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1、轴承基础知识轴承基础知识轴承是什么？轴承是什么？轴承轴承并非是一种通常意义上的简单机械并非是一种通常意义上的简单机械零部件，而是一种包含了丰富技术内涵的机零部件，而是一种包含了丰富技术内涵的机械产品载体。械产品载体。轴承轴承工业作为机械基础工业，其技术水工业作为机械基础工业，其技术水平高低，对一个国家的工业技术发展水平具平高低，对一个国家的工业技术发展水平具有一定的代表意义。有一定的代表意义。中国已经成为继西欧、日本、美国之后中国已经成为继西欧、日本、美国之后的世界轴承生产第四大国，但轴承的整体技的世界轴承生产第四大国，但轴承的整体技术、生产水平却存在相当大的差距。术、生产水平却存在相当大的差

2、距。轴承是用来做什么？轴承是用来做什么？l减少摩擦减少摩擦l承受载荷承受载荷l为运动部件导向为运动部件导向 滑动轴承与滚动轴承滑动轴承与滚动轴承滑动轴承：滑动轴承：滑动摩擦滑动摩擦滚动轴承：滚动轴承：滚动摩擦滚动摩擦球面滑动轴承球面滑动轴承杆端关节轴承杆端关节轴承复合干式滑动轴承复合干式滑动轴承FW轴套轴套 深沟球深沟球 轴承轴承球轴承球轴承滚滚 柱柱 轴轴 承承+角接触角接触球轴承球轴承自动调心自动调心球轴承球轴承圆柱滚圆柱滚子轴承子轴承圆锥滚圆锥滚子轴承子轴承滚针滚针轴承轴承球面滚球面滚子轴承子轴承CARBCARB轴承轴承推力调推力调心滚子心滚子轴承轴承1 值是多少值是多少?人的人的头发头

3、发0,06 mm标准标准高精密高精密轴承轴承精密精密轴承轴承普通普通轴承轴承P6P5SPP4AUPPA9APA9B公差级别公差级别0/-15 m0/-12 m0/-9 m0/-7 m0/-2,5 m1mm1000 m滚动轴承的组成部分滚动轴承的组成部分密封件密封件滚动件滚动件内圈内圈外圈外圈保持架保持架密封件密封件轴轴 承承 术术 语语滚动轴承常用的材料滚动轴承常用的材料轴承圈与滚动件淬透轴承钢淬透轴承钢高碳铬钢高碳铬钢,含大约含大约1%1%碳和碳和1,5%1,5%铬铬表面硬化轴承钢表面硬化轴承钢铬镍合金钢和锰铬合金钢铬镍合金钢和锰铬合金钢含大约含大约0,15%0,15%的碳的碳热处理热处理优

4、点优点贝氏体硬化贝氏体硬化结构坚固结构坚固尺寸自动稳定尺寸自动稳定残余表面压缩应力残余表面压缩应力表面硬化表面硬化 表面硬度高表面硬度高,基体软基体软,耐裂穿耐裂穿残余的表面压缩应力最高残余的表面压缩应力最高马氏体硬化马氏体硬化 成本低成本低可用于减小变形可用于减小变形缺点缺点贝氏体硬化贝氏体硬化比马氏体稍贵比马氏体稍贵硬度级别较低硬度级别较低 表面硬化表面硬化 消耗的时间较长及加工成本较消耗的时间较长及加工成本较高高马氏体硬化马氏体硬化 表面裂纹蔓延的可能性最大表面裂纹蔓延的可能性最大不同热处理的效果不同热处理的效果马氏体硬化材料马氏体硬化材料(淬透淬透)贝氏体硬化材料贝氏体硬化材料(淬透淬

5、透)拉应力拉应力 50 100 MPa压应力压应力 50 100 MPa压应力压应力 200 400 MPa60 HRC60 HRC59 HRC35 HRC59 HRC58 HRC:拉应力拉应力:压应力压应力表面梗化材料表面梗化材料尺寸稳定性尺寸稳定性随着直径而变化随着直径而变化 (m/100 mm)(m/100 mm)在在 200 200 C(392 C(392 F)F)下保温下保温Hours马氏体马氏体贝氏体贝氏体球面滚柱球面滚柱(不对称型不对称型)锥形滚子锥形滚子球面滚柱球面滚柱(对称型对称型)针形滚子针形滚子圆柱滚子圆柱滚子滚珠滚珠球、滚柱与滚道的接触形式球、滚柱与滚道的接触形式负荷承

6、载能力负荷承载能力相对极限速度之比较相对极限速度之比较保持架的功能保持架的功能 使滚动体相互之间保持合适的距离，防止相临滚使滚动体相互之间保持合适的距离，防止相临滚动体直接接触，以将摩擦和因此而产生的热保持在动体直接接触，以将摩擦和因此而产生的热保持在最低水平最低水平 使滚动体均匀分布在整个轴承内，使负荷能更均使滚动体均匀分布在整个轴承内，使负荷能更均匀的分布和减低噪声匀的分布和减低噪声 在无载区引导滚动体，以改善轴承中的滚动条件在无载区引导滚动体，以改善轴承中的滚动条件和防止有损坏性的滑动和防止有损坏性的滑动 对于分离型的轴承，在安装或拆卸其中一个轴承对于分离型的轴承，在安装或拆卸其中一个轴

7、承套圈时，可以把滚动体保持在一体，不至于散落套圈时，可以把滚动体保持在一体，不至于散落保持架常见材料保持架常见材料聚酰胺保持架聚酰胺保持架玻璃纤维增强尼龙保持架玻璃纤维增强尼龙保持架钢制保持架钢制保持架黄铜保持架黄铜保持架聚酰胺保持架聚酰胺保持架+重量轻重量轻+弹性好弹性好+滑动性能好滑动性能好+边缘润滑性能好边缘润滑性能好工作温度工作温度 高承载能力高承载能力接触角通常为接触角通常为35 保持架保持架 探索者设计探索者设计(160mm)带定位槽的探索者设计带定位槽的探索者设计实施实施02(03)-4015-200 mm内径型号内径型号 内径尺寸内径尺寸QJ2.and QJ3.主要系列主要系列

8、机削铜或外圈引导(MA)PEEKOR guided(PHAS)(no picture)应用举例：螺杆式压缩机应用举例：螺杆式压缩机自调心球轴承自调心球轴承径向力承载能力径向力承载能力 轴向力承载能力轴向力承载能力 速度极限速度极限 不同心的适应性不同心的适应性圆锥型内孔：后缀圆锥型内孔：后缀K K（1 1：1212）圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承的构成圆柱滚子轴承的构成圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承l滚子数量较多滚子数量较多,尺寸较大尺寸较大。l对数接触轮廓加良好的表面对数接触轮廓加良好的表面 光洁度光洁度。l滚子端面滚子端面/凸缘接触面几何凸缘接触面几何 形状得到了改进形状得到了改进。l三种

9、不同的保持架三种不同的保持架:钢、聚酰胺、黄铜钢、聚酰胺、黄铜。NUNJNUPNNJ+HJNU+HJ圆柱滚子轴承标准系列圆柱滚子轴承标准系列NU 10XX、NU 2XX、NU 22XX、NU 23XX、NU 3XX、NU 4XX （内圈双向脱落）（内圈双向脱落）N 10XX、N 2XX、N 22XX、N 23XX、N 3XX、N 4XX （外圈双向脱落）（外圈双向脱落）NJ 10XX、NJ 2XX、NJ22XX、NJ 23XX、NJ 3XX、NJ 4XX （内圈单侧脱落）（内圈单侧脱落）NF 10XX、NF 2XX、NF 22XX、NF 23XX、NF 3XX、NF 4XX （外圈单侧脱落）（

10、外圈单侧脱落）NUP 2XX、NUP 22XX、NUP 23XX、NUP 3XX、NUP 4XX（内外均有挡边）（内外均有挡边）球面滚子轴承球面滚子轴承球面滚子轴承球面滚子轴承l由于滚柱为对称型由于滚柱为对称型,所以在任所以在任 何条件下均能达到最佳寿命何条件下均能达到最佳寿命l l采用浮动式导环采用浮动式导环,使摩擦减到使摩擦减到 最小最小,有助于确保运行可靠有助于确保运行可靠l l窗式钢窗式钢、铜制保持架强度高铜制保持架强度高,耐高温耐高温后缀后缀 K后缀后缀 K30锥度 1:12锥度 1:30球面滚子轴承锥形内孔球面滚子轴承锥形内孔带圆锥孔轴承的安装带圆锥孔轴承的安装 带圆锥孔轴承始终以

11、过盈配合安装。缩小径向内部游隙或内圈在圆锥座上的轴向偏移被用作调整过盈配合程度的手段。安装带圆锥孔球面滚子轴承的合适方法：安装带圆锥孔球面滚子轴承的合适方法：测量游隙的缩小；测量游隙的缩小；测量锁定螺母的紧固角度；测量锁定螺母的紧固角度；测量轴向驱动；测量轴向驱动；测量内圈膨胀。测量内圈膨胀。安装带圆锥孔轴承安装带圆锥孔轴承 -测量锁定螺母的紧固角度测量锁定螺母的紧固角度 孔径最大为100毫米的小型轴承可通过测量锁定螺母的紧固角度正确安装。安装角度可以通过查表获得。安装带圆锥孔轴承安装带圆锥孔轴承 -测量游隙的缩小测量游隙的缩小在安装前后用塞尺测量径向内部游隙的方法适用于中型和大型轴承。游隙应

12、始终在外圈和无载荷滚子之间测量。测量前，转动内圈或外圈几次。必须注意的是，轴承圈和滚子总体应彼此同心排列。安装带圆锥孔轴承安装带圆锥孔轴承 -测量轴向驱动法测量轴向驱动法安装带圆锥孔轴承安装带圆锥孔轴承 -测量内圈膨胀测量内圈膨胀测量内圈膨胀使带圆锥孔、大尺寸的球面滚子轴承的安装变得简单、快速而精确，不需要在安装前后测量径向内部游隙。传感器安装法使用一个装在轴承内圈上的传感器和专用便携式指示器。环形槽和润滑孔环形槽和润滑孔 为了方便有效的轴承润滑，SKF球面滚子轴承在外圈上有一个环形槽和三个润滑孔，指定后缀为W33，或在外圈上有三个润滑孔，型号后缀为W20。作为标准装置，E设计球面滚子轴承有一

13、个环形槽和三个润滑孔，所以型号后缀W33在轴承型号中省略。振动应用的球面滚子轴承振动应用的球面滚子轴承 振动应用，如振动筛或激震器，引起轴承中滚子和保持架的加速。这对轴承设计提出了额外要求。用于振动应用的SKF球面滚子轴承可承受比相应的标准轴承高得多的加速。用于振动应用的SKF球面滚子轴承同223系列轴承的尺寸和性能相同，但标准供应的径向内部游隙为C4。这些轴承可带圆柱孔或圆锥孔供货。为了方便有效的轴承润滑，所有轴承都在外圈上提供一个环形槽和三个润滑孔。带密封球面滚子轴承带密封球面滚子轴承在小型轴承中，密封件压入凹槽在大型轴承中，密封件使用扣环定位带密封球面滚子轴承的安装带密封球面滚子轴承的安

14、装 为了防止同密封件之间的干扰，如要使用锁定螺母将轴承轴向固定在轴上，SKF建议使用KMFE锁定螺母或在轴承和螺母之间加过渡圈。圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承单列圆锥滚子轴承标准系列单列圆锥滚子轴承标准系列323XX、313XX、303XX、332XX、322XX、302XX、331XX、330XX、320XX、329XX 圆锥滚子轴承构成圆锥滚子轴承构成几何结构几何结构承载能力承载能力圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承SKF SKF 优化设计优化设计l对数接触轮廓加良好的表对数接触轮廓加良好的表 面光洁度面光洁度,提高了使用寿命提高了使用寿命l l滚子端面滚子端面/凸缘接触面改凸缘接触面改 进了进了,大大地

15、减少了摩擦大大地减少了摩擦l l模截面的有效利用模截面的有效利用滚道接触面应力分布滚道接触面应力分布单列及配对单列圆锥单列及配对单列圆锥滚子轴承滚子轴承圆锥滚子轴承标准系列圆锥滚子轴承标准系列球面滚子推力轴承球面滚子推力轴承球面滚子推力轴承球面滚子推力轴承CARB 环形滚子轴承的性能环形滚子轴承的性能CARBCARB轴承可在以下条件运行轴承可在以下条件运行将将 CARB CARB 轴承轴承 安装到轴上或轴承座中时，两个轴安装到轴上或轴承座中时，两个轴承圈和满排滚子都必须互相准确对中。承圈和满排滚子都必须互相准确对中。密封密封CARBCARB轴承轴承 密封轴承系列由用于低转速场合的中小型满滚子轴

16、承密封轴承系列由用于低转速场合的中小型满滚子轴承组成。这些两侧装有密封件的轴承，充填了高温耐用润滑组成。这些两侧装有密封件的轴承，充填了高温耐用润滑脂，可终身免于维护。脂，可终身免于维护。适合高温运转场合的双唇式密封件经过钢板加固，采适合高温运转场合的双唇式密封件经过钢板加固，采用氢化丙烯腈丁二烯橡胶（用氢化丙烯腈丁二烯橡胶（HNBRHNBR）材料制造。）材料制造。密封件能密封件能经受摄氏经受摄氏-40-40到到+150+150度的工作温度。度的工作温度。密封的轴承填满使用聚脲为增稠剂的高质量合成酯油密封的轴承填满使用聚脲为增稠剂的高质量合成酯油基的油脂。该油脂具有很好的抗腐蚀性能，能用于摄氏

17、基的油脂。该油脂具有很好的抗腐蚀性能，能用于摄氏-2525到到+180+180度的温度环境。度的温度环境。润滑脂的充填量为轴承自由空间的润滑脂的充填量为轴承自由空间的70%70%到到100%100%。振动应用振动应用CARBCARB轴承轴承SKF生产采用表面硬化冲压钢保持架的CARB轴承，用作振动场合的非定位端轴承。该类轴承属于C23/C4VG114系列，为圆柱孔轴承。这些轴承的尺寸和产品数据与C23系列轴承相同。在轴承配置的非固定侧采用适合振动场合的CARB轴承，可以形成性能和可靠性俱佳的自调心轴承系统 CARBCARB轴承的命名轴承的命名例如：例如：C 2217 K/C3 C-CARB 2

18、2 宽度和直径系列宽度和直径系列 17-*5得到毫米单位的内径数据，不包得到毫米单位的内径数据，不包 括内径尺寸小于括内径尺寸小于20毫米的应用毫米的应用 K 圆锥内孔圆锥内孔 C3 大于普通径向游隙大于普通径向游隙其他相关后缀其他相关后缀 TN9 尼龙尼龙6.6保持架保持架(加固玻璃纤维）加固玻璃纤维）V 满滚子满滚子Y Y型轴承装置的性能型轴承装置的性能l l能适应初始不同心误差能适应初始不同心误差l l可实现经济的轴承排列方式可实现经济的轴承排列方式l l安装简便安装简便l l可以安装密封件可以安装密封件铸铁轴承座铸铁轴承座合成材料轴承座合成材料轴承座冲压钢轴承座冲压钢轴承座防腐蚀设计防

19、腐蚀设计轴承寿命轴承寿命即使是进行正确维护的轴承也会出现失效即使是进行正确维护的轴承也会出现失效在负荷下，轴承材料受到循环的压应力在负荷下，轴承材料受到循环的压应力金属疲劳：长时间的重复应力金属疲劳：长时间的重复应力轴承寿命疲劳磨损轴承寿命疲劳磨损轴承什么时候出现“失效”？疲劳失效始于剥落现象的出现“剥落”是从滚动体和滚道中分裂出来的金属碎片 疲劳失效是由里向外发生的 表面的裂缝会向滚道方向蔓延 裂缝最终发展成剥落轴承疲劳故障轴承疲劳故障基本动载值基本动载值CL10=基本寿命值(百万转)C=基本动载值,N P=等效的轴承动负荷,Np=寿命公式的指数当负荷当负荷P=C时时,寿命寿命 L10 为为

20、 1百万转百万转 基本静载值基本静载值 C0s0=静力安全系数P0=等效的轴承静负荷,NC0=基本静载值,N 当负荷当负荷 P0=C0时,静力安全系数s0为为 1 静力安全系数静力安全系数 ISO 寿命公式寿命公式ISOISO轴承寿命计算轴承寿命计算轴承寿命轴承寿命 目录目录(C)(C)值指出每运转一百万次就会有值指出每运转一百万次就会有10%10%的故障几率的故障几率 若轴承在目录值负荷下运转了一百万若轴承在目录值负荷下运转了一百万 次，次，90%90%的轴承还将继续运行的轴承还将继续运行 这也称为这也称为“”寿命（基本额定寿命）寿命（基本额定寿命）平均轴承寿命平均轴承寿命()()是是 的五

21、倍的五倍10L10L50L例：例：1、有一个球轴承，额定动负荷为、有一个球轴承，额定动负荷为10000KN,实际应实际应用中的等效动符合为用中的等效动符合为5000KN,请计算其寿命？请计算其寿命？L10=(10000/5000)3=8 (百万转）百万转）2、有一个球轴承，额定动负荷为、有一个球轴承，额定动负荷为10000KN,实际应实际应用中的等效动符合为用中的等效动符合为2500KN,请计算其寿命？请计算其寿命？L10=(10000/2500)3=64 (百万转）百万转）轴承寿命系统轴承寿命系统）、（密封件润滑剂保持架滚动体滚道轴承LLLLLfL轴承失效前轴承失效前,所能达到的实际寿命所能

22、达到的实际寿命有限寿命有限寿命无限寿命无限寿命寿命寿命寿命寿命负荷负荷 P负荷负荷 PPUSKFSKF新的寿命计算方法新的寿命计算方法 新寿命方法陈述了两个基本概念1.将疲劳负荷极限和其他几项与润滑及污染有关的因素也考虑其中2.其中疲劳极限Pu是一个全新的概念，若承受的负荷低于Pu 值，则轴承不会产生疲劳失效（损坏）新寿命方法修改了调整的寿命等式以计算将理论更进一步联系实际的新发现引起引起的轴承提前失效的轴承提前失效润滑不良润滑不良36%引起引起的轴承提前失效的轴承提前失效疲劳疲劳34%引起引起的轴承提前失效的轴承提前失效安装不当安装不当16%引起引起的轴承提前失效的轴承提前失效污染污染14%