工業(yè)軸承的基本知識(shí)

第一節(jié) 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)

    以滑動(dòng)軸承為基礎(chǔ)發(fā)展起來的滾動(dòng)軸承，其工作原理是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，一般由兩個(gè)套圈，一組滾動(dòng)體和一個(gè)保持架所組成的通用性很強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度很高的機(jī)械基礎(chǔ)件。由于各種機(jī)械有著不同的工作條件，對(duì)滾動(dòng)軸承在負(fù)荷能力、結(jié)構(gòu)和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動(dòng)軸承需有各式各樣的結(jié)構(gòu)。但是，最基本的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架所組成。 

    各種零件在軸承中的作用分別是：

    對(duì)于向心軸承，內(nèi)圈通常與軸緊配合，并與軸一起運(yùn)轉(zhuǎn)，外圈通常與軸承座或機(jī)械殼體孔成過渡配合，起支承作用。但是，在某些場合下，也有外圈運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定起支承作用或者內(nèi)圈、外圈都同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。對(duì)于推力軸承，與軸緊配合并一起運(yùn)動(dòng)的稱軸圈，與軸承座或機(jī)械殼體孔成過渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動(dòng)體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內(nèi)通常借助保持架均勻地排列在兩個(gè)套圈之間作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負(fù)荷能力和使用性能。保持架除能將滾動(dòng)體均勻地分隔開以外，還能起引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤滑性能等作用。

    第二節(jié) 滾動(dòng)軸承的分類

    1．按滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)類型分類

    (1) 軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同，分為：

      1) 向心軸承----主要用于承受徑向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角從0到45。按公稱接觸角不同，又分為：徑向接觸軸承----公稱接觸角為0的向心軸承：向心角接觸軸承----公稱接觸角大于0到45的向心軸承。

      2) 推力軸承----主要用于承受軸向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角大于45到90。按公稱接觸角不同又分為：軸向接觸軸承----公稱接觸角為90的推力軸承：推力角接觸軸承----公稱接觸角大于45但小于90的推力軸承。

    (2) 軸承按其滾動(dòng)體的種類，分為：

      1) 球軸承----滾動(dòng)體為球：

      2) 滾子軸承----滾動(dòng)體為滾子。滾子軸承按滾子種類，又分為：圓柱滾子軸承----滾動(dòng)體是圓柱滾子的軸承，圓柱滾子的長度與直徑之比小于或等于3 ；滾針軸承----滾動(dòng)體是滾針的軸承，滾針的長度與直徑之比大于3，但直徑小于或等于5mm; 圓錐滾子軸承----滾動(dòng)體是圓錐滾子的軸承; 調(diào)心滾子軸承一一滾動(dòng)體是球面滾子的軸承。

    (3) 軸承按其工作時(shí)能否調(diào)心,分為:

      1) 調(diào)心軸承----滾道是球面形的,能適應(yīng)兩滾道軸心線間的角偏差及角運(yùn)動(dòng)的軸承;

      2) 非調(diào)心軸承(剛性軸承)----能阻抗?jié)L道間軸心線角偏移的軸承。

    (4) 軸承按滾動(dòng)體的列數(shù),分為:

      1) 單列軸承----具有一列滾動(dòng)體的軸承;

      2) 雙列軸承----具有兩列滾動(dòng)體的軸承;

      3) 多列軸承----具有多于兩列滾動(dòng)體的軸承,如三列、四列軸承。

    (5) 軸承按其部件能否分離,分為：

　　 1)可分離軸承----具有可分離部件的軸承；

　　 2)不可分離軸承----軸承在最終配套后,套圈均不能任意自由分離的軸承。

    (6) 軸承按其結(jié)構(gòu)形狀(如有無裝填槽,有無內(nèi)、外圈以及套圈的形狀,擋邊的結(jié)構(gòu),甚至有無保持架等)還可以分為多種結(jié)構(gòu)類型。

    2.按滾動(dòng)軸承尺寸大小分類 軸承按其外徑尺寸大小，分為:

    (1) 微型軸承----公稱外徑尺寸范圍為26mm以下的軸承;

    (2) 小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為28-55mm的軸承;

    (3) 中小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為60-115mm的軸承;

    (4) 中大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為120-190mm的軸承

    (5) 大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為200-430mm的軸承;

    (6) 特大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為440mm以上的軸承。

    第三節(jié)滾動(dòng)軸承的基本生產(chǎn)過程 

    由于滾動(dòng)軸承的類型、結(jié)構(gòu)型式、公差等級(jí)、技術(shù)要求、材料及批量等的不同,其基本生產(chǎn)過程也不相同。

    一、各種軸承主要零件的加工過程: 

    1．套圈的加工過程: 軸承內(nèi)圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同,其中車加工前的工序可分為下述三種,整個(gè)加工過程為：棒料或管料（有的棒　　料需經(jīng)鍛造和退火、正火）----車加工----熱處理----磨加工----精研或拋光----零件終檢----防銹----入庫----(待合套裝配>

    2．鋼球的加工過程, 鋼球的加工同樣依原材料的狀態(tài)不同而有所不同,其中挫削或光球前的工序,可分為下述三種,熱處理前的工序,又可分為下述二種，整個(gè)加工　　過程為：棒料或線材冷沖（有的棒料冷沖后還需沖環(huán)帶和退火）----挫削、粗磨、軟磨或光球----熱處理----硬磨----精磨----精研或研磨----終檢分組----防銹、包裝----入庫<待合套裝配>。

    3．滾子的加工過程 滾子的加工依原材料的不同而有所不同,其中熱處理前的工序可分為下述兩種,整個(gè)加工過程為: 棒料車加工或線材冷鐓后串環(huán)帶及軟磨----熱處理----串軟點(diǎn)----粗磨外徑----粗磨端面----終磨端面----細(xì)磨外徑----終磨外徑----終檢分組----防銹、包裝----入庫（待合套裝配>。

    4．保持架的加工過程 保持架的加工過程依設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及原材料的不同,可分為下述兩類：

    （1）板料→剪切→沖裁→沖壓成形→整形及精加工→酸洗或噴丸或串光→終檢→防銹、包裝→入庫(待合套裝配) 

    （2）實(shí)體保持架的加工過程: 實(shí)體保持架的加工,依原材料或毛壞的不同而有所不同,其中車加工前可分為下述四種毛坯型式,整個(gè)加工過程為: 棒料、管料、鍛件、鑄件----車內(nèi)徑、外徑、端面、倒角----鉆孔（或拉孔、鏜孔）----酸洗----終檢----防銹、包裝----入庫<待合套裝配>。

    二、滾動(dòng)軸承的裝配過程:

    滾動(dòng)軸承零件如內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等,經(jīng)檢驗(yàn)合格后,進(jìn)入裝配車間進(jìn)行裝配,其過程如下:

零件退磁、清洗→內(nèi)、外滾<溝>道尺寸分組選別→合套→檢查游隙→鉚合保持架→終檢→退磁、清洗→防銹、包裝→入成品庫(裝箱、發(fā)運(yùn)>。

    第四節(jié) 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)

    滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比,具有下列優(yōu)點(diǎn):

    1．滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)比滑動(dòng)軸承小,傳動(dòng)效率高。一般滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為0.08-0.12,而滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)僅為0.001-0.005;

    2．滾動(dòng)軸承已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化,適于大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，使用和維修十分方便；

    3．滾動(dòng)軸承用軸承鋼制造,并經(jīng)過熱處理,因此,滾動(dòng)軸承不僅具有較高的機(jī)械性能和較長的使用壽命,而且可以節(jié)省制造滑動(dòng)軸承所用的價(jià)格較為昂貴的有色金屬;

    4．滾動(dòng)軸承內(nèi)部間隙很小,各零件的加工精度較高,因此,運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高。同時(shí),可以通過預(yù)加負(fù)荷的方法使軸承的剛性增加。這對(duì)于精密機(jī)械是非常重要的;

    5．某些滾動(dòng)軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷,因此,可以簡化軸承支座的結(jié)構(gòu);

    6．由于滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率高,發(fā)熱量少,因此,可以減少潤滑油的消耗,潤滑維護(hù)較為省事;

    7．滾動(dòng)軸承可以方便地應(yīng)用于空間任何方位的鈾上。

    但是,一切事物都是一分為二的,滾動(dòng)軸承也有一定的缺點(diǎn),主要是： 

    1． 滾動(dòng)軸承承受負(fù)荷的能力比同樣體積的滑動(dòng)軸承小得多,因此,滾動(dòng)軸承的徑向尺寸大。所以,在承受大負(fù)荷的場合和要求徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合<如內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承),多采用滑動(dòng)軸承；

    2． 滾動(dòng)軸承振動(dòng)和噪聲較大,特別是在使用后期尤為顯著,因此,對(duì)精密度要求很高、又不許有振動(dòng)的場合,滾動(dòng)軸承難于勝任,一般選用滑動(dòng)軸承的效果更佳

    3． 滾動(dòng)軸承對(duì)金屬屑等異物特別敏感,軸承內(nèi)一旦進(jìn)入異物,就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)地較大振動(dòng)和噪聲,亦會(huì)引起早期損壞。此外,滾動(dòng)軸承因金屬夾雜質(zhì)等也易發(fā)生早期損壞的可能性。即使不發(fā)生早期損壞,滾動(dòng)軸承的壽命也有一定的限度。總之,滾動(dòng)軸承的壽命較滑動(dòng)軸承短些。

可是,滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比較,各有優(yōu)缺點(diǎn),各占有一定的適用場合,因此,兩者不能互相取代,并且各自向一定的方向發(fā)展,擴(kuò)大自己的領(lǐng)域。但是,由于滾動(dòng)軸承的突出優(yōu)點(diǎn),頗有后來者居上的趨勢(shì)。目前,滾動(dòng)軸承已發(fā)展成為機(jī)械的主要支承型式,應(yīng)用愈來愈廣泛。

(運(yùn)轉(zhuǎn)世界大國龍騰 龍出東方 騰達(dá)天下 龍騰三類調(diào)心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

軸承的一些基本概念

    1．滾動(dòng)進(jìn)口軸承的理論旋轉(zhuǎn)軸心線，對(duì)向心進(jìn)口軸承即內(nèi)圈軸心線，對(duì)推力進(jìn)口軸承則指軸圈軸心線。

    2. 內(nèi)圈（軸圈）軸心線 inner ring (shaft washer)axis

內(nèi)圈（軸圈）的基本圓柱孔或圓錐孔的內(nèi)接圓柱體或內(nèi)接圓錐體的軸心線。

    3. 外圈（座圈）軸心線 outer ring (housing washer)axis

如果外圈的外表面是圓柱形的，則外表面的外接圓柱體的軸心線即為外圈軸心線，如果該表面基本是球面形的，則通過套圈外表面外接球體中心，垂直于外圈基準(zhǔn)端面的線，為該外圈的軸心線。

    4. 圓錐內(nèi)圈（外圈）軸心線 cone (cup)axis

圓錐滾子軸承內(nèi)圈（外圈）的軸心線。

    5. 徑向平面 radial plane

垂直于軸心線的平面，與套圈基準(zhǔn)端面或墊圈背面的切面平行的平面，可以認(rèn)為是徑向平面。

    6. 徑向 radial direction

在徑向平面內(nèi)通過軸心線的方向。

    7. 軸向平面 axial plane

包容軸心線在內(nèi)的平面。

    8. 軸向 axial direction

平行于軸承軸心線的方向。與套圈基準(zhǔn)端面或墊圈背面的切面垂直的方向，可以認(rèn)為是軸向。

    9. 徑向（軸向）距離 radial (axial) distance

在徑向（軸向）測出的距離。

    10. 接觸角（公稱接觸角） contace angle (nominal contact angle)

垂直于軸承軸心線的平面（徑向平面）與經(jīng)軸承套圈或墊圈傳遞給滾動(dòng)體的合力作用線（公稱作用線）之間的夾角。

    11. 公稱接觸點(diǎn) nominal contact point

軸承零件在正常相對(duì)位置時(shí)，滾動(dòng)體與滾道表面接觸的點(diǎn)。

    12. 套圈（墊圈）基準(zhǔn)端面 reference face of a ring (a washer)

軸承制造廠作為基準(zhǔn)面的套圈（墊圈）端面，可以作為測量的基準(zhǔn)。

    11. 公稱接觸點(diǎn) nominal contact point

軸承零件在正常相對(duì)位置時(shí)，滾動(dòng)體與滾道表面接觸的點(diǎn)。

    12. 套圈（墊圈）基準(zhǔn)端面 reference face of a ring (a washer)

軸承制造廠作為基準(zhǔn)面的套圈（墊圈）端面，可以作為測量的基準(zhǔn)。