5 k; e: U7 r e6 H. o a、单列轴承----具有一列滚动体的轴承； ; e7 K2 E1 W8 v A b、双列轴承----具有两列滚动体的轴承； ) n; ` p) ^5 r9 [ c、多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承，如三列、四列轴承。 (5) 轴承按其部件能否分离，分为： + O) c% i6 K, V& k a、可分离轴承----具有可分离部件的轴承； . k$ s+ u& A1 n9 v; }, G 4 |( \/ L# D, K8 z b、不可分离轴承----轴承在最终配套后，套圈均不能任意自由分离的轴承。 + [6 m; n3 o1 }4 }: P {" I# L8 o1 x" W% k( g! [ (6) 轴承按其结构形状(如有无装填槽，有无内、外圈以及套圈的形状，挡边的结构，甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型。 . G7 D$ M" L) _: Q, f 2、按滚动轴承尺寸大小分类 轴承按其外径尺寸大小，分为: ) ?4 \' w% T- M9 |# }/ Q3 o1 `( s4 E (1) 微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承； # J1 I! l' Z- s1 q8 h( E$ J (2) 小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承； ! ]4 w" d( U) T& l (3) 中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承； ) X( e, G" z/ ~ C/ V ? (4) 中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承； ) s1 L" N- p9 ]9 | (5) 大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承； ) P' V- \7 {2 v) q9 S4 D6 M0 ? (6) 特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。 . F, n% U6 P5 W! L" D/ m2 G/ q 8 M5 C @, Y9 \3 R: G5 W! X1 m 三、滚动轴承的基本生产过程 1 G1 D$ L q5 u: D2 \$ L / i5 j. `) _- g8 E) V 由于滚动轴承的类型、结构型式、公差等级、技术要求、材料及批量等的不同，其基本生产过程也不完全相同。 1 ?+ J. F5 B! R& Y& } 8 P" h+ G/ u/ A （一）各种轴承主要零件的加工过程： - B7 z* f7 X$ U- g' S7 K! d 1、套圈的加工过程：轴承内圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同，其中车加工前的工序可分为下述三种，整个加工过程为： 棒料或管料（有的棒　　料需经锻造和退火、正火）----车加工----热处理----磨加工----精研或抛光----零件终检----防锈----入库----（待合套装配） 2、钢球的加工过程， 钢球的加工同样依原材料的状态不同而有所不同，其中挫削或光球前的工序，可分为下述三种，热处理前的工序，又可分为下述二种，整个加工　　过程为： 棒料或线材冷冲（有的棒料冷冲后还需冲环带和退火）----挫削、粗磨、软磨或光球----热处理----硬磨----精磨----精研或研磨----终检分组----防锈、包装----入库（待合套装配）。 3、滚子的加工过程 滚子的加工依原材料的不同而有所不同，其中热处理前的工序可分为下述两种，整个加工过程为: 棒料车加工或线材冷镦后串环带及软磨----热处理----串软点----粗磨外径----粗磨端面----终磨端面----细磨外径----终磨外径----终检分组----防锈、包装----入库（待合套装配）。 ; u8 M9 L: d8 I6 k F: U 4、保持架的加工过程 保持架的加工过程依设计结构及原材料的不同，可分为下述两类： * n C7 K: p+ ` / A% V( ~0 I: {# l8 i （1）板料→剪切→冲裁→冲压成形→整形及精加工→酸洗或喷丸或串光→终检→防锈、包装→入库（待合套装配） ; ?' F* j! F, T% y) z （2）实体保持架的加工过程：实体保持架的加工，依原材料或毛坏的不同而有所不同，其中车加工前可分为下述四种毛坯型式，整个加工过程为：棒料、管料、锻件、铸件----车内径、外径、端面、倒角----钻孔（或拉孔、镗孔）----酸洗----终检----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。 （二）滚动轴承的装配过程： 滚动轴承零件如内圈、外圈、滚动体和保持架等，经检验合格后，进入装配车间进行装配，其过程如下： - ~& V' @ t# g p! }: g 零件退磁、清洗→内、外滚〈沟〉道尺寸分组选别→合套→检查游隙→铆合保持架→终检→退磁、清洗→防锈、包装→入成品库（装箱、发运）。 : L7 V* O" S8 D) N$ V3 C% ~ 四、滚动轴承的特点 滚动轴承与滑动轴承相比，具有下列优点: 8 V0 `) J5 _. {! q, ` 1、滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小，传动效率高。一般滑动轴承的摩擦系数为0.08-0.12，而滚动轴承的摩擦系数仅为0.001-0.005； 2、滚动轴承已实现标准化、系列化、通用化，适于大批量生产和供应，使用和维修十分方便； . C8 i- S2 }: m* W+ s; @9 g i # N' F7 u5 \8 P- T6 W* ~2 S$ e" M 3、不仅具有较高的机械性能和较长的使用寿命，而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有色金属； - S9 e) u9 g; i8 P$ x # u9 E/ [$ n" G& L 4、滚动轴承内部间隙很小，各零件的加工精度较高，因此，运转精度较高。同时，可以通过预加负荷的方法使轴承的刚性增加。这对于精密机械是非常重要的； 2 I: y. N3 c8 K7 X' ~1 j5 n ! E, n# k) f! P" ] 5、某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，因此，可以简化轴承支座的结构； / b; m/ V+ G/ [8 r B' s: c( }2 S& p 6、由于滚动轴承传动效率高，发热量少，因此，可以减少润滑油的消耗，润滑维护较为省事； / K* v0 T: Y+ t8 H4 y @ 7、滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。 0 s2 ?$ s( T1 t0 |, B 但是，一切事物都是一分为二的，滚动轴承也有一定的缺点，主要是： 1、滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多，因此，滚动轴承的径向尺寸大。所以，在承受大负荷的场合和要求径向尺寸小、结构要求紧凑的场合（如内燃机曲轴轴承），多采用滑动轴承； 3 w' i' R( I ^0 Y# S3 ?# z / {7 j" Z# g# |8 o* b$ M) ?/ Y 2、滚动轴承振动和噪声较大，特别是在使用后期尤为显著，因此，对精密度要求很高、又不许有振动的场合，滚动轴承难于胜任，一般选用滑动轴承的效果更佳 0 ?1 r9 r* S+ K. q5 h) S ) C% ?5 [- S: Y: Q2 r 3、滚动轴承对金属屑等异物特别敏感，轴承内一旦进入异物，就会产生断续地较大振动和噪声，亦会引起早期损坏。此外，滚动轴承因金属夹杂质等也易发生早期损坏的可能性。即使不发生早期损坏，滚动轴承的寿命也有一定的限度。总之，滚动轴承的寿命较滑动轴承短些。 . T! Q+ x" W! J, z U& c- E 可是，滚动轴承与滑动轴承相比较，各有优缺点，各占有一定的适用场合，因此，两者不能完全互相取代，并且各自向一定的方向发展，扩大自己的领域。但是，由于滚动轴承的突出优点，颇有后来者居上的趋势。目前，滚动轴承已发展成为机械的主要支承型式，应用愈来愈广泛。 / Z( h) Q$ c2 ~6 y5 }- R* w 9 g, \' ~& I8 }3 c9 u; ^ 轴承存放地点应当清洁、干燥、通风，并防止酸雾蒸气等有害物质的侵入，禁止与其他化学品存放于同一间仓库。 ( j1 C" J; Q' d" R# Q* K D6 }9 |( Z8 Z+ K+ { 正常保管条件下，轴承的有效防锈期为12个月，超过12个月应对轴承进行重新清洗，涂防锈油和包装。