軸承配置及軸承選用

1、黑龍江科技大學(xué) 王龍軸承配置不僅包括滾動(dòng)軸承，而且包括同軸承有關(guān)的部件，如軸和軸承座。 潤(rùn)滑劑也是軸承配置的一個(gè)非常重要的組成部分，因?yàn)闈?rùn)滑劑要防磨損防腐蝕，這樣軸承才能充分發(fā)揮作用。 此外，密封件也是一個(gè)非常重要的部件，密封件的性能對(duì)潤(rùn)滑劑的清潔至關(guān)重要。 保持清潔對(duì)軸承的使用壽命有深遠(yuǎn)影響，這就是為什么潤(rùn)滑劑和密封件已成為SKF業(yè)務(wù)一部分的原因所在。為了設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承配置，需要 選擇合適的軸承種類并 決定適當(dāng)?shù)妮S承尺寸， 但這還不夠。 還要考慮其它幾個(gè)方面： 例如軸承配置中其它部件的適當(dāng)形式和設(shè)計(jì)、 正確的配合和軸承的內(nèi)部游隙或預(yù)載荷、 固定裝置、 適當(dāng)?shù)拿芊饧?潤(rùn)滑劑的種類和劑量，以及

2、安裝和拆除方法等。 每個(gè)單獨(dú)的決定都會(huì)影響到軸承配置的性能、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。所需工作量取決于是否具備類似的軸承選配經(jīng)驗(yàn)。 遇上缺乏經(jīng)驗(yàn)、有特殊要求、或需要對(duì)軸承配置的成本及任何其它隨后的外形給予特殊考慮時(shí)，就需要做更多工作，例如更精確的計(jì)算和/或測(cè)試。在綜合技術(shù)介紹之后的章節(jié)，軸承配置的設(shè)計(jì)人員會(huì)看到按照一般要求的順序而提供的必要基本信息。 顯而易見，不可能將每一種可以想到的軸承應(yīng)用所需要的所有信息都包括在內(nèi)。 基于這個(gè)理由，我們會(huì)在多處提到全面的SKF應(yīng)用工程服務(wù)，該服務(wù)包括正確選擇軸承以及如何進(jìn)行完整的軸承配置計(jì)算等技術(shù)支持。 對(duì)于軸承配置的技術(shù)要求越高、在特定應(yīng)用中使用軸承的經(jīng)驗(yàn)越有限，

3、就越應(yīng)該利用這一服務(wù)。在綜合技術(shù)章節(jié)中所包括的信息通常適用于普通滾動(dòng)軸承，或至少適用于一組軸承。 如果只需要某種特定軸承的確切信息，可在相應(yīng)的分類表格章節(jié)之前的有關(guān)文字中找到。應(yīng)注意，在產(chǎn)品表中出現(xiàn)的載荷和速度數(shù)值以及疲勞載荷極限值都是四舍五入后的近似值。軸承材料軸承內(nèi)外圈由車加工廠車削成,配件進(jìn)料嚴(yán)格把關(guān),確保軸承在第一道生產(chǎn)工序就有穩(wěn)定的質(zhì)量。軸承的套圈和鋼球均采用精煉軸承鋼制造;保持架采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板沖壓或增強(qiáng)工程塑料制造;防塵蓋采用SPCC專,密封圈采用丁晴耐油橡膠熱壓制成.其中, 國標(biāo)軸承鋼材型號(hào)與ISO等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照如下: · 標(biāo)準(zhǔn)鋼材型號(hào)表示 · GB/T307-

4、94 GCr15 · ISO683XVII1 · AISI 52100 · DIN100Cr6 · JISSUJ2 軸承精度軸承精度按GB/T307-94的國家標(biāo)準(zhǔn)可以分為2、4、5、6、和0級(jí).標(biāo)準(zhǔn)精度GB/T307-9424560ISOCLASS2CALSS4CLASS5CLASS6NORMAL CLASSDINP2P4P5P6P0ANSIABEC9ABEC7ABEC5ABEC3ABEC1JISJIS2JIS4JIS5JIS6JIS0軸承游隙徑向游隙按國標(biāo)GB/T4604-93分為五組:C2、C0、C3、C4 及 C5.內(nèi)孔 (mm)C2C0C3C4

5、C5超過到最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大2.51007213823142920371018093181125183325451824010520132820362848軸承潤(rùn)滑軸承分為開式,單面或雙面防塵蓋,單面或雙面密封圈,出廠時(shí)已填充適量的潤(rùn)滑油脂,可直接使用.油脂牌號(hào)潤(rùn)滑油脂的基本類型工作溫度運(yùn)用范圍雪弗龍 Chevron SRI-2礦物脂-30180耐高溫, 抗水殼牌 Shell Alvania 2礦物脂-35120長(zhǎng)壽命,廣用途殼牌 Shell Doliun R石油脂-40150耐腐蝕, 抗水協(xié)同 Kyodo Yoshi SRL 合成脂-40150低噪聲, 低扭矩美孚 Mo

6、bil HP鋰絡(luò)合成脂-30110耐振動(dòng), 耐腐蝕杜邦 Dupont Krytox240AC氟化脂-35290耐高溫, 特性好埃索 Exxon Beacon 325合成脂-55120通用潤(rùn)滑脂軸承振動(dòng)和噪音按JB/T7047-93標(biāo)準(zhǔn)將單個(gè)軸承振動(dòng)加速度級(jí)別分為Z1、Z2、Z3組；按JB/T50009-94標(biāo)準(zhǔn)將單個(gè)軸承振動(dòng)允許極限值分為V1、V2、V3組。軸承公稱內(nèi)徑(mm)單個(gè)軸承振動(dòng)加速度級(jí)(dB)不超過直徑系列（1）直徑系列（2）直徑系列（3）Z1Z2Z1Z2Z3Z1Z2Z3536343734323735336363437343237353373835383634-8383538363

7、4-94036403735-104238423935444037124339433935454037154440444136464238174440454136474238204541464238484339254642474340494441304743484441504542軸承公稱內(nèi)徑(mm)V1V2V3底頻帶中頻帶高頻帶底頻帶中頻帶高頻帶底頻帶中頻帶高頻帶590605058363035211869060505836303521187110806572484044282481108065724840442824911080657248404428241014010085906050553

8、5301214010085906050553530151801301001107860654635171801301001107860654635202201601251301007580604522220160125130100758060452522016012513010075806045282201601251301007580604530250200160150120100907560軸承生產(chǎn)工序和質(zhì)量控制 進(jìn)料檢驗(yàn): 全檢內(nèi)外圈車加工：全檢熱處理: 抽檢端面研磨: 全檢無心磨: 全檢內(nèi)徑：全檢內(nèi)外圈溝道磨削: 抽檢內(nèi)外圈溝道超精: 全檢裝配: 全檢注脂: 全檢測(cè)噪音, 打振動(dòng): 全

9、檢包裝, 入庫: 在發(fā)貨前最后全檢軸承的轉(zhuǎn)速主要受到軸承內(nèi)部的摩擦發(fā)熱引起的溫升的限制，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過某一界限后，軸承會(huì)因燒傷等而不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。 軸承的極限轉(zhuǎn)速是指不產(chǎn)生導(dǎo)致燒傷的摩擦發(fā)熱并可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的界限值。 因此，軸承的極限轉(zhuǎn)速取決于軸承的類型、尺寸和精度以及潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑的質(zhì)和量、保持架的材料和型式、負(fù)荷條件等各種因素。 各類軸承采用脂潤(rùn)滑及油潤(rùn)滑（油浴潤(rùn)滑）時(shí)的極限轉(zhuǎn)速分別載于各軸承尺寸表，其數(shù)值表示標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的軸承在一般負(fù)荷條件（C/P>=13,Fa/Fr<=0.25左右）下旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速的界限值。 另外，潤(rùn)滑劑根據(jù)其種類和牌號(hào)的不同，也可能雖優(yōu)于其他性能但不適用于高速旋轉(zhuǎn)。&#

10、160;極限轉(zhuǎn)速的修正負(fù)荷條件C/P<13（即當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P超過基本額定動(dòng)負(fù)荷C的8%左右），或承受的合成負(fù)荷中的軸向負(fù)荷超過徑向負(fù)荷的25%時(shí)，要用下式對(duì)極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正。  na=f1*f2*n  這里， na：修正后的極限轉(zhuǎn)速，rpm f1：與負(fù)荷條件有關(guān)的修正系數(shù)（圖8.1) f2：與合成負(fù)荷有關(guān)的修正系數(shù)（圖8.2) n ：一般負(fù)荷條件下的極限轉(zhuǎn)速，rpm（參照軸承尺寸表） C ：基本額定動(dòng)負(fù)荷，Nkgf P ：當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，Nkgf Fr：徑向負(fù)荷，Nkgf Fa：軸向負(fù)荷，Nkgf 圖8.1與負(fù)荷條件有關(guān)的修正系數(shù)f1圖8.2與合成負(fù)荷條件有關(guān)的修正系數(shù)f2

11、 C/P Fa/Fr 帶密封圈球軸承的極限轉(zhuǎn)速帶接觸式密封圈（型）球軸承的極限轉(zhuǎn)速受到密封圈接觸面線速度的限制，允許線速度取決于密封圈的橡膠材質(zhì)高速旋轉(zhuǎn)注意事項(xiàng)軸承在高速旋轉(zhuǎn)、尤其是轉(zhuǎn)速接近或超過尺寸表記載的極限轉(zhuǎn)速時(shí)，主要應(yīng)該注意如下事項(xiàng)： （）使用精密軸承 （）分析軸承內(nèi)部游隙（考慮溫升產(chǎn)生的軸承內(nèi)部游隙減少量） （）分析保持架的材料的型式（對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)，適合采用銅合金或酚醛樹脂切制保持架。另外也有適用于高速旋轉(zhuǎn)的合成樹脂成型保持架） （）分析潤(rùn)滑方式（采用適用于高速旋轉(zhuǎn)的循環(huán)潤(rùn)滑、噴射潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑和油氣潤(rùn)滑等潤(rùn)滑方式） 軸承的摩擦系數(shù)（參考）為便于與滑動(dòng)軸承比較，滾

12、動(dòng)軸承的摩擦力矩可按軸承內(nèi)徑由下式計(jì)算：  M=uPd/2  這里, M：摩擦力矩，mN.mkgf.mm u：摩擦系數(shù)，表1 P：軸承負(fù)荷，Nkgf d：軸承公稱內(nèi)徑，mm 摩擦系數(shù)u受軸承型式、軸承負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑方式等的影響較大，一般條件下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦系數(shù)參考值如表所示。 對(duì)于滑動(dòng)軸承，一般u=0.01-0.02，有時(shí)也達(dá)0.1-0.2。表各類軸承的摩擦系數(shù)u軸承型式摩擦系數(shù)u深溝球軸承0.0010-0.0015角接觸球軸承0.0012-0.0020調(diào)心球軸承 圓柱滾子軸承 0.0008-0.0012滿裝型滾針軸承0.0025-0.0035帶保持架滾針軸承0.002

13、0-0.0030圓錐滾子軸承0.0017-0.0025調(diào)心滾子軸承0.0020-0.0025推力球軸承0.0010-0.0015推力調(diào)心滾子軸承0.0020-0.0025軸承的精度與等級(jí) 滾動(dòng)軸承的精度分（主要）尺寸精度與旋轉(zhuǎn)精度。精度等級(jí)已標(biāo)準(zhǔn)化，分為級(jí)、X級(jí)、級(jí)、級(jí)、級(jí)、級(jí)六個(gè)等級(jí)。 精度從級(jí)起依次提高，對(duì)于一般用途0級(jí)已足夠，但在用于表1所示條件或場(chǎng)合時(shí)，需要5級(jí)或更高的精度。 以上的精度等級(jí)雖然是以ISO標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)制定的，但其稱呼在各國標(biāo)準(zhǔn)中有所不同。 表列出了各種軸承型式所適用的精度等級(jí)以及各國標(biāo)準(zhǔn)之間的比較。尺寸精度（與軸及外殼安裝有關(guān)的項(xiàng)目）、內(nèi)徑、外徑、寬度及裝配寬度的允許偏差

14、、滾子組內(nèi)復(fù)圓直徑及外復(fù)圓直徑的允許偏差、倒角尺寸的允許界限值、寬度的允許變動(dòng)量旋轉(zhuǎn)精度（與旋轉(zhuǎn)體跳動(dòng)有關(guān)的項(xiàng)目）、內(nèi)圈及外圈的允許徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)、內(nèi)圈的允許橫向跳動(dòng)、外徑面傾斜度的允許變動(dòng)量、推力軸承滾道厚度的允許變動(dòng)量、圓錐孔的允許偏差和允許變動(dòng)量 各類軸承的尺寸精度與旋轉(zhuǎn)精度如表表所示。倒角尺寸界限值如表所示。 表1 精密軸承用例 性能要求用 例適用精度等級(jí)要求放置體具有高跳動(dòng)精度音響、影像機(jī)器主軸（錄像機(jī)、錄音機(jī)）雷達(dá)、拋物面天線轉(zhuǎn)軸機(jī)床主軸電子計(jì)算機(jī)、磁盤主軸鋁箔輥頸多級(jí)軋鋼機(jī)支承軸承 P4P5、P4、P2、ABEC9 P5、P4、P2、ABEC9 P5P4 高速旋轉(zhuǎn)增

15、壓器噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、輔機(jī)離心分離機(jī)液化天然氣泵渦輪分子泵主軸、保護(hù)軸承機(jī)床主軸張緊輪 P5、P4P5、P4P5、P4 P5P5、P4P5、P4、P2、ABEC9P5、P4 要求摩擦及摩擦變化小控制機(jī)器（同步馬達(dá)、伺服馬達(dá)、陀螺萬向架）計(jì)量?jī)x表機(jī)床主軸 P4、ABMA 7PP5P5、P4、P2、ABEC9 表軸承類型與適用精度等級(jí)軸承形式適用標(biāo)準(zhǔn)適用精度等級(jí)參照表深溝球軸承GB3070級(jí)-6級(jí)5級(jí)4級(jí)2級(jí)角接觸球軸承0級(jí)-6級(jí)5級(jí)4級(jí)2級(jí)調(diào)心球軸承0級(jí)-表3圓柱滾子軸承0級(jí)-6級(jí)5級(jí)4級(jí)2級(jí)圓錐滾子軸承公制系列（單列）GB307SB/T53419-94SB/CO/T10-89 0級(jí)6X級(jí)6級(jí)5

16、級(jí)4級(jí)-表4 公制系列（雙列、四列）0級(jí)-英制系列Class4-Class2Class3Class0Class00調(diào)心滾子軸承GB3070級(jí)-表3推力球軸承0級(jí)-6級(jí)5級(jí)4級(jí)-表5推力調(diào)心滾子軸承0級(jí)-表6配合的目的配合的目的在于使軸承內(nèi)圈或外圈牢固地與軸或外殼固定，以免在相互配面上出現(xiàn)不利的軸向滑動(dòng)。 這種不利的軸向滑動(dòng)（稱做蠕變）會(huì)引起異常發(fā)熱、配合面磨損（進(jìn)而使磨損鐵粉侵入軸承內(nèi)部）以及振動(dòng)等問題，使軸承不能充分發(fā)揮作用。 因此對(duì)于軸承來說，由于承受負(fù)荷旋轉(zhuǎn)，一般必須讓套圈帶上過盈使之牢固地與軸或外殼固定。軸及外殼的尺寸公差公制系列的軸及外殼孔的尺寸公差已由GB/T275-93滾動(dòng)軸承與

17、軸和外殼的配合標(biāo)準(zhǔn)化，從中選定尺寸公差即可確定軸承與軸或外殼的配合。配合的選擇配合的選擇一般按下述原則進(jìn)行。 根據(jù)作用于軸承的負(fù)荷方向、性質(zhì)及內(nèi)外圈的哪一方旋轉(zhuǎn)，則各套圈所承受的負(fù)荷可分為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷、靜止負(fù)荷或不定向負(fù)荷。承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷及不定向負(fù)荷的套圈應(yīng)取靜配合（過盈配合），承受靜止負(fù)荷的套圈，可取過渡配合或動(dòng)配合（游隙配合）。 軸承負(fù)荷大或承受振動(dòng)、沖擊負(fù)荷時(shí)，其過盈須增大。采用空心軸、薄壁軸承箱或輕合金、塑料制軸承箱時(shí)，也須增大過盈量。 要求保持高旋轉(zhuǎn)時(shí)，須采用高精度軸承，并提高軸及軸承箱的尺寸精度，避免過盈過大。如果過盈太大，可能使軸或軸承箱的幾何形狀精度影響軸承套圈的幾何形狀，從而損害軸

18、承的旋轉(zhuǎn)精度。非分離型軸承（例如深溝球軸承）內(nèi)外圈都采用靜配合，則軸承安裝、拆卸極為不便，最好將內(nèi)外圈的某一方采用動(dòng)配合。）負(fù)荷性質(zhì)的影響 軸承負(fù)荷根據(jù)其性質(zhì)可分為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷、外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷及不定向負(fù)荷，其與配合的關(guān)系如表所示： 軸承旋轉(zhuǎn)條件圖例負(fù)荷性質(zhì)配合方式內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)圈：靜止負(fù)荷方向：固定 內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈靜止負(fù)荷 內(nèi)圈：采用靜配合（過盈配合）外圈：可用動(dòng)配合（游隙配合） 內(nèi)圈：靜止負(fù)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷方向：與外圈同時(shí)旋轉(zhuǎn) 內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)圈：靜止負(fù)荷方向：固定內(nèi)圈靜止負(fù)荷外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷內(nèi)圈：可用動(dòng)配合（游隙配合）外圈：采用靜配合（過盈配合） 內(nèi)圈：靜止負(fù)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷方向：與內(nèi)圈同時(shí)旋轉(zhuǎn) ）負(fù)荷大小

19、的影響 內(nèi)圈在徑向負(fù)荷作用下，半徑方向即被壓縮又有年伸展，周長(zhǎng)趨于微小增加因此初始過盈將減少。過盈減少量可由下式計(jì)算：   這里： dF:內(nèi)圈的過盈減少量，mm d:軸承公稱內(nèi)徑，mm B:內(nèi)圈公稱寬度，mm Fr:徑向負(fù)荷，Nkgf Co:基本額定靜負(fù)荷，Nkgf 因此，當(dāng)徑向負(fù)荷為重負(fù)荷（超過Co值的25%）時(shí)，配合必須比輕負(fù)荷時(shí)緊。 若是沖擊負(fù)荷，配合必須更緊。）配合面粗糙度的影響 若考慮配合面的塑性變形，則配合后的有效過盈受配合面加工質(zhì)量的影響，近似地可用下式表示：  磨削軸 deff=(d/(d+2)*d.(3) 車削軸 deff=(d/(d+3)*d.(4)   這里： deff：有效過盈，mm d：視在過盈，mm d：軸承公稱內(nèi)徑，mm）溫度的影響 一般來說，動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)的軸承溫度高于周邊溫度，而且軸承帶負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)圈溫度高于軸溫，因此熱膨脹將使有效過盈減少。 現(xiàn)設(shè)軸承內(nèi)部與外殼周邊的溫差為t 則不妨可假定內(nèi)圈與軸在配合面的溫差近似地為(0.01-0.15)t 。因此溫差產(chǎn)生的過盈減少量dt可由式計(jì)算：  dt=(0.10 to 0.15)t*d 0.0015t*d*0.01.(5)  這里： dt:溫差產(chǎn)生的過盈減少量，mm t:軸承內(nèi)部與外殼周邊的溫差， :軸承鋼的線膨