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 6 K, L% u+ `0 h+ }3 @- q 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。 各种零件在轴承中的作用分别是： 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。 / L- T1 z( }8 u 二、滚动轴承的分类 2 `3 ^8 r0 q5 u- J 1、按滚动轴承结构类型分类 4 ?3 n, C' {6 Y8 p 8 Z- Q7 D9 f+ x" B (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： 5 p# t( \+ ^5 H& E& L" R 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 。 ' O3 S8 {! Z: ]. t( p0 y" i$ g+ i (2) 轴承按其滚动体的种类，分为： ' y; E7 r# u7 p2 h * ]; S( `3 G; P ^+ L; A 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。 & w, E) H! Z6 V# |* U& Q( @5 S4 [3 K ( T2 a; T8 }& D' J# \ ^ (3) 轴承按其工作时能否调心，分为: 3 A& A. a) F; h" 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; $ V" A1 z/ r: v# p6 d$ C! C# 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。 6 _7 m3 O' P- x. a0 b$ S! q (4) 轴承按滚动体的列数，分为: , c6 p9 X. K6 z2 U: c) m m ) ]1 c* o# v# p$ e; M1 {& k% b a、单列轴承----具有一列滚动体的轴承； 4 \* j6 J6 U; @( z% ^, L- l 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。 0 k! i5 c2 }8 r' E1 @2 w (5) 轴承按其部件能否分离，分为： 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。 - I9 Y1 i) X% X, _* H6 u/ t (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。 6 g. \! d! J# [4 j 2、按滚动轴承尺寸大小分类 轴承按其外径尺寸大小，分为: 6 [$ V( ?9 ?* @$ X1 F (1) 微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承； ( S+ C# [7 ]/ N6 V8 W (2) 小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承； 0 v8 l6 {& ^1 D s" F! B5 C (3) 中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承； (4) 中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承； ! y4 z) g7 M6 C: D* A / R4 m# S* e& k8 F4 P (5) 大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承； ; d7 X6 ^* V' x; t8 e0 K. y (6) 特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。 8 a& E8 f1 p; w/ k" o. E& g+ r 三、滚动轴承的基本生产过程 ! q y+ |* E6 Y) _2 Q/ p, }+ P 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。 / s9 @) t. k- r. q7 ]6 X j （一）各种轴承主要零件的加工过程： - y% {, }7 ^7 f' V) z, O) q3 S 9 ?% l/ ^5 ~# x- F$ x 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） ! [3 o9 }( K5 ]7 E( y5 M4 L' ` 6 [1 U3 r3 i$ L5 ?/ s! ~% b# J" V 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）。 " |; r$ R/ B1 c 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）。 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： $ J; i2 o ]1 |- H8 k （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） 5 P }/ ^" L6 Z( y8 c7 K （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〉。 # J$ X. V& Q: C （二）滚动轴承的装配过程： & D. M# L- @6 i- i) u 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： 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）。 四、滚动轴承的特点 8 |3 f7 R" g. _ $ Q5 p- @3 O L1 i 滚动轴承与滑动轴承相比，具有下列优点: . X6 @" u% G6 C, T& E% T9 q " z( N; \3 m4 n) ^" t, E 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； 8 v+ ^ [" ?9 w2 N ( e$ ?/ C- P$ ]0 t 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； 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； ' `0 B# z+ M3 J: ~5 U# Q; F 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； 4 ?% y" z \1 M9 J( I( Q# ] 5 b( M2 c7 {3 H 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； 0 _( m) u2 ` F" U 7、滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。 + [2 L6 A2 O: T4 |" c- Q 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： * \% Y3 v+ ~8 u0 B! g' A 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； 6 w2 J5 m8 e- L- k% I 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 : h4 u2 ]0 U$ V+ u* j 4 V2 O( J" o8 }' f# Y" J; v 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。 % p2 o# k% o* ~# [" r' \# | 0 k% O9 x u. _8 Q8 [: ~/ l 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。 1 U8 v$ `2 Y8 W, J ) l4 y/ C6 ]) m N 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。 + t1 Q! C# ?8 x0 I% E" ] 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。