滚动轴承的基本知识

磨界之神

滚动轴承的基本知识 8 j% O9 X- e' D7 S" ?! U9 f) K |1 R一、滚动轴承的基本结构 3 e8 Y# h6 J. k1 d. O# S 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。 9 j3 y# d7 B: \ 1 ]% I6 M2 C4 p# H: i# q1 _ 各种零件在轴承中的作用分别是： ; d7 g: W6 J: ?0 B# O 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。 ( o3 k7 {# [6 i% u" D* u; h5 N. s 二、滚动轴承的分类 1、按滚动轴承结构类型分类 ' _- g% j/ _0 V3 x/ e (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： - l9 H# v4 f. c' x 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。 2 N% `6 N1 x* ?1 G/ j" {. A8 r 0 p, }9 a$ s8 M/ m8 [ 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 。 $ [2 ^ `( Q: ^0 a (2) 轴承按其滚动体的种类，分为： 7 V* D& H, F* C @! s a、球轴承----滚动体为球： ( R- I; z* U+ W 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。 0 }( o3 k( Z: Q3 s (3) 轴承按其工作时能否调心，分为: 6 E& [: N- s% O! w4 G 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; - P+ I0 z, r1 D- c0 H % E9 M! `/ |* m( q 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。 (4) 轴承按滚动体的列数，分为: 5 F: ?7 n2 b+ F* G8 Z! h* o a、单列轴承----具有一列滚动体的轴承； b、双列轴承----具有两列滚动体的轴承； c、多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承，如三列、四列轴承。 & S* @" W7 S! ]( `4 t7 N : u0 R/ Y3 j. o$ x2 m( q/ K (5) 轴承按其部件能否分离，分为： 4 Z- N4 q- c: X a、可分离轴承----具有可分离部件的轴承； 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。 0 n0 M) G& U: L0 }0 g" s (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。 2、按滚动轴承尺寸大小分类 轴承按其外径尺寸大小，分为: $ ]$ F) l0 |: U2 ` ' H/ f0 C" [( W' {* c. E (1) 微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承； $ ?1 {* ~% |- x3 D1 U (2) 小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承； & u' P4 k$ k/ Y5 W + }6 e: K' d, C1 q4 z8 P (3) 中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承； 3 ?# ^: t0 v3 t (4) 中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承； # y4 L' R$ J7 S$ ]7 o + g) \& t) i5 Q- v1 c! }9 ~ (5) 大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承； 5 `) k6 _1 B& w( z ) R/ L: @2 `& `1 w# O, N0 w (6) 特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。 " a$ _" d+ C$ W9 Z, s% w, U 1 i5 i7 T8 M4 R0 B$ L5 B- r" e- ` 三、滚动轴承的基本生产过程 - \2 k; ?" ~- q9 F# g1 a5 m 4 f% W( S( J- ^, y- s8 g- U 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。 9 ~0 C5 T9 H! Z （一）各种轴承主要零件的加工过程： 6 Q/ c& h' P* i% u/ `) Z 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）。 / E! o* x. B+ I& [9 \3 Y 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： 7 I" ~" t; v ^9 Y* G! ^; D+ Q; k9 F （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） 2 l" K( P% O" z% U3 k6 b （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〉。 $ r5 f4 |( Y2 z( r7 Z （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： / g0 a4 [" `- `1 J$ s9 ? / }! y0 A9 ?4 J 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）。 ' x" y, S* q8 C + v6 v1 b; [7 n. g I1 ?0 S. M 四、滚动轴承的特点 : Z( b4 m1 x$ w Z9 O1 h/ [5 P 滚动轴承与滑动轴承相比，具有下列优点: 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； 3 { o3 {5 r+ n1 h3 S/ Z' B 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； 8 U% ~. Q- g' M& x! r1 H! |4 [ - b2 R. a4 V# p6 }1 ~: D 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； % M+ D: P9 V) `% m: y9 [5 E5 q6 o0 X) U 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； 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； 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； 7、滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。 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： ) |4 f0 n* R9 H/ a + u, j# i: w/ J) ^: Z3 K 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； , t; _7 @: a2 [ 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 K! ~) A5 G2 m1 U 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。 3 F8 a( C, F8 g% f N( _5 B 9 T$ v7 Y2 }9 i2 v# q8 T+ D$ w4 O) @; X0 i 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。 % A G0 t( x7 v* L# x 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。 4 @1 J( D& H! c. z, _/ H3 V5 [ : z ^9 ~( K6 _5 _& Z) F 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。