滚动轴承基础知识

赵章立,滚动轴承基础知识,目录,1概述,2滚动轴承结构、类型及,特点,3滚动轴承的,选型,与计算,4滚动轴承的组合设计,5滚动轴承的,拆装,6轴承,润滑,7轴承,失效分析,8滚动轴承的,代用,1概述,1.1轴承作用,轴承主要有两方面的作用：,支撑轴和轴上的零件，保持轴的旋转精度；,减少转子在旋转过程中的摩擦和磨损。,轴承要起到上述的作用，必须满足一下要求：,具有足够的强度和刚度，能承担一定的载荷。,具有较小的摩擦力矩，是回转件转动灵活。,具有一定的支撑精度，保证被支撑件的安装精度。,1.2轴承的分类,轴承 支承轴的部件。,向心轴承 主要承受径向载荷；,推力轴承 主要承受轴向载荷；,向心推力轴承 主要承受径向载荷、也可承受较大的轴向载荷；,推力向心轴承 主要承受轴向载荷、也可承受较大的径向载荷。,轴承,根据承受载荷的方向分,：,按摩擦性质分：,滑动轴承,滚动轴承,轴承,1概述,一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成；其作用为：,内圈通常与轴紧密配合，并一起旋转；,外圈通常与轴承座成过渡配合，主要起支撑的作用；,滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈的沟道中，它的形状、大小和数量直接影响轴承承载负荷的能力及使用性能；,保持架除能将滚动体均匀的分隔开外，还起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用；,2.1滚动轴承基本结构,内圈、外圈、滚动体和保持架通常称为轴承的四大件；,对于密封轴承，再加上润滑剂和密封圈称为六大件。,2滚动轴承结构类型及特点,与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、起动快、效率高、润滑和维护方便等优点，在你机械系统中广泛使用。常用的滚动轴承已经标准化，设计时只需按工作条件选择轴承的类型和型号，合理解决安装、固定、调整、润滑和密封等问题。,2滚动轴承结构类型及特点,2.2滚动轴承分类,滚动轴承,球轴承,滚子轴承,深沟球轴承,角接触球轴承,调心球轴承,推力球轴承,推力角接触球轴承,圆柱滚子轴承,滚针轴承,圆锥滚子轴承,调心滚子轴承,推力圆柱滚子轴承,推力滚针轴承,推力圆锥滚子轴承,推力调心滚子轴承,2.3各种滚动轴承的特点,特点：,转速高,精度高,噪声、振动小,主要承受径向载荷,也能承受一定轴向载荷,制造简单，成本低,7.,承受冲击载荷能力差，适用于高速场合，,特点：,转速高,精度高,噪声、振动小,可同时承受径向和轴向载荷,通常成对使用，对称安装，适用于转速高，同时受径向和轴向载荷的场合,深沟球轴承,角接触球轴承,特点：,转速比相同外形尺寸的球轴承低,精度较高,噪声、振动较小,主要承受径向载荷,内外圈均带挡边的可以承受较小的轴向载荷,6.,适用于刚度大且轴孔对中好的场合,圆柱滚子轴承,2滚动轴承结构类型及特点,2.3各种滚动轴承的特点,特点：,转速低、耐冲击、耐振动,具有自动调心功能，即内圈轴线相对外圈轴线有较大倾斜时（一般在,3,度以内）仍能正常运转,主要承受很大的径向载荷,也能承受较小的轴向载荷,4.,适用于多支点轴，弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支撑,2.3各种滚动轴承的特点,调心滚子轴承,特点：,转速较高,能承受较高的径向载荷（比径向尺寸相同的其他轴承的径向载荷大）,不能承受轴向载荷,刚性较高,5.,常用于转速较低，载荷较大，或径向尺寸受限制场合,滚针轴承,2滚动轴承结构类型及特点,调心球轴承,特点：,转速较高,具有自动调心功能,刚性差，耐冲击、振动能力差,推力球轴承,特点：,转速低,只能承受单面轴向载荷,轴圈和座圈不能倾斜,4.,高速时，离心力大，滚动体与保持架磨损发热严重，寿命低。,双列推力球球轴承,特点：,转速低,能承受双面轴向载荷,轴圈和座圈不能倾斜,2滚动轴承结构类型及特点,2.3各种滚动轴承的特点,双列向心推力球轴承,特点：,转速高，精度高,有一定刚性，不耐冲击,能承受双面轴向载荷,轴圈和座圈不能倾斜,双列角接触球轴承,特点：,转速高，精度高,有一定刚性，不耐冲击,相当两套角接触球轴承背对背安装,双列圆柱滚子轴承,特点：,转速高，精度高,刚性大，耐冲击、振动,3.,不能承受轴向载荷,2滚动轴承结构类型及特点,2.3各种滚动轴承的特点,2.4滚动轴承基本代号,前置代号,基本代号,后置代号,字母,字母和数字,X XX XX,字母和数字,类,型,代,号,宽,度,代,号,直,径,代,号,内,径,代,号,成套轴承的分部分,内部结构改变,密封防尘与外部形状变化,保持架结构材料改变及轴承材料改变,公差等级和游隙,其他,2滚动轴承结构类型及特点,滚动轴承类型很多，每种类型都有不同的结构、尺寸、公差等级和技术要求。GB规定的轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成。基本代号是轴承代号的核心。,轴承代号构成,2滚动轴承结构类型及特点,滚动轴承类型代号,轴承类型,代号,轴承类型,代号,双列角接触球轴承,0,深沟球轴承,6,调心球轴承,1,角接触球轴承,7,调心（推力调心）滚子轴承,2,推力圆柱滚子轴承,8,圆锥滚子轴承,3,推力圆锥滚子轴承,9,双列深沟球轴承,4,圆柱滚子轴承,N,推力球轴承,5,滚针轴承,NA,滚动轴承类型代号,2滚动轴承结构类型及特点,滚动轴承尺寸系列代号,直径系列代号,向心轴承,推力轴承,宽度系列代号,高度系列代号,8,0,1,2,3,4,5,6,7,9,1,2,尺寸系列代号,7,17,37,8,08,18,28,38,48,58,68,9,09,19,29,39,49,59,69,0,00,10,20,30,40,50,60,70,90,10,1,01,11,21,31,41,51,61,71,91,11,2,82,02,12,22,32,42,52,62,72,92,12,22,3,83,03,13,23,33,73,93,13,23,4,04,24,74,94,14,24,5,95,滚动轴承尺寸系列代号,滚动轴承内径系列代号,2滚动轴承结构类型及特点,轴承公称内径,内径代号,示例,0.610（小数）,用公称内径毫米数直接表示，在其与尺寸系列代号间用“/”分开,深沟球轴承,618/2.5,d=2.5mm,19（整数）,用公称内径毫米数直接表示，对深沟球轴承及角接触球轴承7、8、9直径系列，内径与尺寸系列代号之间用“/”分开,深沟球轴承625,618/5,d=5mm,1017 10,12,15,17,00,01,02,03,深沟球轴承6200,d=10mm,20480（22、28、32除外）,公称内径除以5的商数，商数为个位数，需在商数左边加“0”，如08,调心滚子轴承22208,d=40mm,d500,及22、28、32,用公称内径毫米数直接表示，但与尺寸系列之间用“/”分开,调心滚子轴承230/500,d=500mm,滚动轴承内径系列代号,2.5滚动轴承前、后置代号说明,2滚动轴承结构类型及特点,后置代号组,1,2,3,4,5,6,7,8,含义,内部结构,密封与防尘圈,保持架及材料,轴承材料,公差等级,游隙,配置,其他,轴承后置代号：,用字母和数字表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等。后置代号,排列顺序如下所示：,轴承前置代号：,用字母表示轴承的分部件。如用L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈,K表示滚动体和保持架组件等。,滚动轴承后置代号排列顺序,公差等级,P2,P4,P5,P6X,P6,P0,3滚动轴承的选型与计算,3.1影响轴承承载能力的参数,游隙,内、外滚道与滚动体之间的间隙称为游隙，即为当一个座圈固定时，另一座圈,沿径向或轴向的最大移动量。,游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。,Ur,Ur,径向游隙,轴向游隙,内径(mm),C1 C2,C0,C3,C4,C5,超过,到,最小,最大,最小,最大,最小,最大,最小,最大,最小,最大,2.5,10,0,7,2,13,8,23,14,29,20,37,10,18,0,9,3,18,11,25,18,33,25,45,极限转速,滚动轴承在一定载荷和润滑条件下，允许的最高转速称为极限转速。转速过高会产生高温，,润滑失效产生破坏。,偏位角,安装误差或轴的变形等都会引起轴承内外圈中心线轴承中心线相对倾斜，其倾斜角,称为偏位角。,接触角,由轴承结构类型所决定的接触角称为公称接触角。,3.1影响轴承承载能力的参数,3滚动轴承的选型与计算,3滚动轴承的选型与计算,3.2轴承选型需考虑的因素,载荷条件,转速条件,支撑限位要求,调心性能,经济性,轴承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。,如轴承只受径向载荷，可选,6类、N类或者NA类轴承；只受轴向载荷可选5类，当径向轴向均受力时一般选7类；若,径向载荷大，轴向载荷小，也可选6类；若轴向载荷很大，径向载荷下时可选2类；也可径,向、止推轴承联合使用分担径向轴向载荷。,选择轴承类型时应注意其允许的极限转速,n,lim,。,球轴承的极限转速高于滚子轴承，一般转速较高、载荷较小、旋转精度较高时选用球轴承；转速较大或有冲击时选用滚子轴承；但转速较高，轴向载荷不大时可用7类轴承代替5类轴承使用。,能承受双向轴向载荷的轴承，可以做双向固定支撑用。只承受单向载荷的轴承可以做单向限位支撑。,轴承工作时，若轴受力后挠曲变形较大，或轴孔轴线不重合及加工、安装误差的影响等，都会造成轴承内外圈轴线发生偏斜，这是就要用调心轴承。N类和NA类轴承调心性能最差。,在满足使用条件的情况下优先选用价格低廉的轴承。,选择轴承时首先要了解设备的性能，再根据具体的工作条件及各类轴承的性能选择合适的轴承。,3滚动轴承的选型与计算,3.2滚动轴承的计算,滚动轴承失效形式及计算准则,滚动轴承的失效有疲劳点蚀和塑性变形的正常失效和维护保养不善引起的磨损、胶合、内,外圈和保持架破损、锈蚀等不正常失效。,疲劳点蚀：滚动体进入承载区，在内外圈及滚动体表面产生接触应力，一段时间后发生点,蚀。通常在安装、维护保养良好条件下，疲劳点蚀是主要失效形式。,塑性变形：低速重载的轴承在大的静载荷和冲击载荷作用下，会发生塑性变形，使轴承产,生剧烈振动和噪声，使轴承失效。,在实际中大多数轴承是由于维护保养不良而失效的。,在选择轴承的型号时，应针对轴承的主要失效形式进行必要的计算。计算准则如下：,一般工作条件的回转轴承：,针对疲劳点蚀进行计算，必要时进行静强度校核；,低速重载、或受冲击载荷轴承：,针对塑性变形进行计算；,高速轴承：,针对磨损、烧伤等进行寿命计算，同时还需校核极限转速。,3滚动轴承的选型与计算,3.2滚动轴承的计算,滚动轴承的寿命计算,基本概念：,滚动轴承的寿命,：一批相同的轴承，在相同的条件下运转，90%的轴承在疲劳点蚀前能够达到或,超过的总转数,L,10,（以10,6,转为单位）或一定转速下的工作小时数,L,10h,。,基本额定动载荷,：能使轴承的基本额定寿命达到,10,6,转时轴承所能承受的载荷，用字母C表示。,当 量 动 载 荷,：工作实际载荷通过一定的换算关系转换成的与基本额定动载荷条件相当的载荷值,用字母P表示。,基本公式：,轴承寿命计算公式,：,为寿命指数，球轴承为3，,滚子轴承为10/3.若工作温度高则基本额定动载荷需乘以修正系数f,t。,当量动载荷计算,：,P=f,p,（XFr+YFa）X、Y,为径向、轴向动载荷系数，,Fr、Fa,为径向、轴向,动载荷,f,p为载荷系数（设备运转对轴承的影响）,判断系数,：,e=Fa/Fr,。计算时根据,e,的大小确定,X、Y,值。,3.2滚动轴承的计算,滚动轴承静强度和极限转速计算,3滚动轴承的选型与计算,滚动轴承静强度计算：,对于工作于静止状态，缓慢摆动或者极低转速转动及载荷变动较大的轴承，为防止滚动体和,滚道接触处发生过大的塑性变形，应按基本额定静载荷选择轴承。,基本额定静载荷是指受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷。,用C,0,表示。,按基本额定静载荷选择轴承的公式为：C,0,S,0,P,0,.C,0,为基本额定静载荷；S,0,静强度安全系数,P,0,当量静载荷。,滚动轴承极限转速计算：,转速过高，摩擦面间产生高温，破坏润滑膜，使轴承摩擦