滾動(dòng)軸承基本知識

1、第1章緒論 滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中最常見的零部件，其性能與工況的好壞直接影響到與之相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸 以及安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪乃至整個(gè)機(jī)器設(shè)備的性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)在使用軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中大 約有30%的故障都是由于軸承引起的。利用滾動(dòng)磨擦承受載荷的軸承稱為滾動(dòng)軸承。軸承種類十分繁多，按工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為 直線運(yùn)動(dòng)軸承和旋轉(zhuǎn)支承軸承兩大類。我們一般指的是旋轉(zhuǎn)支承軸承。軸承分類如下：（1）按軸承所承受負(fù)荷的方向可分為向心軸承、向心推力軸承、推力向心軸承和推力軸承 四種。（2）按軸承滾動(dòng)體的形狀可分為球軸承和滾子軸承。（3）按滾動(dòng)體的列數(shù)可分為單列軸承、雙列軸承、三列軸承、四列軸承和多列軸承。（4）按軸承在工作中的調(diào)

2、心性能可分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承。綜合上述四種分類方法，滾動(dòng)軸承可分為以下幾大類型：（1）向心球軸承 主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，可用來承受純軸向載荷。工作中允許內(nèi)、外圈軸線偏斜不 大于0.25?0.5?。大量生產(chǎn)，價(jià)格最低。 （2）調(diào)心球軸承因?yàn)橥馊L道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能自動(dòng)調(diào)心，允許內(nèi)圈對外圈軸線偏斜不大于2?3?，一般 不宜承受純軸向載荷。（3）短圓柱滾子軸承 外圈（或內(nèi)圈）可以分離，故不能承受軸向載荷，滾子由內(nèi)圈（或外圈）的擋邊軸向定位，工作時(shí)允許內(nèi)、外圈有少量的軸向錯(cuò) 動(dòng)，有較大的徑向承載能力，但內(nèi)外圈軸線的允許偏斜很小Q

3、?4?）。這一類軸承還可以 不帶外圈或內(nèi)圈。（4）調(diào)心滾子軸承 與調(diào)心球軸承相同，但具有較大的徑向承載能力。 （5）滾針軸承 在同樣內(nèi)徑條件下與其他類型相比，其外徑最小，內(nèi)圈或外 圈可以分離，工作時(shí)允許內(nèi)、外圈有少量的軸向錯(cuò)動(dòng)。有較大的徑向承載能力。一般不帶保 持架。摩擦系數(shù)大。（6）螺旋滾子軸承 以窄鋼帶卷成的空心滾子，有彈性，可承受徑向沖擊載荷，并允許內(nèi)、外圈軸向偏斜0.5?可以不帶內(nèi)圈或內(nèi)、外圈。（7）角接觸軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨(dú)承受軸向載荷。能在較高轉(zhuǎn)速下正常工作。由于一個(gè)軸承只能承受單向的軸向力，因此，一般成對使用。承受軸向載荷的能 力由接觸角決定。接觸角大的

4、，承受軸向載荷的能力也高。（8）圓錐滾子軸承 可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的間隙。一般成對使用。（9）推力球軸承為了防止鋼球與滾道之間的滑動(dòng)，工作時(shí)必須施加一定的軸向載荷。高速時(shí)離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴(yán)重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低。軸線必須與 軸承座底面垂直，載荷必須與軸線重合，以保證鋼球載荷的均勻分配什么是角接觸球軸承接觸角角接觸球軸承可以同時(shí)承受一個(gè)方向的軸向力和徑向力。滾動(dòng)體受力點(diǎn)上下兩點(diǎn)的連線，和 徑向方向有一定的夾角。此類軸承為角接觸軸承。嚴(yán)格意義上說：圓錐軸承也是如此！即滾動(dòng)體和滾道接觸的的假想連線與旋轉(zhuǎn)軸的垂直線的夾角軸承游隙軸承游隙又稱

5、為軸承間隙。所謂軸承游隙，即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時(shí)，將其 內(nèi)圈或外圈的一方固定，然后便軸承游隙未被固定的一方做徑向或軸向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量。根 據(jù)移動(dòng)方向，可分為徑向游隙和軸向游隙。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的游隙（稱做工作游隙）的大小對軸承 的滾動(dòng)疲勞壽命、溫升、噪聲、振動(dòng)等性能有影響。定義1、徑向游隙：非預(yù)緊狀態(tài)，承受徑向載荷的軸承，其徑向游隙G為：沿徑向任意角度 方向，在無外載荷作用時(shí)外圈相對于內(nèi)圈從一個(gè)徑向偏心極限位置，移向相反極限位置的徑 向距離的算術(shù)平均值。2、軸向游隙：非預(yù)緊狀態(tài)，能在兩個(gè)方向上承受軸向載荷的軸承，其軸向內(nèi)部游隙G為：無 外載荷作用時(shí)，一個(gè)套圈相對另一套圈，從一個(gè)軸向極限位置移向相

6、反的極限位置的軸向距 離的平均值。3、軸承在不同狀態(tài)下的游隙：軸承在不同狀態(tài)下其游隙會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變 化，具體說來，可分為：1）原始游隙：軸承的原始游隙是指軸承成套后在安裝于機(jī)器前， 所處在自由狀態(tài)下的游隙。實(shí)際上原始游隙不通過測量是難以得知的.因此原始游隙常常用 檢驗(yàn)游隙來代替。檢驗(yàn)游隙是在檢驗(yàn)狀態(tài)下，在施加測量載荷的條件下，用儀器檢測而得的 游隙數(shù)據(jù)，嚴(yán)格地說與軸承的原始游隙并不相同，但在一般情況二者在讀數(shù)上相差不大， 因而可以相互代替而不致發(fā)生多大誤差。2）有效游隙：有效游隙或稱工作游隙是指軸承 在安裝于主機(jī)后，在一定載荷作用下，達(dá)到一定溫升的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，軸承中存在的實(shí)際 游隙。顯然，

7、有效游隙比原始游隙小。4、軸承游隙的作用與要求：軸承中存在游隙是 為了保證軸承得以靈活無阻滯地運(yùn)轉(zhuǎn)，但是同時(shí)也要求能保證軸承運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，軸承的軸線沒 有顯著沉降，以及承擔(dān)載荷的滾動(dòng)體的數(shù)目盡可能多。因此，軸承的游隙對軸承的動(dòng)態(tài)性能（噪聲，振動(dòng)和摩擦）和旋轉(zhuǎn)精度，使用壽命（磨損與疲勞）的承載能力都有很大影響。軸承內(nèi)部游隙是指一個(gè)軸承圈相對于另一個(gè)軸承圈徑向移動(dòng)的總距離（徑向內(nèi)部游隙） 或軸向移動(dòng)的總距離（軸向內(nèi)部游隙）。工作游隙是指軸承實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的游隙。原始游隙是指軸承未安裝前的游隙。游隙值根據(jù)大小分三組，一組是基本組（或者叫普通組）、小游隙組（C2）、大游隙組 （C3、C4）。日本的NSK、

8、NTN等品牌還有專門的CM組（電機(jī)專用游隙）。軸承游隙另補(bǔ)充一點(diǎn)日常應(yīng)用的舉例：正常的工作條件下，宜優(yōu)先選擇基本組；大游隙組適用于內(nèi)、外圈配合過盈量較大、或者內(nèi)外圈溫度差大、深溝球軸承需要承 受較大軸向負(fù)荷或者需要改善調(diào)心性能、或者需要提高軸承極限轉(zhuǎn)速和降低軸承摩擦力矩等 場合小游隙組適用于較向高的旋轉(zhuǎn)精度、需要嚴(yán)格控制外殼孔的軸向位移、以及需要減小 振動(dòng)和噪音的場合。測量軸承的游隙時(shí)，為得到穩(wěn)定的測量值，一般對軸承施加規(guī)定的測量負(fù)荷。因此，所得到的測量值比真正的游隙（稱做理論游隙）大，即增加了測量負(fù)荷產(chǎn)生的 彈性變形量。但對于滾子軸承來說，由于該彈性變形量較小，可以忽略不計(jì)。安裝前軸承的內(nèi)部

9、游隙一般用理論游隙表示。選擇從理論游隙減去軸承安裝在軸上或外殼內(nèi)時(shí)因過盈配合產(chǎn)生的套圈的膨脹量或收縮后 的游隙稱做“安裝游隙”。在安裝游隙上加減因軸承內(nèi)部溫差產(chǎn)生的尺寸變動(dòng)量后的游隙稱做有效游隙”。軸承安裝有機(jī)械上承受一定的負(fù)荷放置時(shí)的游隙，即有效游隙加上軸承負(fù)荷產(chǎn)生的彈 性變形量后的以便稱做“工作游隙”。當(dāng)工作游隙為微負(fù)值時(shí)，軸承的疲勞壽命最長但隨著負(fù)游隙的增大疲勞壽命同顯著下 降。因此，選擇軸承的游隙時(shí)，一般使工作游隙為零或略為正為宜。滾動(dòng)軸承的徑向游隙系指一個(gè)套圈固定不動(dòng)，而另一個(gè)套圈在垂直于軸承軸線方向， 由一個(gè)極端位置移動(dòng)到另一個(gè)極端位置的移動(dòng)量。軸承游隙的選擇正確與否，對機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精

10、 度、軸承壽命、摩擦阻力、溫升、振動(dòng)與噪聲等都有很大的影響。如對向心軸承游隙的選擇 過小時(shí)，則會(huì)使軸承游隙承受負(fù)荷的滾動(dòng)體個(gè)數(shù)增多，接觸應(yīng)力減小，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，但是，摩擦阻力會(huì)增大， 溫升也會(huì)提高。反之，則接觸應(yīng)力增大，振動(dòng)大，而摩擦阻力減小，溫升低。因此，根據(jù)軸 承使用條件，選擇最合適的游隙值，具有十分重要的意義。選事實(shí)上軸承游隙時(shí)，必須充分 考慮下列幾種主要因素：（1）軸承與軸和外殼孔配合的松緊會(huì)導(dǎo)致軸承游隙值的變化。一般軸承安裝后會(huì)使游 隙值縮??；（2）軸承在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于軸與外殼的散熱條件的不同，使內(nèi)圈和外圈之間產(chǎn) 生溫度差，從而會(huì)導(dǎo)致游隙值的縮??；（3）由于軸與外殼材料因膨脹系數(shù)

11、不同，會(huì)導(dǎo)致游隙值的縮小或增大。通常向心軸承選擇最適宜的工作游隙值就是軸承游隙標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的基本組游隙值?；窘M游隙值適用于一般條件，應(yīng)該優(yōu)先選用。對于在特殊條件下工作的向心軸承不能采用 基本組游隙時(shí)，可選用輔助組游隙值。如深溝球軸承的第3、4、5組游隙值，適用于軸承與 軸和外殼孔采用比正常配合更緊的過盈配合或軸承內(nèi)圈與外圈工作溫差較大的機(jī)械部件中。 在軸中心與外殼孔中心線傾斜度較大，和為了增加其承受軸向負(fù)荷能力，提高軸承極限轉(zhuǎn)速， 以及降低軸承摩擦阻力等工況條件下，亦可采用第3、4、5組游隙值。對于要求旋轉(zhuǎn)精密或 限制軸向游動(dòng)的軸，一般采用第2組游隙值（小游隙值）的軸承，必要時(shí)還給予一定的預(yù)

12、加 負(fù)荷“預(yù)緊”，以提高軸的剛性。游隙所謂滾動(dòng)軸承的游隙，是將一個(gè)套圈固定，另一套圈沿徑向或軸向的最大活動(dòng)量。沿 徑向的最大活動(dòng)量叫徑向游隙，沿軸向的最大活動(dòng)量叫軸向游隙。一般來說，徑向游隙越大， 軸向游隙也越大，反之亦然。按照軸承所處的狀態(tài)，游隙可分為下列三種：原始游隙軸承安裝前自由狀態(tài)時(shí)的游隙。原始游隙是由制造廠加工、裝配所確定的。安裝游隙也叫配合游隙，是軸承與軸及軸承座安裝完畢而尚未工作時(shí)的游隙。由于過盈安裝， 或使內(nèi)圈增大，或使外圈縮小，或二者兼而有之，均使安裝游隙比原始游隙小。工作游隙軸承在工作狀態(tài)時(shí)的游隙，工作時(shí)內(nèi)圈溫升最大，熱膨脹最大，使軸承游隙減小L金J軸承游隙；同時(shí)，由于負(fù)荷

13、的作用，滾動(dòng)體與滾道接觸處產(chǎn)生彈性變形，使軸承游隙增大。軸 承工作游隙比安裝游隙大還是小，取決于這兩種因素的綜合作用。有些滾動(dòng)軸承不能調(diào)整游隙，更不能拆卸，這些軸承有六種型號，即0000型至5000型; 有些滾動(dòng)軸承可以調(diào)整游隙，但不能拆卸，有6000型（角接觸軸承）及內(nèi)圈錐孔的1000型、 2000型和3000型滾動(dòng)軸承，這些類型滾動(dòng)軸承的安裝游隙，經(jīng)調(diào)整后將比原始游隙更??； 另外，有些軸承可以拆卸，更可以調(diào)整游隙，有7000型（圓錐滾子軸承）、8000型（推力球 軸承）和9000型（推力滾子軸承）三種，這三種軸承不存在原始游隙；6000型和7000型滾 動(dòng)軸承，徑向游隙被調(diào)小，軸向游隙也隨

14、之變小，反之亦然，商000型和9000型滾動(dòng)軸承， 只有軸向游隙有實(shí)際意義。合適的安裝游隙有助于滾動(dòng)軸承的正常工作。游隙過小，滾動(dòng)軸承溫度升高，無法正 常工作，以至滾動(dòng)體卡死；游隙過大，設(shè)備振動(dòng)大，滾動(dòng)軸承噪聲大。檢查徑向游隙的檢查方法如下：感覺法1、有手轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，軸承應(yīng)平穩(wěn)靈活無卡澀現(xiàn)象。2、用手晃動(dòng)軸承外圈，即使徑向游隙只有0.01mm，軸承最上面一點(diǎn)的軸向移動(dòng)量， 也有0.100.15 mm。這種方法專用于單列向心球軸承。測量法1、用塞尺檢查，確認(rèn)滾動(dòng)軸承最大負(fù)荷部位，在與其成180 的滾動(dòng)體與外（內(nèi)）圈之 間塞入塞尺，松緊相宜的塞尺厚度即為軸承徑向游隙。這種方法廣泛應(yīng)用于調(diào)心軸承和圓柱

15、 滾子軸承2、用千分表檢查，先把千分表調(diào)零，然后頂起滾動(dòng)軸承外圈，千分表的讀數(shù)就是軸承 的徑向游隙。軸向游隙的檢查方法如下：軸承游隙1、感覺法用手指檢查滾動(dòng)軸承的軸向游隙，這種方法應(yīng)用于軸端外露的場合。當(dāng)軸端封閉或因 其他原因而不能用手指檢查時(shí)，可檢查軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。2、測量法（1）用塞尺檢查，操作方法與用塞檢查徑向游隙的方法相同，但軸向游隙應(yīng)為c=X/（2sinC）式中c軸向游隙，mm；入塞尺厚度，mm；P軸承錐角，（）。（2）用千分表檢查，用撬杠竄動(dòng)軸使軸在兩個(gè)極端位置時(shí)，千分表讀數(shù)的差值即為軸 承的軸向游隙。但加于撬杠的力不能過大，否則殼體發(fā)生彈性變形，即使變形很小，也影響 所測軸向游隙的準(zhǔn)確性。角接觸球軸承如何安裝高速精密角接觸球軸承