任務(wù)五發(fā)動機中軸承的認知和拆裝

1、教學(xué)設(shè)計方案課程名稱機械制造基礎(chǔ)學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)動機中軸承的認知和拆裝授課日期授課時數(shù)6系部審批教學(xué)班級教務(wù)審批學(xué) 材自編學(xué)材： 機械制造基礎(chǔ)參考資料： 工程力學(xué)工程材料機械基礎(chǔ)液壓與氣壓傳動教學(xué)方法小組教學(xué)法、演示法、觀察法、啟發(fā)法、講授法、討論法教學(xué)媒體（含教具）多媒體教室、機械拆裝工作站、發(fā)動機主體教 學(xué)目 標知識目標：了解滑動軸承的特點、主要結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；熟悉滾動軸承的類型、特點、代號及應(yīng)用能力目標：掌握正確安裝、拆卸軸承的操作技能；能正確進行軸承的潤滑和保養(yǎng)。情感目標：具有較強的組織和團隊協(xié)作能力，有較強的敬業(yè)精神和良好的職業(yè)道德，能在小組中融洽工作，并學(xué)會交流和溝通，發(fā)揮個人在組織中的作用

2、和價值，通過5S管理規(guī)范職業(yè)行為。學(xué)情分析學(xué)生已有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)：1.具備基本的機械識圖和繪圖能力；2.了解材料的種類及材料的熱處理性能；3.具備基本的機械加工知識；4.一定的的公差配合與技術(shù)測量理論知識與技術(shù)測量能力。學(xué)材分析自編學(xué)材機械制造基礎(chǔ)本課程是機械類和近機類專業(yè)必修的一門專業(yè)骨干和技術(shù)基礎(chǔ)課程。參考教育部2009年頒發(fā)的機械基礎(chǔ)教學(xué)大綱，包含工程力學(xué)、工程材料、常用機構(gòu)和傳動、液壓傳動與氣動四個模塊的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)計劃中起著承前啟后的橋梁作用，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)和基本的專業(yè)技能。本任務(wù)主要通過對發(fā)動機中軸承的拆裝，了解掌握滑動軸承和滾動軸承的分類、特點和應(yīng)用，掌握相

3、應(yīng)的拆裝技能和維護保養(yǎng)技能。學(xué)習(xí)重點及其化解方法重點內(nèi)容：滾動軸承的類型、特點和應(yīng)用?；夥椒ǎ?、教師指導(dǎo)學(xué)生小組拆裝和觀察發(fā)動機中的各類軸承。2、各類型軸承的圖片、動畫和應(yīng)用視頻演示。學(xué)習(xí)難點及其化解方法難點內(nèi)容：滾動軸承的類型代號。難點化解方法：1、通過滾動軸承PPT和各類型軸承的圖片、動畫進行演示及講解。教學(xué)準備1、已分解好的發(fā)動機主體和拆裝軸承用工具準備；2、學(xué)生獲得咨詢需要查閱的工具書；3、小組分組方案；4、多媒體課件和評價量表準備；5、教學(xué)場所安排；6、檢索資料準備。教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容教學(xué)方法一、任務(wù)提出觀察發(fā)動機中連桿與曲軸及滑塊之間的連接是怎樣實現(xiàn)的，其實兩兩之間就是用滑動軸承連

4、接起來的，軸承有什么作用，哪些種類？（如右圖示）動畫演示：增進學(xué)生們的求知欲望，并得出結(jié)論。演示法觀察法啟發(fā)法二、任務(wù)分析我們從今天起要學(xué)習(xí)軸承。軸承是機器中用來支承軸和軸上零件的重要零部件，能保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，減小轉(zhuǎn)動時軸與支承間的摩擦和磨損。根據(jù)工作時，摩擦性質(zhì)不同，軸承可分為滑動軸承和滾動軸承。本學(xué)習(xí)任務(wù)主要是通過發(fā)動機中軸承的拆裝、觀看PPT演示，現(xiàn)場參觀，了解軸承的各種類型、特點和適用場合，并掌握相應(yīng)的軸承拆裝技能和維護保養(yǎng)常識。講授法三、相關(guān)知識軸承是支撐軸的部件，按其工作時的摩擦性質(zhì)可以分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。滾動軸承有一系列優(yōu)點，在

5、一般機械中獲得廣泛的應(yīng)用；但在高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場合下，滑動軸承也有廣泛的使用。另外軸承的正確安裝與否也非常重要，將直接影響著設(shè)備的精度、壽命和性能。實踐表明，軸承安裝不當是導(dǎo)致軸承過早損壞的原因之一（約占軸承失效的16%）。一、認識軸承1、軸承的定義軸承是機器中用來支承軸和軸上零件的重要零部件。它能保證軸的回轉(zhuǎn)精度，減少回轉(zhuǎn)軸與支承間的摩擦和磨損。曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機中實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的主要機構(gòu)，曲柄連桿機構(gòu)主要包括機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三個部分。連桿與活塞、連桿與曲軸、曲軸與機體之間存在相對回轉(zhuǎn)的運動，此處采用的連接部件就是軸承。2、軸承的分類按摩擦性質(zhì)，軸承可分為滾

6、動軸承與滑動軸承。按所受載荷方向的不同，又可分為承受徑向載荷的向心軸承和承受軸向載荷的推力軸承以及同時承受向心和軸向載荷的向心推力(徑向止推)軸承。二、滑動軸承的結(jié)構(gòu)、特點及應(yīng)用1、滑動軸承的分類滑動軸承的運動形式是以軸頸與軸瓦相對滑動為主要特征，即摩擦性質(zhì)為滑動摩擦。 滑動軸承工作表面的摩擦狀態(tài)有液體摩擦和非液體摩擦之分。 摩擦表面完全被潤滑油隔開的軸承稱為液體摩擦滑動軸承（如圖1a所示） 。這種軸承的摩擦發(fā)生在潤滑油內(nèi)部，是分子間相對運動的內(nèi)摩擦，所以摩擦系數(shù)很小。由于軸承的摩擦表面不直接接觸，因此避免了軸承金屬表面的磨損，是理想的摩擦狀態(tài)。但實現(xiàn)液體摩擦必須具備一定的條件，且要有較高的制

7、造精度。一般多用于高速、精度要求較高或低速重載的場合。 圖 1 滑動軸承摩擦表面不能被潤滑油完全隔開的軸承稱為非液體摩擦滑動軸承（如圖1-6-2（b）所示）。這種軸承的摩擦系數(shù)較大，摩擦表面容易磨損，但其結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝方便，因此用于一般轉(zhuǎn)速、載荷不大、精度要求不高的場合。2、滑動軸承的結(jié)構(gòu)及特點滑動軸承按所受載荷的方向分為徑向滑動軸承和推力滑動軸承。1）徑向滑動軸承常用的徑向滑動軸承，我國已經(jīng)制定了標準，通常情況下可以根據(jù)工作條件進行選用。徑向滑動軸承可以分為整體式和剖分式（對開式）兩大類。（1）整體式徑向滑動軸承整體式滑動軸承（JB/T2560-91），如圖2所示。圖2 整體式滑動軸承

8、它由軸承座和軸承套組成。軸承套壓裝在軸承座孔中，一般配合為H8/s7。軸承座用螺栓與機座聯(lián)接，頂部設(shè)有安裝注油油杯的螺紋孔。軸套上開有油孔，并在其內(nèi)表面開油溝以輸送潤滑油。這種軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，但當滑動表面磨損后無法修整，而且裝拆軸的時候只能作軸向移動，有時很不方便，有些粗重的軸和中間具有軸頸的軸（如內(nèi)燃機的曲軸）就不便或無法安裝。所以，整體式滑動軸承多用于低速、輕載和間歇工作的場合，例如手動機械、農(nóng)業(yè)機械等。這類軸承座的標記為：HZ×××軸承座JB/T2560，其中H表示滑動軸承座，Z表示整體式，×××表示軸承內(nèi)徑（單位mm

9、）。標準規(guī)格為：HZ020140 。（2）剖分式徑向滑動軸承剖分式滑動軸承是由軸承蓋、軸承座、剖分軸瓦和螺栓組成。對開式二（四）螺栓正滑動軸承（JB/T2561-91或JB/T2562-91），如圖1-6-4所示。軸承座水平剖分為軸承座和軸承蓋兩部分，并用二（或四）個螺栓聯(lián)接。為了防止軸承蓋和軸承座橫向錯動和便于裝配時對中，軸承蓋和軸承座的剖分面做成階梯狀。對開式滑動軸承在裝拆軸時，軸頸不需要軸向移動，裝拆方便。另外，適當增減軸瓦剖分面間的調(diào)整墊片，可以調(diào)節(jié)軸頸與軸承之間的間隙。這種軸承所受的徑向載荷方向一般不超過剖分面垂線左右35º的范圍，否則應(yīng)該使用斜剖分面軸承。為使?jié)櫥湍芫鶆?/p>

10、地分布在整個工作表面上，一般在不承受載荷的軸瓦表面開出油溝和油孔。圖3 對開式二螺柱正滑動軸承1軸承座 2軸承蓋 3軸瓦 4螺柱這類軸承軸瓦與座孔之間的配合為H8/m7。軸承座標記為：H2×××軸承座JB2561-91(或H4×××)，其中H表示滑動軸承座，2（4）表示螺栓數(shù)， ×××表示軸承內(nèi)徑（單位mm）。標準規(guī)格為H2030H2160（H4050H4220）。對開式四螺栓斜滑動軸承（JB/T2563-91），如圖4所示為對開式斜滑動軸承。圖4對開式四螺栓斜滑動軸承軸承剖分面與水平面成45º

11、角，軸承載荷的方向應(yīng)位于垂直剖分面的軸承中心線左右35º的范圍內(nèi)，其特點與對開式正滑動軸承相同。軸承座的標記為：HX×××軸承座JB/T2563-91，其中H表示滑動軸承座，X表示斜座，×××表示軸承內(nèi)徑（單位mm）。標準規(guī)格為HX050HX220。當軸頸較長（寬徑比大于1.51.75），軸的剛度較小，或由于兩軸承不是安裝在同一剛性機架上，同心度較難保證時，都會造成軸瓦端部的局部接觸（如圖5所示），使軸瓦局部嚴重磨損，為此可采用能相對軸承自行調(diào)節(jié)軸線位置的滑動軸承，稱為調(diào)心式滑動軸承（如圖6所示）。圖5 軸瓦端部的局部接觸情

12、況 圖6 調(diào)心式滑動軸承這種滑動軸承的結(jié)構(gòu)特點是軸瓦的外表面做成凸形球面，與軸承蓋及軸承座上的凹形球面箱配合，當軸變形時，軸瓦可隨軸線自動調(diào)節(jié)位置，從而保證軸頸和軸瓦為球面接觸。2）推力滑動軸承推力滑動軸承用于承受軸向載荷。如圖7所示為一簡單的推力軸承結(jié)構(gòu)，它由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦所組成。為了便于對中，止推軸瓦底部制成球面形式，并用銷釘來防止它隨軸頸轉(zhuǎn)動，潤滑油從底部進入，上部流出。其最簡結(jié)構(gòu)如圖8a所示。圖8推力滑動軸承軸頸軸瓦由于工作面上相對滑動速度不等，越靠近邊緣處相對滑動速度越大，磨損越嚴重，會造成工作面上壓強分布不均勻，相對滑動端面通常采用環(huán)狀端面。當載荷較大時，可采用多

13、環(huán)軸頸，如圖1-6-9 b所示，這種結(jié)構(gòu)能夠承受雙向軸向載荷。圖7 推力滑動軸承三、滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)及定位1、軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦是軸承與軸頸直接接觸的零件，對于重要軸承，在軸瓦內(nèi)表面還澆鑄一層減摩性能好的軸承襯。軸承襯應(yīng)可靠地貼合在軸瓦基體表面上，為此可采用如圖9 所示的結(jié)合型式。軸瓦是滑動軸承的主要零件，有整體式( 用于整體式軸承，如圖10所示和剖分式(用于剖分式軸承，如圖11 所示 。并在軸瓦上制出油孔與油溝，以便于給軸承加注潤滑油，使摩擦表面得到潤滑。油孔與油溝的位置應(yīng)設(shè)置在不承受載荷的區(qū)域內(nèi)。為了使圖9軸瓦與軸承襯結(jié)合型式潤滑油能均勻分布在整個軸頸上，油溝應(yīng)有足夠的長度，通?？扇≥S瓦長度的

14、80% 。圖10 整體式軸瓦 圖11 剖分式軸瓦2、軸瓦定位軸瓦的兩端通常帶有凸緣或凸耳（圖12），以防止在軸承座中發(fā)生軸向移動；一般用銷釘緊定螺釘固定（圖13），以防止其周向轉(zhuǎn)動。圖12 軸瓦的軸向定位圖13 軸瓦的周向或軸向定位四、滑動軸承的失效形式、常用材料及維護1、滑動軸承的失效形式滑動軸承的失效形式通常由多種原因引起，失效的形式有很多種，有時幾種失效形式并存，相互影響。（1）磨粒磨損進入軸承間隙的硬顆粒物（如灰塵、砂礫等）有的嵌入軸承表面，有的游離于間隙中并隨軸一起轉(zhuǎn)動，它們都將對軸頸和軸承表面起研磨作用。在機器起動、停車或軸頸與軸承發(fā)生邊緣接觸時，他們都將加劇軸承磨損，導(dǎo)致幾何行狀

15、改變、精度喪失，軸承間隙加大，使軸承性能在預(yù)期壽命前急劇惡化。（2）刮傷進入軸承間隙的硬顆?；蜉S頸表面粗糙的輪廓峰頂，在軸承傷劃出線狀傷痕，導(dǎo)致軸承因刮傷而失效。（3）膠合（也稱為燒瓦）當軸承溫升過高，載荷過大，油膜破裂時，或在潤滑油供應(yīng)不足的條件下，軸頸和軸承的相對運動表面材料發(fā)生粘附和遷移，從而造成軸承損壞，有時甚至可能導(dǎo)致相對運動的中止。（4）疲勞剝落在載荷反復(fù)作用下，軸承表面出現(xiàn)與滑動方向垂直的疲勞裂紋，當裂紋向軸承襯與襯背結(jié)合面擴展后，造成軸承襯材料的剝落。它與軸承襯和襯背因結(jié)合不良或結(jié)合力不足造成軸承襯的剝離有些相似，但疲勞剝落周邊不規(guī)則，結(jié)合不良造成的剝離周邊比較光滑。（5）腐蝕

16、潤滑劑在使用中不斷氧化，所生成的酸性物質(zhì)對軸承材料有腐蝕性，特別對制造銅鋁合金中的鉛，易受腐蝕而形成點狀剝落。氧對錫基巴氏合金的腐蝕，會使軸承表面形成一層由SnO2和SnO混合組成的黑色硬質(zhì)覆蓋層，它能擦傷軸頸表面，并使軸承間隙變小。此外，硫?qū)y或銅的軸承材料的腐蝕，潤滑油中水分對銅鉛合金的腐蝕，都應(yīng)予以注意。以上列舉了常見的幾種失效形式，由于工作條件不同，滑動軸承還可出現(xiàn)氣蝕、流體侵蝕、電侵蝕和微動磨損等損傷。從美國、英國和日本三家汽車廠統(tǒng)計的汽車用滑動軸承故障原因的平均比率來看，因不干凈或由異物進入而導(dǎo)致鼓掌的比率較大。表1-6-1 故障原因發(fā)生的不同概率故障原因不干凈潤滑油不足安裝誤差

17、對中不良超載腐蝕制造精度低氣蝕其它比率（%）38.311.115.98.16.05.65.52.86.72、軸承材料的要求軸瓦與軸承襯的材料通稱為軸承材料。針對以上所述的失效形式，軸承材料性能應(yīng)著重滿足以下主要要求：（1）良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性減摩性是指材料副具有低的摩擦系數(shù)。耐磨性是指材料的抗磨性能（通常以磨損率表示）。抗膠合性是指材料的耐熱性和抗粘附性。(2）良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性摩擦順應(yīng)性是指材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不良的能力。嵌入性是指材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。磨合性是指軸瓦與軸頸表面經(jīng)過短期輕載運轉(zhuǎn)后

18、，易于形成相互吻合的表面粗糙度。（3）足夠的強度和抗腐蝕能力（4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟性等應(yīng)該指出的是：沒有一種軸承材料全面具備上述性能，因而必須針對各種具體的情況，仔細進行分析后合理選用。3、軸承材料常用的材料可以分為三大類：1）金屬材料，如軸承合金、銅合金、鋁基合金和鑄鐵等；2）多孔質(zhì)金屬材料；3）非金屬材料，如工程塑料、碳石磨等。(1）軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）軸承合金是錫、鉛、銻、銅的合金，它以錫或鉛作為基體，其內(nèi)含有銻錫（Sb-Sn）或銅錫（Cu-Sn）的硬晶粒。硬晶粒起抗磨作用，軟基體則增加材料的塑性。軸承合金的彈性模量和彈性極限都很低，在所有軸承材料中，它的嵌入性及摩

19、擦順應(yīng)性最好，很容易和軸頸磨合，也不易與軸頸發(fā)生膠合。但軸承合金的強度很低，不能單獨制作軸瓦，只能粘附在青銅、鋼或鑄鐵軸瓦上作軸承襯。軸承合金適用于重載、中高速場合，價格較貴。(2）銅合金銅合金具有較高的強度，較好的減磨性和耐磨性。由于青銅的減磨性和阿耐磨性比黃銅好，故青銅是最常用的材料。青銅有錫青銅、鉛青銅和鋁青銅等幾種，其中錫青銅的減摩性和耐磨性最好，應(yīng)用廣泛。但錫青銅比軸承合金硬度高，磨合性及嵌入性差，適用于重載及中速場合。鉛青銅抗膠合能力強，適用于高速、重載軸承。鋁青銅的強度及硬度較高，抗膠合能力較差，適用于低速重載軸承。在一般機械中有50的滑動軸承采用青銅材料。(3）鋁基軸承合金鋁基

20、軸承合金在許多國家獲得了廣泛的應(yīng)用。它有相當好的耐蝕性和較高的疲勞強度，摩擦性也較好。這些品質(zhì)使鋁基軸承合金在部分領(lǐng)域取代了較貴的軸承合金和青銅。鋁基軸承合金可以制成單金屬零件（如軸套、軸承等），也可以制成雙金屬零件，雙金屬軸瓦以鋁基軸承合金為軸承襯，以鋼作襯背。(4）灰鑄鐵和耐磨鑄鐵普通灰鑄鐵或加有鎳、鉻鈦等合金成分的耐磨灰鑄鐵，或者是球墨鑄鐵，都可以用作軸承材料。這類材料中的片狀或球狀石墨在材料表面上覆蓋后，可以形成一層起潤滑作用的石墨層，故具有一定的減摩性和耐磨性。此外石墨能吸附碳氫化合物，有助于提高邊界潤滑性能，故采用灰鑄鐵作軸承材料時應(yīng)加潤滑油。由于鑄鐵性脆、磨合性能差，故只適用于輕

21、載低速和不受沖擊載荷的場合。(5）多孔質(zhì)金屬材料這是不同于金屬粉末經(jīng)壓制、燒結(jié)而成的軸承材料。這種材料是多孔結(jié)構(gòu)的，孔隙約占體積的1035。使用前先把軸瓦在加熱的油中浸漬數(shù)小時，使孔隙中充滿潤滑油，因而通常把這種材料制成的軸承稱為含油軸承。它具有自潤滑性。工作時，由于軸頸轉(zhuǎn)動的抽吸作用及軸承發(fā)熱時油的膨脹作用，油便進入摩擦表面間起潤滑作用；不工作時，因毛細管作用，油便被吸回到軸承內(nèi)部，故在相當長的時間內(nèi)，即使不加油仍能和好的工作。如果定期給以供油，則使用效果更好。但由于其韌性較小，故宜用于平穩(wěn)無沖擊載荷及中低速情況。常用的有多孔鐵和多孔質(zhì)青銅。多孔鐵常用來制作磨粉機軸套、機床油泵襯套、內(nèi)燃機凸

22、輪軸襯套等，多孔質(zhì)青銅常用來制作電唱機、電風(fēng)扇、紡織機械及汽車發(fā)電機的軸承。我國也有專門制造含油軸承的生產(chǎn)廠家，需用時可根據(jù)設(shè)計手冊選用。(6）非金屬材料非金屬材料中應(yīng)用最廣的是各種塑料，如酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是：與許多化學(xué)物質(zhì)不起反應(yīng)，抗腐蝕性好，例如聚四氟乙烯（PTEE）能抗強酸和弱堿；具有一定的自潤滑性，可以在無潤滑條件下工作，在高溫條件下具有一定的潤滑能力；具有包容異物的能力（嵌入性好），不宜擦傷配合零件表面；減摩性及耐磨性比較好。選擇聚合物作軸承材料時，必須注意以下一些問題：由于聚合物的熱傳導(dǎo)能力差，只有鋼的百分之幾，因此必須考慮摩擦熱的消散問題，它嚴格限制著聚

23、合物軸承的工作轉(zhuǎn)速及壓力值。又因為聚合物的線脹系數(shù)比鋼大的多，因此聚合物軸承與鋼制軸頸的間隙比金屬軸承的間隙大。此外聚合物材料的強度和屈服極限較低，因而在裝配和工作時能承受的載荷有限。另外聚合物在常溫下回產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，因而不宜用來制作間隙要求嚴格的軸承。碳石墨是電機電刷的常用材料，也是不良環(huán)境中的軸承材料。碳石墨是由不同量的碳和石墨構(gòu)成的人造材料，石墨含量越多，材料越軟，摩擦系數(shù)越小?？稍谔际牧现屑尤虢饘?、聚四氟乙烯或二硫化鉬組分，也可以浸漬液體潤滑劑。碳石墨軸承具有自潤滑性，它的自潤性和減摩性取決于吸附的水蒸氣量。碳石墨和含有碳輕化合物的潤滑劑有親和力，加入潤滑劑有助于提高其邊界潤滑性能

24、。此外，它還可以作水潤滑的軸承材料。橡膠主要用于以水作潤滑劑或環(huán)境較臟污之處。橡膠軸承內(nèi)壁上帶有縱向溝槽，便于潤滑劑的流通、加強冷卻效果并沖走臟物。木材具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)，可用填充劑來改善其性能。填充聚合物能提高木材的尺寸穩(wěn)定性和減少吸濕量，并能提高強度。采用木材（以溶于潤滑油的聚乙烯作填充劑）制成的軸承，可在灰塵極多的條件下工作，例如用作建筑、農(nóng)業(yè)中使用的帶式輸送機支撐滾子的滑動軸承。4、滑動軸承的維護除卻材料和制造因素，在安裝和運行過程中，對滑動軸承的維護應(yīng)從以下幾個方面進行；1）減少外部顆粒進入軸承間隙清除顆粒來源；改善潤滑系統(tǒng)，除去潤滑油中的顆粒和油箱中的沉淀物；改善密封裝置或密封結(jié)構(gòu)等。

25、2）防止?jié)櫥怀浞只蛴湍げ煌暾ＷC潤滑系統(tǒng)有足夠的供油壓力和油量；選用合適粘度的潤滑油；增大軸承間隙；使用潤滑性和搞磨性更好的潤滑油等。3）避免啟動停車過程造成的損傷在軸轉(zhuǎn)動完全停止后再停止供油，并在軸啟動前開始供油。4）腐蝕和侵蝕的防護采用含抗氧抗腐添加劑的潤滑油，使滑潤油不易變質(zhì)劣化；縮短換油周期；采取提高供油壓力，減小軸承間隙，增大油槽截面等措施防止發(fā)生氣蝕和流體侵蝕。滾動軸承是機器上一種重要的通用部件。它依靠主要元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件，具有摩擦阻力小、容易起動、效率高、軸向尺寸小等優(yōu)點，而且由于大量標準化生產(chǎn)，具有制造成本低的優(yōu)點。因而在各種機械中得到了廣泛的使用。滾動軸承已經(jīng)

26、標準化，由專門的工廠大量生產(chǎn)。在機械設(shè)計中，我們的主要工作就是根據(jù)具體的工作條件正確的選用軸承的類型和尺寸，并進行軸承安裝、調(diào)整、潤滑、密封等軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計。五、滾動軸承的結(jié)構(gòu)和分類1、滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)如圖14所示，它是由內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3 和保持架4 等四部分組成，其中滾動體是滾動軸承中不可缺少的重要元件。常用的滾動體，如圖15所示。保持架的作用是均勻分布滾動體，以減小滾動體的摩擦和磨損。圖14 滾動軸承基本結(jié)構(gòu)圖 圖15 常用滾動體1外圈 2內(nèi)圈 3滾動體 4保持架2、滾動軸承的分類滾動軸承按照其所承受載荷的方向不同，可分為三大類：徑向接觸軸承、向心角接觸軸承和軸

27、向接觸軸承。徑向接觸軸承主要承受徑向載荷；向心角接觸軸承既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷；軸向接觸軸承主要承受軸向載荷。 六、滾動軸承的主要類型及其特性1、徑向接觸軸承 (1) 深溝球軸承( 代號6) 主要用于承受徑向載荷，也能承受一定的雙向軸向載荷。高速時可代替向心角接觸球軸承。軸承內(nèi)、外圈軸線允許的偏轉(zhuǎn)角為816 。如圖16 (a) 所示。 (2) 調(diào)心球軸承( 代號1) 主要用于承受徑向載荷，也能承受較小的軸向載荷。軸承外圈滾道呈內(nèi)球面形，故能自動調(diào)心，允許內(nèi)、外圈軸線偏轉(zhuǎn)角較大（不大于3°）。如圖16(b)所示。 (3) 圓柱滾子軸承( 代號N) 軸承內(nèi)、外圈沿軸向可作相對

28、移動，沿軸向可分離。能承受大的徑向載荷，但不能承受軸向載荷。內(nèi)、外圈軸線允許的偏轉(zhuǎn)角很?。ㄐ∮?4）。如圖16（c）所示。 2、向心角接觸軸承 滾動體與外圈接觸處的法線和軸承徑向平面( 垂直于軸承軸心線的平面) 之間的夾角稱為公稱接觸角，用 表示，如圖16 (d) 和圖16 (e) 所示。向心角接觸軸承的受力分析和承載能力等都與公稱接觸角有關(guān)。公稱接觸角 越大，軸承承受軸向載荷的能力也越大。 (1) 角接觸球軸承( 代號7) 該軸承能同時承受徑向載荷和單方向軸向載荷。公稱接觸角 有15°、25°和40°三種。極限轉(zhuǎn)速較高，一般應(yīng)成對使用。軸承間隙可調(diào)整，內(nèi)、外圈軸

29、線允許的偏轉(zhuǎn)角為210。如圖16(d) 所示。 (2) 圓錐滾子軸承( 代號3) 軸承能同時承受較大的徑向和單方向軸向載荷。內(nèi)、外圈沿軸向可以分離，故軸承的裝拆方便，軸承的徑向、軸向游隙可調(diào)整，向心角接觸軸承都應(yīng)成對使用。內(nèi)、外圈軸線允許的偏轉(zhuǎn)角小于2。如圖16 (e) 所示。 3、軸向接觸軸承 軸向接觸球軸承( 代號5) 僅能承受單方向軸向載荷。軸承兩個套圈的內(nèi)孔直徑不同。直徑較小的套圈與軸頸緊配合，稱為軸圈；直徑較大的套圈安裝在機座上，稱為座圈。由于套圈滾道深度較淺，當轉(zhuǎn)速較高時，滾動體的離心力大，軸承對滾動體的約束力不夠，故允許的轉(zhuǎn)速較低。軸承兩個套圈可分離。如圖17所示。圖16 徑向接

30、觸軸承和向心角接觸軸承 圖17 軸向接觸軸承在工程上常用的滾動軸承有五類：深溝球軸承、圓柱滾子軸承、單列推力球軸承、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。七、滾動軸承的標準代號滾動軸承的種類很多，而各類軸承又有不同結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等級等，為了表征各類軸承的不同特點，為了便于組織生產(chǎn)、管理、選擇和使用，國家標準中規(guī)定了滾動軸承代號的表示方法，由數(shù)字和字母所組成。滾動軸承的代號有三個部分代號所組成：前置代號、基本代號和后置代號。見下表：表1-6-2 滾動軸承的代號前置代號基本代號后置代號（組）軸承類型尺寸系列軸承內(nèi)徑內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封防塵套圈變型保持架（材料）軸承材料公差等級游隙配置其它1、基本代號基本代號是表示

31、軸承主要特征的基礎(chǔ)部分，也是我們應(yīng)著重掌握的內(nèi)容，包括軸承類型、尺寸系列和內(nèi)徑。圖18 滾動軸承的直徑系列代號類型代號是用阿拉伯數(shù)字（以下簡稱數(shù)字）或大些拉丁字母（簡稱字母）表示，個別情況下可以省略。尺寸系列是由軸承的直徑系列代號和寬（高）度系列代號組合而成，用兩位數(shù)字表示。寬度系列是指徑向軸承或向心推力軸承的結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑和直徑都相同，而寬度為一系列不同尺寸，依8、0、16次序遞增（推力軸承的高度依7、9、1、2順序遞增）。當寬度系列為0系列時，對多數(shù)軸承在代號種可以不予標出（但對調(diào)心軸承需要標出）。用基本代號右起第四位數(shù)字表示直徑系列表示同一類型、相同內(nèi)徑的軸承在外徑和寬度上的變化系列，用基本

32、代號右起第三位數(shù)字表示（滾動體尺寸隨之增大）。即按7、8、9、0、1、5順序外徑尺寸增大，如圖18所示。內(nèi)徑代號是用兩位數(shù)字表示軸承的內(nèi)徑：內(nèi)徑d=10480mm的軸承內(nèi)徑表示方法見下表（其它有關(guān)尺寸的軸承內(nèi)徑需查閱有關(guān)手冊和標準）。（用基本代號右起第一、二兩位位數(shù)字表示）表1-6-3 滾動軸承的內(nèi)徑代號與內(nèi)徑關(guān)系內(nèi)徑代號000102030496軸承內(nèi)徑（mm）10121517代號數(shù)×52、前置代號、后置代號前置、后置代號是軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等有改變時，在基本代號左右添加的補充代號。前置代號用字母表示，用以說明成套軸承部件的特點,一般軸承無需作此說明，則前置代號可以

33、省略。后置代號用字母和字母數(shù)字的組合來表示，按不同的情況可以緊接在基本代號之后或者用“”、“/”符號隔開，其含義見軸承代號表格所示。常見的軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號及公差等級代號見下表：（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號表1-6-4 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號含義代號含義及示例C角接觸球軸承 公稱接觸角 15º 7210C調(diào)心滾子軸承 C型 23122CAC角接觸球軸承 公稱接觸角 25º 7210ACB角接觸球軸承 公稱接觸角 45º 7210B圓錐滾子軸承 接觸角加大 32310BE加強型（即內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計改進，增大軸承承載能力）N207E（2）軸承公差代號表1-6-5 軸承公差代號含義代號含義和示例

34、新標準GB/T27293原標準GB27288/P0G公差等級符合標準規(guī)定的0級，代號中省略不標 6203/P6E公差等級符合標準中的6級 6203/P6/P6XEX公差等級符合標準中的6X級 6203/P6XP5D公差等級符合標準中的5級 6203/P5P4C公差等級符合標準中的4級 6203/P4P2B公差等級符合標準中的2級 6203/P2其精度等級按上表中的順序依次提高。其它各符號的含義可以查閱GB/T27293。四、滾動軸承的配合滾動軸承的配合是指軸承內(nèi)圈與軸頸及軸承外圈與機座孔的配合，軸承的周向固定就是通過配合來保證的。 由于滾動軸承是標準件，故內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制，外圈與機座

35、孔的配合采用基軸制。而滾動軸承內(nèi)徑的公差帶是負的，而一般圓柱公差標準中基準孔的公差帶是正的，因此軸承內(nèi)圈與軸頸的配合比圓柱公差標準中規(guī)定的基孔制同類配合要緊一些，圓柱公差標準中的許多過渡配合在這里實際成為過盈配合，因此配合較緊，拆裝軸承很困難。 在裝配圖中，滾動軸承配合與一般圓柱體的配合方式的標注方法不同，它只能標注軸頸及機座孔直徑公差代號。五、滾動軸承選用的一般原則選用滾動軸承時，首先是選擇軸承類型。由前所述，滾動軸承的類型很多，在選擇時應(yīng)考慮工作載荷( 大小、方向和性質(zhì)) 、轉(zhuǎn)速及使用要求等。下列原則可供參考。 1、軸承的載荷 軸承所受載荷是選擇軸承類型的主要依據(jù)。(1) 載荷較小時，應(yīng)優(yōu)

36、先選用球軸承。因為球軸承中的主要元件間是點接觸，適于承受較輕或中等載荷，而滾子軸承中則主要為線接觸，故用于承受較大的載荷或沖擊載荷，承載后的變形也較小。 (2) 根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型時，若只承受軸向載荷，一般選用軸向接觸球軸承。若只承受徑向載荷，一般選用深溝球軸承或圓柱滾子軸承。若承受徑向載荷的同時，還承受軸向載荷，可選用深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或徑向接觸軸承和軸向接觸軸承的組合結(jié)構(gòu)。 2、 軸承的轉(zhuǎn)速 (1) 球軸承與滾子軸承相比，球軸承允許的極限轉(zhuǎn)速高于滾子軸承，故在高速時應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。 (2) 在內(nèi)徑相同的條件下，外徑越小，則滾動體越小，質(zhì)量越輕，運轉(zhuǎn)時滾動體加在

37、外圈滾道上的離心力也就越小，因而也就更適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作。故在高速時，宜選用輕系列的軸承。 (3) 軸向接觸球軸承允許的工作轉(zhuǎn)速很低。當工作轉(zhuǎn)速高時，若軸向載荷不十分大，可采用深溝球軸承或角接觸球軸承。 (4) 可以用提高軸承的精度等級，選用循環(huán)潤滑，加強對循環(huán)油的冷卻等措施來改善軸承的高速性能。 3、軸承的調(diào)心性能 當軸的剛度較低或兩軸承孔同軸度較低時，導(dǎo)致軸的中心線與軸承座中心線不重合，會造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜。這時，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心球軸承。 4、 軸承的經(jīng)濟性 低精度軸承比高精度軸承便宜。同型號滾動軸承尺寸公差等級由低到高依次為0、6(6x只適用于圓錐滾子軸承) 、5

38、 、4 、2，其價格比約為11.52 7 10，精度每提高一個等級，其價格就要提高幾倍，所以選用高精度軸承必須慎重。 5、裝拆、調(diào)整方便 為便于軸承的裝拆、調(diào)整可選用內(nèi)圈、外圈可分離的軸承。六、滾動軸承的安裝與拆卸1、安裝由于滾動軸承的配合通常較緊，為便于裝配，防止損壞軸承，應(yīng)采取合理的裝配方法。 軸承安裝有熱套法和冷壓法。所謂熱套法就是將軸承放入油池中，加熱至80 100，然后套裝在軸上。冷壓法如圖19 所示，需有專用壓套，用壓力機壓入。中小型軸承可以使用軟錘直接敲入或用另一段管子壓住內(nèi)圈敲入。圖19冷壓法安裝滾動軸承2、拆卸拆卸軸承時，可采用專用工具。圖20所示為常見的拆卸滾動軸承的情況。

39、為便于拆卸，軸承的定位軸肩高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈高度，否則，難以放置拆卸工具的鉤頭；加力于外圈以拆卸軸承時，機座孔的結(jié)構(gòu)也應(yīng)留出拆卸高度。也可以采用其它結(jié)構(gòu)，比如在軸上裝配軸承的部位預(yù)留出油道，需要拆卸時利用壓入高壓油進行拆卸。圖20 軸承的拆卸 1壓頭 2軸 3對開墊板 4螺栓 5螺母七、滑動軸承的潤滑劑及其選擇潤滑的目的主要是減少摩擦，降低磨損，提高軸承效率，同時還有散熱冷卻、緩沖吸振、密封和防銹的作用。潤滑劑分為潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑三類。（1）潤滑油潤滑油是滑動軸承中應(yīng)用最廣的潤滑劑，目前使用的潤滑油多位礦物油。潤滑油最重要的屋里性能是粘度，它也是選擇潤滑油的主要依據(jù)。粘度標志著液體流

40、動的內(nèi)摩擦性能。粘度越大，內(nèi)摩擦阻力越大，液體的流動性越差。粘度的大小可用動力粘度（又稱絕對粘度）或運動粘度來表示。工業(yè)上多用運動粘度標定潤滑油的粘度。根據(jù)國家標準，潤滑油產(chǎn)品油牌號一般按40ºC時的運動粘度平均值來劃分，我們需要時可以查閱相關(guān)手冊或資料參考選擇。（2）潤滑脂潤滑脂是在潤滑油中添加稠化劑（如鈣、鈉、鋁、鋰等金屬）后形成的膠狀潤滑劑。因為它稠度大，不宜流失，所以承載能力較大，但它的物理、化學(xué)性質(zhì)不如潤滑油穩(wěn)定，摩擦功耗也大，故不宜在溫度變化大或高速條件下使用（一般在軸承相對滑動速度低于12m/s時或不變注油的場合使用）。目前使用最多的是鈣基潤滑脂，它有耐水性，常用于60

41、ºC以下的各種機械設(shè)備中的軸承潤滑。鈉基潤滑脂可用于115145ºC以下，但抗水性較差。鋰基潤滑脂性能優(yōu)良，抗水性好，在20150ºC范圍內(nèi)廣泛使用，可以代替鈣基、鈉基潤滑脂。（3）固體潤滑劑常用的固體潤滑劑有石墨和二硫化鉬。在滑動軸承中主要以粉劑加入潤滑油或潤滑脂中，用于提高其潤滑性能，減少摩擦損失，提高軸承使用壽命。尤其高溫、重載下工作的軸承，采用添加二硫化鉬的潤滑劑，能獲得良好的潤滑效果。八、滑動軸承潤滑方法和潤滑裝置為了保證軸承良好的潤滑狀態(tài)，除了合理選擇潤滑劑之外，合理選擇潤滑方法和潤滑裝置也是十分重要的。1、潤滑油：潤滑油的潤滑方法有間歇供油和連續(xù)供油

42、兩種。間歇供油有手工油壺注油和油杯注油供油。這種方法只適用于低速不重要的軸承或間歇工作的軸承。對于重要的軸承必須采用連續(xù)供潤滑，連續(xù)供油方法及裝置主要有以下幾種a)針閥油杯 b)芯捻油杯1-杯體 2-針閥 3-彈簧 1-油芯 2-接頭 3-杯體4-調(diào)節(jié)螺母 5-手柄 4-杯蓋圖21 油杯滴油潤滑裝置（1）油杯滴油潤滑如圖21所示分別為針閥油杯和芯捻油杯。針閥油杯可調(diào)節(jié)滴油速度以改變供油量，在軸承停止工作時，可通過油杯上部手柄關(guān)閉油杯，停止供油。芯捻油杯利用毛細管作用將油引到軸承工作表面上，這種方法不易調(diào)節(jié)供油量。（2）浸油潤滑將部分軸承直接浸入油池中潤滑。（3）飛濺潤滑和油環(huán)潤滑飛濺潤滑主要用

43、于潤滑如減速器、內(nèi)燃機等機械中的軸承。通常直接利用轉(zhuǎn)動零件將油池中的潤滑油帶起濺到軸承或箱體壁上，然后經(jīng)油溝導(dǎo)入軸承工作面進行潤滑。甩油環(huán)根據(jù)安裝特點分為松環(huán)和固定環(huán)兩種，如圖22所示。圖22 飛濺潤滑裝置a）松環(huán)潤滑 b）固定環(huán)潤滑c）溝槽環(huán)1-甩油環(huán) 2-軸承松環(huán)是指油環(huán)松套在軸上，如圖22a所示?？磕Σ亮﹄S軸轉(zhuǎn)動，將附著在油環(huán)上的油濺到箱體壁上，然后經(jīng)油溝導(dǎo)入軸承和直接甩到軸承工作面上進行潤滑。當軸承轉(zhuǎn)速較低時，環(huán)和軸同步運動。轉(zhuǎn)速增加，由于在環(huán)和軸的接觸部位有油潤滑，摩擦力降低，油環(huán)會出現(xiàn)滯后。松環(huán)的供油量與環(huán)的質(zhì)量、寬度、浸油深度以及潤滑油的粘度有關(guān)。大量實驗證明，松環(huán)的供油量對軸承

44、的潤滑是完全夠用的。如果在油環(huán)的內(nèi)表面上開出窄的溝槽，如圖1-6-23c所示，供油量會明顯增大，軸的溫度也會明顯降低。松環(huán)適用于v 20m/s，運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)的軸承。如圖22b所示，油環(huán)通過緊固螺釘或其它方式固定在軸上，稱為固定環(huán)。這種結(jié)構(gòu)主要用于低速，通常v 13m/s范圍內(nèi)使用。圖23 壓力潤滑裝置（4）壓力循環(huán)潤滑如圖23所示，壓力循環(huán)潤滑是一種強制潤滑方法。潤滑油泵將一潤高壓力的油經(jīng)油路導(dǎo)入軸承，潤滑油經(jīng)軸承兩端流會油池，構(gòu)稱個循環(huán)潤滑。這種潤滑方法供油量充足，潤滑可靠，并有冷卻和沖洗軸承的作用。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費用較高。常用于重載、高速和載荷變化較大的軸承當中。2、脂潤滑潤滑脂只能間歇供給

45、。常用的裝置如圖24所示的（圖a）旋蓋注油油杯和（圖b）壓注油杯。旋蓋注油油杯靠旋緊杯蓋將杯內(nèi)潤滑脂壓入軸承工作面；壓注油杯靠油槍壓注潤滑脂至軸承工作面。圖24 脂潤滑裝置1-杯蓋 2-杯體滑動軸承的潤滑方式可根據(jù)系數(shù)k選定： 式中：p為比壓，單位MPa；v為軸頸的線速度，單位m/s。當k 2時，用潤滑脂，油杯潤滑；k=216時，用針閥式潤滑；k=1632時，用油環(huán)或飛濺潤滑；k > 32時，用壓力潤滑。九、滾動軸承的潤滑 潤滑對滾動軸承具有重要意義，其主要目的是減小摩擦與磨損、防銹、吸振與散熱。 軸承常用的潤滑劑有潤滑油及潤滑脂兩類。此外，也有使用固體潤滑劑的。潤滑方式和潤滑劑的選用，

46、可根據(jù)表征滾動軸承轉(zhuǎn)速大小的速度因素dn值來確定(d 為滾動軸承內(nèi)徑，mm；n 為軸承轉(zhuǎn)速，r/min )。適用于脂潤滑和油潤滑的dn值，列于表下中，可作為選擇潤滑劑與潤滑方式時的參考。 表1-6-6 滾動軸承潤滑劑與潤滑方式的選擇一般情況下滾動軸承多采用潤滑脂潤滑，其特點是黏度大，不易流失，便于密封和維護，承載能力強，且不需經(jīng)常加油，但是轉(zhuǎn)速較高時，功率損失較大。潤滑脂在軸承中的填充量不要超過軸承內(nèi)空隙的1/31/2，否則軸承容易過熱。 油潤滑適合于高速、高溫條件下工作的軸承。潤滑油的優(yōu)點是摩擦阻力小，潤滑可靠；缺點是對密封和供油的要求高。當采用浸油潤滑時，要注意油面高度不要超過軸承中最低滾動體的中心，否則攪油損失大，軸承溫升較高。高速時則應(yīng)采用滴油或油霧潤滑。十、滾動軸承的密封軸承的密封是為了防止外部塵埃、水分及其他雜物進入軸承，并防止軸承內(nèi)潤滑劑流失。軸承的密封方法很多，通?？蓺w納為接觸式密封、非接觸式密封及組合式密封三大類。 1、接觸式密封 利用密封件與軸直接接觸達到密封作用。 （1） 氈圈密封( 圖25中右端軸承) 將矩形截