轴承基础知识培训资料解读

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1、轴 承 基 础 知 识 山东嘉瑞动力装备有限公司 技术（主管）工程师 王勇杰 一、轴承的功能： 轴承基础知识 减少摩擦 承受负荷 传动导向 远古时代的轴承 远古时代轴承的复原图 轴承的工作原理 直尺 铅笔 轴承的工作原理 轴承负荷 径向负荷联合负荷 轴向负荷 轴承分类： 滑动轴承：面接触（无数个点的点接触） 适用于极高速、极低速（负荷大） 轴是悬浮的，油压很重要 。 滚动轴承：球轴承：点接触：轻载高速； 滚子轴承：线接触：重载高速； 滚动轴承的基本组成（四大件）： 1、外 圈 2、滚动体 3、保持架 4、内 圈 轴承的术语 内径 内径表面 外径表面 外径 用游标卡尺粗略测量轴承内径 用游标卡尺

2、粗略测量轴承外径 用游标卡尺粗略测量轴承宽度（注意测量手法） 游标卡尺粗略读数：34-35毫米之间，偏近35 滚动轴承类型： 1、按照承受负荷的方向： 径向轴承：主要承受径向负荷； 推力轴承：只承受轴向负荷。 轴承承受轴向负荷的能力： 接触角： a0 Fa 0 a 0 Fa 0 amax 90 Fa Famax Fa Fr 2、按照滚动体的形状： 球面滚子 (非对称形) 圆锥滚子 球面滚子 (对称形) 滚针 圆柱滚子 滚珠 球轴承类型 双列角 接触球 轴承 (DRACBB) 四点角 接触球 轴承 (FPACBB) 单列深沟 球轴承 (DGBB) 单列角接 触球轴承 (SRACB) 自调心球轴

3、承 (SABB) 深沟角接触自调心 径向负荷轴向负荷 速度允许 承载能力 承载能力 能力偏心 球轴承的性能 单列深沟球轴承 可承受径向、轴向和联合 负荷 推力负荷限制是额定径向负 荷的25% 有防止污染的防护罩或密封 设计 可承受轻微的偏心现象 10弧分(1/6度) 自调心球轴承 单列角接触球轴承构成 接触角的变化 负荷能力 角接触球轴承的常用排列 单列串联背对背面对面 轴向游隙 CA 小于常规距离的轴向游隙 CB 常规轴向游隙 CC 大于常规距离的轴向游隙 轴向预负荷 GA 轻型预负荷 GB 中型预负荷 GC 重型预负荷 单列角接触球轴承 轴承预负荷、弹簧负荷 加载弹簧的面对面布局加载弹簧的

4、背对背布局 风机轴定位端 双列角接触球轴承 32 A, 33 A32 E, 33 E52 A, 53 A, 54 A52 E, 53 E 四点接触球轴承 (QJ轴承) 螺杆式压缩机定位端 四点角接触球轴承的命名 例如：QJ 217 N2MA/C3 QJ - 四点角接触球轴承 (0)2 - 轻型轴承；（宽度）直径系列 17- *5得到毫米单位的内径数据 ，不包括内径尺寸小于20毫米的 应用 N2 外圈中配有防旋转凹槽(2) MA 黄铜保持架 C3 大于普通轴向游隙 其他相关后缀： TN9 尼龙6.6保持架（加固的玻璃纤维制成） 滚子轴承类型 CARB轴承 球面滚子推力轴承 圆柱滚子轴承 球面滚子

5、轴承 圆锥滚子轴承 圆柱滚子轴承的构成 非固定半固定 全固定非固定 圆柱滚子轴承的命名 类型 圆柱滚子轴承 系列 列数 N = 单列 NN = 双列 NNN = 三列 内径 满滚子园柱滚子轴承 精密圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承的系列设计 单列轴承 双列轴承 四列轴承 背对背排列 名称后缀 DB 面对面布排列 名称后缀 DF TDO 配置TDI 配置 TQO 配置TQI 配置 轴向和径向负荷影响 QR = 外部径向负荷 QA = 内部产生的轴向负荷 球面滚子轴承（调心滚子轴承） 可以承受偏心，而不影响使用寿命 轴变形轴承座变形 倾斜偏移 VA 405 抗振动轴承 VA 405 设计 SKF VA4

6、05 设计: 抗振动 高承载力 耐磨损 低运行温度 例如：22217 CCK/C3W33 2 双列球面滚子轴承 22 宽度和直径系列 17 -*5得到内径在20毫米到480毫米之间的毫米单位内 径数据 CC 无法兰内圈，冲压钢保持架设计 K - 1:12圆锥内孔 C3 大于普通轴向游隙 W33 外圈中间有润滑槽和三个小孔 其他相关后缀： E 优化设计的新版本 (省略W33) 球面滚子轴承的命名 球面滚子推力轴承 球面滚子推力轴承 类型 球面滚子推力轴承 系列 内径 CARB滚子轴承能力 可适应偏心的情况使用 从而延长了使用寿命 允许轴向位移 减小了内部摩擦 具更高径向负荷承载能力 提高可靠性

7、CARB 可在以下条件下运行 正常轴弯曲不对中轴向位移 滚动轴承类型的选择： 1）可容空间； 2）负荷（径向Fr、轴向Fa、复合载荷Fr+Fa）； 3）对中误差； 4）精度； 5）转速； 6）支撑刚度和安装要求； 7）公差、游隙要求等等。 轴承保持架： 1、保持架作用： 1）防止滚动体间的直接接触以减少 摩擦和产生热量； 2）滚动体作导向； 3）提供润滑空间； 4）在安装或卸装可避免滚动体散个 。 2、保持架材料： 尼龙保持架 窗式冲压钢保持架黄铜保持架 保持架类型： 运行温度 +120 C +重量轻 +弹性强 +良好的滑动性能 良好的边际润滑性能 + 尼龙保持架 +重量轻 +高强度 高度防震

8、抗加速 无运行温度限制+ + 对不良润滑敏感- 窗式冲压钢保持架 +强度极高 + 适合与循环油润滑相关的 超高速运转 相对（非常） 昂贵 极高的防震抗加速性能+ 窗式黄铜保持架 保持架被引导类型： 1）内引导保持架： 即保持架靠近内圈。 2）外引导保持架： 即保持架靠近外圈。 3）滚动体引导保持架： 即保持架“悬空”， 只接触滚动体。 密封结构：防护罩（铁盖）。注：不带盖叫开式 。 非接触式密封（胶盖） 接触式密封（胶盖） 轴承的精度：滚动轴承是一种精密产品 1 有多大? 人的一 根头发 0,06 毫米 标准 高精度轴承精密轴承普通 654 2 公差级别 0/-15 m 0/-12 m 0/-

9、9 m 0/-7 m 0/-2,5 m 100 灰尘杂质对轴承的影响：沙粒的 （莫氏）硬度比轴承高，轴承划伤 处容易损坏并扩展 金刚石10 刚玉8 沙粒7.5 锉刀7 轴承钢6.5 钢保持架4.5 铜保持架3.5 石墨1 循环疲劳的概念 滚动体与滚道接触区域的周期性微小弹性变形 擀饼效应：滚动体相当于擀面杖，内圈或外圈相当 于饼，轴或轴承座相当于案板 最大应力在表面的下层约0.5毫米 疲劳剥落的概念：麻点、起层、扩展 轴承寿命公式L10=(C/P)3 式中：L10-轴承90%可靠性时的寿命（百万转） C-轴承额定动负荷（kN) P-轴承所受当量动负荷(kN) 冲击能量对轴承的损害 冲击能量概念

10、举例：钉木板 振动及共振对轴承的损害 安装时敲击过重对轴承的损害 轴承生产环境的苛刻要求 装配车间全封闭洁净要求，20摄氏度加减1度 不准听到明显的轴承碰撞声音 即：无尘、无声、无温度变化 轴承关键尺寸及精度100%检验 ABEC ISOSKFRHPFAGFAFNIRNTN 1N(N)(N)(N)(N)(N) 36P6P6P6MP6 55P5EP5P5P5/B5 74P4EP7P4MMP4/B7 9(2)PA9EP9T9MMXB9 P4AEP7/9HG 精度等级应用于： (a) 外部尺寸（互换性） (b) 运行准确性 相对的精度等级 径向游隙 轴向游隙 轴承的内部游隙 十、轴承内部游隙： 内部

11、游隙：C1: 小于C2游隙 C2: 小于常规游隙 CN:常规游隙 C3: 大于常规游隙 C4: 大于C3游隙 C5: 大于C4游隙 轴承内部游隙（原始游隙）、安装后游隙、运行游隙 e.g. 一个6210 /C3球轴承的径向内部游隙为 18 - 36 m （微米）或0.0007” - 0.0014” 冷 热 减小的 径向游隙 扩张 压缩 轴承游隙 轴承游隙与寿命关系 在实验室状况下 ，轻微的负间隙 时，轴承的寿命 最高，但如果轴 承安装配合及温 度状况不确定， 总是推荐选用较 大游隙。 （宁稍大勿过小 ） 轴承游隙 游隙变化引起的负荷分布 负荷承载能力表示 为基本额定动载荷 轴承负荷承载能力 1

12、、调心（球面）滚子轴承；2、圆锥轴承；3、圆柱滚子轴承 4、角接触球轴承；5、深沟球轴承；6、调心球轴承 油润滑速度级别 油脂润滑速度级别 r/min 轴承相对极限转速之比较 八、轴承材料：（内外圈和滚动体） 1、整体淬硬钢：马氏体硬化/贝氏体硬化 碳铬钢：包含约1%的碳和1.5%的铬 2、表面淬硬钢： 铬镍合金钢 ：包含约0.15%的碳 锰铬合金钢 轴承的热处理 优点 贝氏硬化 结构坚固 自动尺寸稳定性 压缩剩余表面压力 表面硬化 表面坚硬、内质柔软 可防止裂纹的产生 最高的压缩剩余 表面压力 马氏硬化 成本低 可使用固定器件减少形变 缺点 贝氏硬化 比马氏硬化的成本稍高 硬度级别较低 表面

13、硬化 时间消耗较大、成本较高 马氏硬化 表面裂纹蔓延的风险最高 轴承的使用位置选择： 轴承使用位置一般分：定位端和浮动端 深沟球轴承为定位端，圆柱滚子为浮动端 轴承的使用位置选择： 左端不加挡圈为浮动端（外径小间隙配合） 右端加挡圈为定位端 九、滚动轴承代号举例 十、决定轴承自身寿命的三大因素 1、材料（要点：真空冶炼纯净钢） 2、热处理（要点：真空热处理、按规定换油） 3、精度（要点：用设备Cpk及工艺保证） 轴承自身技术质量因素 1、设计（优化设计，一般用E表示） 2、材料（真空脱气钢或纯净钢，耐疲劳） 3、热处理（真空或保护气氛防止脱碳。定期检 测换油，保证硬度均匀。整体或表面渗碳）。

14、4、精度（尺寸、旋转）。 5、外观（裂纹、凹坑、划伤、锈蚀等）。 6、包装（内包装材料、密封及防碰隔离。外包 装材料、方式、标志、完好）。 轴承非自身技术质量问题 1、存储运输（摔碰伤、锈蚀）。 2、设备设计制造（配合面精度差、结构不合理、 环境不合理：高温、腐蚀性、防尘防水较差）。 3、设备磨损（配合轴表面或轴承座孔表面磨损） 。 4、轴承选型（结构或游隙不合适、功能不对）。 5、安装及拆卸（方式方法：造成磕碰伤污染及加 热不均等，工具选用等）。 6、维护保养（润滑选型及添加方式周期等）。 有关轴承常见问题问答 一、问：为什么轴承会生锈？怎样防止轴 承生锈？ 答：因为轴承是由轴承钢制造的，而

15、轴承 钢自身不具备防锈功能，只要轴承钢直接 接触到空气中的氧分子和水分子就会在表 面产生电化学反应，从而产生锈蚀（氧化 铁）。因此需要用防锈剂来防锈。 防锈剂一般分为两种：防锈油和气相防锈 剂。防锈油一般直接涂满轴承的所有表面 ，即使打开包装，在一定时间内也不会生 锈。而气相防锈剂一般涂在塑料包装袋或 包装纸的内侧。轴承只有在包装状态下才 能受到气相防锈剂的保护。一旦离开包装 或包装有破损就容易生锈。因此储存和运 输轴承要注意防潮，在使用之前不要过早 拆卸包装。 轴承外径表面有严重锈蚀 二、问：为什么轴承会产生异响和噪声？ 答：导致轴承会产生异响和噪音的因素很 多，一般主要由以下几个因素造成：

16、 1、有杂质异物进入轴承内部，当轴承运转 时杂质异物会垫在滚动体和滚道之间，影 响转动的平稳性，从而产生异响和噪音。 因轴承出厂之前经过严格清洗，这主要是 ：装配之前和装配过程中有脏东西污染 造成的；润滑油脂不清洁所造成的； 轴承内部生锈造成的。 2、滚动体和滚道上面有磕碰伤。轴承制造 时滚动体和滚道表面都经过超精加工粗糙 度极低（光洁度极高）。轴承在搬运过程 中有跌落，或在安装过程中有敲击现象就 会使轴承的滚动体与滚道相碰撞，而产生 磕碰伤。当轴承旋转时处就会引起滚动体 波动，从而产生异响和噪音。 3、由于安装轴尺寸过大、不圆、配合面垫 有铁屑毛刺等异物使安装游隙大小不均匀 ，整个圆周或局部有轻微过盈现象或使内 圈产生椭圆，导致转动不平稳，有异响和 噪音