軸承配置及軸承選用

1、黑龍江科技大學 王龍軸承配置不僅包括滾動軸承，而且包括同軸承有關(guān)的部件，如軸和軸承座。 潤滑劑也是軸承配置的一個非常重要的組成部分，因為潤滑劑要防磨損防腐蝕，這樣軸承才能充分發(fā)揮作用。 此外，密封件也是一個非常重要的部件，密封件的性能對潤滑劑的清潔至關(guān)重要。 保持清潔對軸承的使用壽命有深遠影響，這就是為什么潤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)計滾動軸承配置，需要 選擇合適的軸承種類并 決定適當?shù)妮S承尺寸， 但這還不夠。 還要考慮其它幾個方面： 例如軸承配置中其它部件的適當形式和設(shè)計、 正確的配合和軸承的內(nèi)部游隙或預載荷、 固定裝置、 適當?shù)拿芊饧?潤滑劑的種類和劑量，以及

2、安裝和拆除方法等。 每個單獨的決定都會影響到軸承配置的性能、可靠性和經(jīng)濟性。所需工作量取決于是否具備類似的軸承選配經(jīng)驗。 遇上缺乏經(jīng)驗、有特殊要求、或需要對軸承配置的成本及任何其它隨后的外形給予特殊考慮時，就需要做更多工作，例如更精確的計算和/或測試。在綜合技術(shù)介紹之后的章節(jié)，軸承配置的設(shè)計人員會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)。 基于這個理由，我們會在多處提到全面的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行完整的軸承配置計算等技術(shù)支持。 對于軸承配置的技術(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,配件進料嚴格把關(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, 國標軸承鋼材型號與ISO等標準對照如下: · 標準鋼材型號表示 · GB/T307-

4、94 GCr15 · ISO683XVII1 · AISI 52100 · DIN100Cr6 · JISSUJ2 軸承精度軸承精度按GB/T307-94的國家標準可以分為2、4、5、6、和0級.標準精度GB/T307-9424560ISOCLASS2CALSS4CLASS5CLASS6NORMAL CLASSDINP2P4P5P6P0ANSIABEC9ABEC7ABEC5ABEC3ABEC1JISJIS2JIS4JIS5JIS6JIS0軸承游隙徑向游隙按國標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,出廠時已填充適量的潤滑油脂,可直接使用.油脂牌號潤滑油脂的基本類型工作溫度運用范圍雪弗龍 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, 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通用潤滑脂軸承振動和噪音按JB/T7047-93標準將單個軸承振動加速度級別分為Z1、Z2、Z3組；按JB/T50009-94標準將單個軸承振動允許極限值分為V1、V2、V3組。軸承公稱內(nèi)徑(mm)單個軸承振動加速度級(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 進料檢驗: 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: 全檢測噪音, 打振動: 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，當轉(zhuǎn)速超過某一界限后，軸承會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、尺寸和精度以及潤滑方式、潤滑劑的質(zhì)和量、保持架的材料和型式、負荷條件等各種因素。 各類軸承采用脂潤滑及油潤滑（油浴潤滑）時的極限轉(zhuǎn)速分別載于各軸承尺寸表，其數(shù)值表示標準設(shè)計的軸承在一般負荷條件（C/P>=13,Fa/Fr<=0.25左右）下旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速的界限值。 另外，潤滑劑根據(jù)其種類和牌號的不同，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)速的修正負荷條件C/P<13（即當量動負荷P超過基本額定動負荷C的8%左右），或承受的合成負荷中的軸向負荷超過徑向負荷的25%時，要用下式對極限轉(zhuǎn)速進行修正。  na=f1*f2*n  這里， na：修正后的極限轉(zhuǎn)速，rpm f1：與負荷條件有關(guān)的修正系數(shù)（圖8.1) f2：與合成負荷有關(guān)的修正系數(shù)（圖8.2) n ：一般負荷條件下的極限轉(zhuǎn)速，rpm（參照軸承尺寸表） C ：基本額定動負荷，Nkgf P ：當量動負荷，Nkgf Fr：徑向負荷，Nkgf Fa：軸向負荷，Nkgf 圖8.1與負荷條件有關(guān)的修正系數(shù)f1圖8.2與合成負荷條件有關(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，主要應(yīng)該注意如下事項： （）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） （）分析潤滑方式（采用適用于高速旋轉(zhuǎn)的循環(huán)潤滑、噴射潤滑、油霧潤滑和油氣潤滑等潤滑方式） 軸承的摩擦系數(shù)（參考）為便于與滑動軸承比較，滾

12、動軸承的摩擦力矩可按軸承內(nèi)徑由下式計算：  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、軸承負荷、轉(zhuǎn)速、潤滑方式等的影響較大，一般條件下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時的摩擦系數(shù)參考值如表所示。 對于滑動軸承，一般u=0.01-0.02，有時也達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 滾動軸承的精度分（主要）尺寸精度與旋轉(zhuǎn)精度。精度等級已標準化，分為級、X級、級、級、級、級六個等級。 精度從級起依次提高，對于一般用途0級已足夠，但在用于表1所示條件或場合時，需要5級或更高的精度。 以上的精度等級雖然是以ISO標準為基準制定的，但其稱呼在各國標準中有所不同。 表列出了各種軸承型式所適用的精度等級以及各國標準之間的比較。尺寸精度（與軸及外殼安裝有關(guān)的項目）、內(nèi)徑、外徑、寬度及裝配寬度的允許偏差

14、、滾子組內(nèi)復圓直徑及外復圓直徑的允許偏差、倒角尺寸的允許界限值、寬度的允許變動量旋轉(zhuǎn)精度（與旋轉(zhuǎn)體跳動有關(guān)的項目）、內(nèi)圈及外圈的允許徑向跳動和軸向跳動、內(nèi)圈的允許橫向跳動、外徑面傾斜度的允許變動量、推力軸承滾道厚度的允許變動量、圓錐孔的允許偏差和允許變動量 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 例適用精度等級要求放置體具有高跳動精度音響、影像機器主軸（錄像機、錄音機）雷達、拋物面天線轉(zhuǎn)軸機床主軸電子計算機、磁盤主軸鋁箔輥頸多級軋鋼機支承軸承 P4P5、P4、P2、ABEC9 P5、P4、P2、ABEC9 P5P4 高速旋轉(zhuǎn)增

15、壓器噴氣式發(fā)動機主軸、輔機離心分離機液化天然氣泵渦輪分子泵主軸、保護軸承機床主軸張緊輪 P5、P4P5、P4P5、P4 P5P5、P4P5、P4、P2、ABEC9P5、P4 要求摩擦及摩擦變化小控制機器（同步馬達、伺服馬達、陀螺萬向架）計量儀表機床主軸 P4、ABMA 7PP5P5、P4、P2、ABEC9 表軸承類型與適用精度等級軸承形式適用標準適用精度等級參照表深溝球軸承GB3070級-6級5級4級2級角接觸球軸承0級-6級5級4級2級調(diào)心球軸承0級-表3圓柱滾子軸承0級-6級5級4級2級圓錐滾子軸承公制系列（單列）GB307SB/T53419-94SB/CO/T10-89 0級6X級6級5

16、級4級-表4 公制系列（雙列、四列）0級-英制系列Class4-Class2Class3Class0Class00調(diào)心滾子軸承GB3070級-表3推力球軸承0級-6級5級4級-表5推力調(diào)心滾子軸承0級-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。 這種不利的軸向滑動（稱做蠕變）會引起異常發(fā)熱、配合面磨損（進而使磨損鐵粉侵入軸承內(nèi)部）以及振動等問題，使軸承不能充分發(fā)揮作用。 因此對于軸承來說，由于承受負荷旋轉(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滾動軸承與

17、軸和外殼的配合標準化，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行。 根據(jù)作用于軸承的負荷方向、性質(zhì)及內(nèi)外圈的哪一方旋轉(zhuǎn)，則各套圈所承受的負荷可分為旋轉(zhuǎn)負荷、靜止負荷或不定向負荷。承受旋轉(zhuǎn)負荷及不定向負荷的套圈應(yīng)取靜配合（過盈配合），承受靜止負荷的套圈，可取過渡配合或動配合（游隙配合）。 軸承負荷大或承受振動、沖擊負荷時，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，也須增大過盈量。 要求保持高旋轉(zhuǎn)時，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配合。）負荷性質(zhì)的影響 軸承負荷根據(jù)其性質(zhì)可分為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負荷、外圈旋轉(zhuǎn)負荷及不定向負荷，其與配合的關(guān)系如表所示： 軸承旋轉(zhuǎn)條件圖例負荷性質(zhì)配合方式內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負圈：靜止負荷方向：固定 內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負荷外圈靜止負荷 內(nèi)圈：采用靜配合（過盈配合）外圈：可用動配合（游隙配合） 內(nèi)圈：靜止負圈：旋轉(zhuǎn)負荷方向：與外圈同時旋轉(zhuǎn) 內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負圈：靜止負荷方向：固定內(nèi)圈靜止負荷外圈旋轉(zhuǎn)負荷內(nèi)圈：可用動配合（游隙配合）外圈：采用靜配合（過盈配合） 內(nèi)圈：靜止負圈：旋轉(zhuǎn)負荷方向：與內(nèi)圈同時旋轉(zhuǎn) ）負荷大小

19、的影響 內(nèi)圈在徑向負荷作用下，半徑方向即被壓縮又有年伸展，周長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:徑向負荷，Nkgf Co:基本額定靜負荷，Nkgf 因此，當徑向負荷為重負荷（超過Co值的25%）時，配合必須比輕負荷時緊。 若是沖擊負荷，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，動轉(zhuǎn)時的軸承溫度高于周邊溫度，而且軸承帶負荷旋轉(zhuǎn)時，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