轴承基本知识

1轴承基本知识第一节：滚动轴承在国民经济中的地位及发展概况一．定义轴承是支撑转轴或其他旋转件的零件、引导旋转运动并承受传递给支架的负荷。二．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。由于滚动轴承尺寸已国际标准化，具有互换性，不仅使用维修方便，而且便于专业化大批量生产。三．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。特别值得一提的是我国发射的神州系列载人飞船上，都使用有哈轴生产的轴承，哈轴的副总工程师、研究所所长等都参加了神州系列载人飞船发射成功的庆功、总结、表彰大会。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。第二节滚动轴承的基本结构滚动轴承是一种通用性很强、标准化程度很高的基础元件，它的基本结构由四大件组成——内圈、外圈、滚动体、保持架组成；推力轴承由轴圈、座圈、滚动体、保持架组成。四大件的作用分别是：1.内圈（内套）：与轴紧配合、并与轴一起旋转（起支撑作用）。2.外圈（外套）：通常与轴承座孔或机械部件壳体配合，起支撑作用。但在某些应用场合、也有外圈旋转，内圈固定，或者内、外圈都旋转的。3.滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间；它的大小和数量直接影响轴承的载荷能力和使用性能。滚动体可分为：球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子等。4.保持架将轴承中的一组滚动体等距离隔开，引导滚动体在正确的轨道上运动，改善轴承内部载荷分配和润滑性能。在推力轴承中、与轴紧配合并一起旋转的称为轴圈（或紧圈）、与轴承座孔或机械部件壳体配合起支撑作用的称为座圈（或活圈）。2第三节轴承标准外形尺寸及常用术语一.结构表面名称１.滚道：外圈上供钢球（或滚子）滚动的表面叫外沟（外滚道）。内圈上供钢球（或滚子）滚动的表面叫内沟（内滚道）内沟、外沟均为工作表面。２.内径和外径：内圈内孔表面的直径叫内径（ｄ）；外圈外表面的直径叫外径（Ｄ）。内径和外径均为安装表面。３.内外径和外内径：内圈上最大的外表面直径（ｄ２）叫内外径。外圈上最小的内表面的直径（Ｄ２）称为外内径。４.套圈的宽度（幅高）：两端面之间的距离；外圈的宽度用Ｃ表示，内圈宽度用Ｂ表示。５.倒角：６.挡边：７.油沟：二.零件代号：外（活）圈：０１；内（紧）圈：０２；滚动体：０４；实体保持架：０６；冲压保持架：０７；紧固铆钉：０９。三.滚动轴承的公差与符号介绍：新颁布的滚动轴承标准的轴承公差定义符号中字母的含义：Δ：表示偏差；Ｒ：指曲率半径；Ｖ：表示变动量；ｍ：表示平均；Ｐ：表示平面；Ｓ：表示单一；ｄ：表示公称内径；Ｄ：表示公称外径；Ｂ：表示公称宽度；Ｃ：外圈公称宽度；α：公称圆锥度；Ｓ：表示侧面即轴向；ｉ：表示内圈；ｅ：表示外圈；Ｋ：表示径向跳动。四.滚动轴承套圈型位公差符号及新旧术语对照表：序号轴承行业标准名称符号旧习惯用语１.单一径向平面内，内（外）径的变动量Ｖｄｐ（ＶＤｐ）椭圆度２.内（外）径变动量Ｖｄｓ（ＶＤｓ）锥度３.圆度误差ΔＣｉｒ棱面度、波纹度４.内外圆母线直线度Ｌｄ（ＬＤ）直线度５.内（外）滚道对内（外）表面厚度变动量Ｋｉ（Ｋｅ）壁厚差６.内（外）套圈宽度变动量ＶＢｓ（ＶＣｓ）平行差７.内圈基准端面对内孔的跳动Ｓｄ垂直差（２倍）８.外表面母线对基准端面倾斜度变动量ＳＤ垂直差（２倍）９.内（外）圈滚道对基准端面的平行度Ｓｉ（Ｓｅ）沟侧摆１０.内（外）圈滚道圆锥角误差Δ２β（Δ２α）角度差其中：Ｖｄｐ＝ｄｍａｘ－ｄｍｉｘ3ＶＤｐ＝Ｄｍａｘ－ＤｍｉｘＶＢｓ＝Ｂｓｍａｘ－ＢｓｍｉｘＶＤｍｐ＝Ｄｍｐｍａｘ－ＤｍｐｍｉｘＶＤｍｐ——平均外径的变动量：指单个套圈最大与最小单一平面平均外径之差。第四节滚动轴承的分类一．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：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．向心角接触轴承：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。3。推力轴承：轴向接触轴承、推力角接触轴承。4．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。5．推力角接触轴承：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。二．轴承按其滚动体的种类分类1。球轴承——滚动体为球。１英寸＝２５.４ｍｍ2．滚子轴承：滚动体为滚子。Ｌ：滚子的长度。ｄ：滚子直径。3．滚子轴承按滚子形状不同又可分为：⑴圆柱滚子轴承Ｌ／ｄ≤３.⑵长圆柱滚子轴承Ｌ／ｄ≯３，ｄ≯５ｍｍ。⑶滚针轴承Ｌ／ｄ≯３，ｄ≤５ｍｍ。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。三．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。四．按滚动体的列数分类1．单列轴承：具有一列滚动体的轴承。42．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。五．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。六．轴承按其外径尺寸大小分类①微型轴承Ｄ≮２６ｍｍ。（６０００轴承外径２６ｍｍ）②小型轴承：２６≤Ｄ≮６０ｍｍ。③中小型轴承：６０≤Ｄ≮１２０ｍｍ。④中大型轴承：１２０≤Ｄ≮２００ｍｍ。⑤大型轴承：２００≤Ｄ≮４００ｍｍ。⑥特大型轴承：４００≤Ｄ≮２０００ｍｍ。⑦重大型轴承：Ｄ≥２０００ｍｍ。七.按用途分类.按轴承的用途（即轴承应用之主机）可分为：铁路、汽车、机床、电机、石油钻机、航空发动机、岩石掘进机。八.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。九.滚动轴承的优缺点：滚动轴承的主要优缺点有：优点：1。滚动轴承的摩擦系数小，因而滚动轴承摩擦阻力及起动摩擦力矩小功率消耗小，机械效率高。2。外型尺寸已标准化，具有互换性，安装、拆卸和维修都很方便。3．轴向结构紧凑，使机器的轴向尺寸大为减少。4．精度高，磨损小，寿命长，能在较长的时间内保持轴的安装精度。5．具有自动调心的特殊轴承，当主轴有轻微挠曲来配合部件有些不同心时仍能正常工作。6。适宜于专业化大批量生产，质量稳定、可靠，生产效率高，生产成本较低。缺点：多数滚动轴承不宜承受强大的冲击与振动，运转时有振动和噪声，轴承座结构亦较复杂。第五节滚动轴承的生产过程5由于滚动轴承的类型、结构型式、公差等级、技术要求及生产批量等的不同，其生产过程也不相同，本节仅简单叙述由外圈、内圈、滚动体和保持架四种零件组成的典型结构的滚动轴承基本生产过程。一。各零配件的生产过程①内、外圈的生产过程棒料→锻造→退（正）火→车加工→热处理→磨加工→精研或抛光→零件终检→防锈→入库。棒料管料→车加工→热处理→磨加工→精研或抛光→零件终检→防锈→入库。棒料→锻造→退火→检查。棒料加热方式是：电磁感应或煤气炉。棒料加热到（始锻1050℃——1100℃）下料剪切→镦粗→挤压成型（冲孔、扩孔）碾扩（退火）终锻温度800℃——860℃。棒料管料→车加工（由投料和精整组成，由软磨工序划分）投料和精整分为五道工序，分别在C7620车床上加工。工序Ⅰ：车端面、车内倒角R内孔。工序Ⅱ：车另一端面外圆R内外倒角。工序Ⅲ：软磨外基准端面（车内沟）工序Ⅳ打印（内套）。工序Ⅳ：在精车车床上车外沟。工序Ⅴ：外端面打字。热处理（淬火工艺）：将车加工过的套圈均匀的放入加热炉内，然后加热炉内工件至淬火温度，保温一段时间，迅速放入冷却介质中冷却的工艺过程。冷却介质可为30℃——60℃的10号或20号机油或10号轻柴油。磨加工（外圈）：⑴端面磨削；⑵无心外圆磨削；⑶磨外滚道；⑷精研外滚道；⑸热清洗退磁入库。磨加工（内圈）：⑴磨端面；⑵磨内外径；⑶磨内沟；⑷磨内径；⑸精研内滚道；⑹热清洗退磁入库。②钢球的生产过程：棒料→热冲→冲环带→退火→锉削→粗磨→软磨→热处理→硬磨→精磨→精研或研磨→终检分组→防锈→包装入库。棒料线材→冷冲→光球→热处理→硬磨→精磨→精研或研磨→终检分组→防锈→包装入库。③滚子生产过程：棒料→车加工→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。6线材→冷镦→串环带→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④冲压保持架生产过程：板料→剪切→冲裁→冲压成型→整形及精整加工→酸洗、喷丸或串光→终检→防锈包装→入库。⑤实体保持架的生产过程：原材料（棒料、管料、锻件或铸件）→车内、外径、端面→钻孔（拉孔或镗孔）→酸洗→终检→涂油包装→入库。二．动轴承的装配过程：轴承零件（内圈、外圈、滚动体和保持架）经检查合格后，进入装配车间进行装配，装配的生产过程如下：零件退磁清洗→内、外圈滚道尺寸分组选别→合套检查游隙→铆合保持架→终检→退磁清洗→涂油包装→入成品库（装箱发运）。第六节滚动轴承的性能一.深沟球轴承深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大，应用范围广泛的一类轴承。主要用以承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷，当轴承的径向游隙加大时，具有角接触球轴承的功能，可承受较大的轴向载荷。特点：此类轴承摩擦系数小。极限转速高，在转速较高不宜采用推力轴承的情况下，可用该类轴承承受纯轴向载荷。应用范围广：汽车、拖拉机、机床、电机、水泵、农业机械、纺织机械等。其产量占轴承总产量的百分之六十至百分之七十。是我国产量最高、使用最普遍而且价格最便宜的一类轴承。主要结构型式：１.基本型深沟球轴承6（0）000型。对安装、密封、配合无特殊要求的部件，均可采用此种结构轴承。２.带防尘盖深沟球轴承带单面防尘盖（后缀代号为Z）和带双面防尘盖（后缀代号为2Z）的深沟球轴承。能防止灰尘或污物从一面或两面进入沟道，采用08或10号钢制防尘盖（卷边），与内圈挡边之间存在径向间隙，极限转速与基本型深沟球轴承相同。３.带密封圈的深沟球轴承一面带密封圈（后缀代号为RS）和两面带密封圈（后缀代号为2RS）的深7沟球轴承，一般采用钢骨架式丁青橡胶密封圈，密封唇与内圈挡边径向接触，为接触式密封，密封效果较好，但摩擦阻力较大，极限转速较低。如果密封唇与内圈挡边不接触，则为非接触式密封，单面非接触式密封（后缀代号为RZ），两面非接触式密封（后缀代号为2RZ）。４.外圈上开有安置止动环的矩型槽（后缀代号为N）的深沟球轴承，装入止动环后可简化轴承在轴承座孔内的轴向定位。轴承一面带防尘盖，另一面外圈有止动槽，其后缀代号为ZN。二.调心球轴承调心球轴承有两列钢球，内圈有两条滚道，外圈滚道为球面形，具有自动调心的性能，可以自动补偿由于轴的挠曲和壳体变形产生的同轴度误差，但其内、外圈相对倾斜度不得超过3度。适用于支撑座孔不能保证严格同轴度的部件中。此种轴承主要用来承受径向负荷，在承受径向负荷的同时、也可承受较小的轴向负荷，若承受纯轴向负荷时，负荷仅由一列钢球承受。广泛应用在国家联合收割机等农业机械，鼓风机，造纸机，纺织机械、木工机械、桥式吊车走轮及传动轴上。主要结构型式１.圆柱孔调心球轴承10000型1（0）200——1200（1）2217ATN——1517；（1）2308ATN——1608２.圆锥孔（锥度1/12）调心球轴承10000K型1（0）217AKTN——111217；（1）2210AKTN——111510轴承的安装和拆卸都方便、用紧定套还可以调整轴承的径向游隙。三.角