滾動軸承

思想與生活家 2015-12-30

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將運轉的軸與軸座之間的滑動摩擦變為滾動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件，叫滾動軸承（rollingbearing）。滾動軸承一般由外圈，內圈，滾動體和保持架組成。其中內圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉，外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用，滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內圈和外圈之間，其形狀大小和數量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命，保持架能使滾動體均勻分布，防止滾動體脫落，引導滾動體旋轉起潤滑作用。

基本信息

中文名：滾動軸承
英文名：rolling bearing

特點：維護方便，工作可靠，起動性能
缺點：徑向尺寸較大，減振能力較差
應用學科：機械工程；機械零件；滾動軸承
作用：支承轉動的軸及軸上零件

滾動軸承介紹

在滾動摩擦下工作的軸承。滾動軸承是標準化程度很高的零件,互換性好，消耗潤滑劑少,大多能用脂潤滑，使用維護方便，工作可靠，靜摩擦力矩接近動摩擦力矩，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。但高速時壽命低，聲響較大。滾動軸承按承載方向可分為向心軸承和推力軸承(見圖)。向心軸承主要承受徑向力,也能同時承受不大的軸向力;推力軸承只能承受軸向力。向心推力軸承能同時承受徑向力和軸向力。滾動軸承按滾動體形狀又可分為

正在加載滾動軸承

球軸承、滾子軸承和滾針軸承。轉速較高、載荷較小，要求旋轉精度較高時宜選用球軸承；載荷大時宜選用滾子軸承；載荷大而徑向尺寸又受限制時宜選用滾針軸承。向心軸承的套圈分內圈和外圈,內圈常與軸緊套并隨軸一起旋轉,外圈裝在軸承座孔中。滾動體沿套圈的滾道滾動，由保持架隔開，避免相互摩擦。推力軸承分緊圈和活圈兩部分。緊圈與軸套緊，活圈支承在軸承座上。套圈和滾動體采用強度高、耐磨性好的滾動軸承鋼制造，淬火后表面硬度應達到 HRC60～65。保持架多用軟鋼沖壓制成，有的采用銅合金、夾布膠木或塑料制造。　　基本類型　表中列出中國生產的滾動軸承的基本類型。各種類型的滾動軸承又分B、C、D、E、G5個精度等級。B為最高精度級。G為普通精度級，應用最普遍。轉速高、對旋轉精度有嚴格要求的主軸，應選用精度較高的軸承，如精密車床、銑床、鏜床、磨床磨頭、航空發動機、增壓器、精密儀表選C、D級；坐標鏜床、高速磨頭選B、C級。滾動軸承使用維護方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動軸承比較，滾動軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時壽命低，聲響較大。滾動軸承中的向心軸承（主要承受徑向力）通常由內圈、外圈、滾動體和滾動體保持架4部分組成。內圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉，外圈裝在軸承座孔中。在內圈的外周和外圈的內周上均制有滾道。當內外圈相對轉動時，滾動體即在內外圈的滾道上滾動，它們由保持架隔開，避免相互摩擦。推力軸承分緊圈和活圈兩部分。緊圈與軸套緊，活圈支承在軸承座上。套圈和滾動體通常采用強度高、耐磨性好的滾動軸承鋼制造，淬火后表面硬度應達到HRC60～65。保持架多用軟鋼沖壓制成，也可以采用銅合金夾布膠木或塑料等制造

結構

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滾動軸承的類型、結構、尺寸和精度等級等規定用代號表示。對沒有特殊要求的普通滾動軸承，中國代號用四位阿拉伯數字標示。最前面一位是類型代號，其次為直徑系列代號，最后兩位數為內徑尺寸代號。同一內徑的軸承有幾種不同的外徑，分特輕、輕、中和重系列，分別用1、2、3、4表示。特輕系列外徑最小，重系列外徑最大。內徑為20～459毫米的軸承，內徑尺寸代號乘5即為軸承內徑。例如6308：6代表向心推力球軸承，3代表中系列，08代表軸承內徑為08×5=40毫米。

負荷與壽命　滾動軸承中任一元件出現接觸疲勞磨損前的運轉總轉數或在一定轉速下的總工作時數，稱為軸承壽命。滾動軸承的壽命參差很大，同一批生產的軸承在相同條件下運轉，其壽命可相差數倍甚至數十倍。同一批軸承中的90％在疲勞剝落前能達到或超過的總轉數（或工作時數）時稱為額定壽命L。額定壽命為100萬轉時所能承受的載荷為額定動負荷C。承受載荷最大的滾動體與滾道接觸處的塑性變形量之和達到萬分之一滾動體直徑時，所能承受的負荷為額定靜負荷C0。額定負荷越大，軸承的負荷能力越強。向心軸承的額定負荷是純徑向負荷，推力軸承的額定載荷是純軸向載荷。軸承的實際負荷情況常與額定負荷不同，須換算成當量負荷。在當量動負荷P作用下,軸承的壽命與實際負荷條件下的壽命相同。在當量靜負荷P0作用下，負荷最大的滾動體和滾道接觸處的總塑性變形量與實際載荷條件下的相同。軸承的額定壽命、額定動負荷與當量動負荷之間的關系為

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式中ε為壽命指數：球軸承ε＝3，滾子軸承ε＝10/3。在選擇軸承時通常取機器中修或大修期限作為軸承的預期壽命。例如，不經常使用的設備為500～2000小時；每天工作8小時連續使用的機器為2～3萬小時;每天連續使用24小時的機器為 4～10萬小時。實際上達到預期壽命時只有少數軸承損壞。

性能

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1、調心性能

軸中心線相對軸承座孔中心線傾斜時，軸承仍能正常工作的能力。雙列向心球面球軸承和雙列向心球面滾子軸承具有良好的調心性能。滾子軸承和滾針軸承不允許內、外圈軸線有相對傾斜。各類滾動軸承允許的傾斜角不同，如單列向心球軸承為8′～16′,雙列向心球面球軸承為2°～3°，圓錐滾子軸承≤2′。
極限轉速　在一定載荷和潤滑條件下軸承所允許的最高轉速。極限轉速與軸承類型、尺寸、精度、游隙、保持架、負荷和冷卻條件等有關。軸承工作轉速應低于極限轉速。選用高精度軸承、改善保持架結構和材料、采用油霧潤滑、改善冷卻條件等，都可以提高極限轉速。

2、軸承潤滑

主要有脂潤滑和油潤滑。采用脂潤滑不易泄漏、易于密封、使用時間長、維護簡便且油膜強度高，但摩擦力矩比油潤滑大，不宜用于高速。軸承中脂的裝填量不應超過軸承空間的1／2～1／3，否則會由于攪拌潤滑劑過多而使軸承過熱。油潤滑冷卻效果好，但密封和供油裝置較復雜。油的粘度一般為 0.12～0.2厘米／秒。負荷大，工作溫度高時宜選用粘度高的油,轉速高時選用粘度低的油。潤滑方式有油浴潤滑、滴油潤滑、油霧潤滑、噴油潤滑和壓力供油潤滑等。油浴潤滑時，油面應不高于最下方的滾動體中心。若按彈性流體動壓潤滑理論設計軸承和選擇潤滑劑粘度，則接觸表面將被油膜隔開。這時，在穩定載荷作用下，軸承壽命可提高很多倍。

現代機器、儀器等設備正向高速、重載、精密、輕巧等方面發展，這對滾動軸承提出許多新的要求，如在減小尺寸的同時要求軸承保持甚至提高額定負荷，采用新技術改進工藝，提高制造精度，降低成本。通用滾動軸承已很難滿足各式各樣的要求，對生產量大的機器設備應設計制造專用軸承，在加強標準化的同時，增加品種，擴大專用軸承的比例。現代工業的發展還需要在特殊工況下工作的特種軸承，如在高速、高溫、低溫、強磁場或在酸、堿等介質中工作的軸承。