軸承技術(shù)課件

BearingBasicinFMGADavidDouJuly17th,2012BearingBasic;FMNAbearingprojectoverview;HubbearingMaincontent軸承是一個(gè)支撐軸的零件，它可以引導(dǎo)軸的旋轉(zhuǎn)，也可以承受軸上空轉(zhuǎn)的零件，軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承，一般來(lái)說(shuō)的軸承指的是滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承的定義

將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件，叫滾動(dòng)軸承。1.1Functions&classification

ofBearing軸承的功用和類(lèi)型滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、摩擦阻力小，功率消耗小，機(jī)械效率高，易起動(dòng)；

2、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便；

3、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮??；

4、精度高，轉(zhuǎn)速高，磨損小，使用壽命長(zhǎng)；

5、部分軸承具有自動(dòng)調(diào)新的性能；

6、適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高缺點(diǎn)：1、噪音大;

2、軸承座的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜;

3、成本較高;1.3CharacteristicsofBearing

軸承的功用和類(lèi)型在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。

1.4Rawmaterial&keyprocess

滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈和滾動(dòng)體應(yīng)具有較高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等滾動(dòng)軸承的工作表面必須經(jīng)磨削拋光，以提高其接觸疲勞強(qiáng)度。保持架多用低碳鋼板通過(guò)沖壓成形方法制造，也可采用有色金屬或塑料等材料。為適應(yīng)某些特殊要求，有些滾動(dòng)軸承還要附加其他特殊元件或采用特殊結(jié)構(gòu)，如軸承無(wú)內(nèi)圈或外圈、帶有防塵密封結(jié)構(gòu)或在外圈上加止動(dòng)環(huán)等。1.5StructureofBearing軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4組成。內(nèi)圈裝在軸徑上，與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。外圈裝在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)外圈上設(shè)置有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體沿著滾道滾動(dòng)。滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命，保持架使?jié)L動(dòng)體均勻分布在滾道上，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤(rùn)，滑作用

減少滾動(dòng)體之間的碰撞和磨損。12341233

1.5.2Contactangle接觸角

徑向接觸軸承：公稱(chēng)接觸角α=0°，主要承受徑向載荷，可承受較小的軸向載荷。向心角接觸軸承：公稱(chēng)接觸角α=0°～45°，同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。推力角接觸軸承：公稱(chēng)接觸角α=45°～90°，主要承受軸向載荷，可承受較小的軸向載荷。軸向接觸軸承：公稱(chēng)接觸角α=90°，只能承受軸向載荷。1.按軸承負(fù)荷方向分:

向心軸承、推力軸承；2.按滾動(dòng)體種類(lèi)不同分：球軸承、滾子軸承；3.按軸承在工作中能否自動(dòng)調(diào)心分：剛性軸承、調(diào)心軸承；4.按軸承外徑尺寸范圍不同分：微型D<26mm、小型28—55、中小型60--115

、中大型120—190，大型200—430、特大型>440mm

；

5.按軸承的用途分：鐵路軸承、汽車(chē)軸承、機(jī)床軸承、航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承……；

6.按軸承使用特性分：高溫軸承、低溫軸承、高速軸承、真空軸承、防磁軸

承

、耐腐蝕軸承；

7.按其所承受負(fù)荷方向公稱(chēng)接觸角滾動(dòng)體種類(lèi)分：深溝球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承、調(diào)心球軸承、角接觸球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承

推力角接觸球軸承、推力調(diào)心滾子軸承

、推力圓錐滾子軸承。1.6ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)8.按安裝軸承時(shí)其內(nèi)、外圈可否分別安裝，分為可分離軸承和不可分離軸承。9.按公差等級(jí)可分為0、6、5、4、2級(jí)滾動(dòng)軸承，其中2級(jí)精度最高，0級(jí)為普通級(jí)。另外還只有用于圓錐滾子軸承的6x公差等級(jí)。。10.按照運(yùn)動(dòng)方式可分為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸承和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軸承。1.6.1ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)根據(jù)GB/T272-19931.6.3ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)推力調(diào)心滾子軸承系分離型軸承，滾子為球面型，座圈滾道呈球面，具有調(diào)心性能。推力調(diào)心滾子軸承可承受軸各重載荷并且適用于相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速。由于滾道相對(duì)于軸承軸線(xiàn)是傾斜的，使軸承也可以承受徑向載荷。主要應(yīng)用于水力發(fā)電機(jī)，立式電動(dòng)機(jī)，船舶用螺旋槳軸，塔吊，擠壓機(jī)等內(nèi)外圈以及滾子的圓錐頂點(diǎn)是與軸承中心線(xiàn)上的某一點(diǎn)一致。該類(lèi)軸承特別適用于徑向負(fù)荷和單向軸向負(fù)荷及其合成負(fù)荷，且負(fù)荷能力大。一般兩套軸承配對(duì)使用。多用于汽車(chē)后橋輪轂、大型機(jī)床主軸、大功率減速器、輸送裝置的滾輪等。雙列深溝球軸承適合應(yīng)用在一個(gè)單列深溝球軸承的負(fù)荷能力不足的軸承配置。如果雙列深溝球軸承要承受純軸向負(fù)荷，一般情況下不得超過(guò)0.5Co。過(guò)大的軸向負(fù)荷可能會(huì)大幅度降低軸承的工作壽命。1.6.4ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)推力球軸承由一列鋼球（帶保持架）、一個(gè)軸圈（與軸緊配合）和一個(gè)座圈（與軸有間隙而與軸承座孔緊配合）組成。只能承受一個(gè)方向的軸向載荷，不能承受徑向載荷。推力球軸承不能限制軸或外殼的徑向移動(dòng)，但可限制軸和外殼一個(gè)方向的軸向移動(dòng)，因此，此類(lèi)軸承通常與深溝球軸承聯(lián)合使用。推力球軸承主要應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)床等行業(yè)。1.6.5ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)分為好多種結(jié)構(gòu)，單列角接觸球軸承可承受徑向負(fù)荷和單一方向的軸向負(fù)荷。角接觸球軸承適用于高速及高精度旋轉(zhuǎn)。此類(lèi)軸承主要應(yīng)用于機(jī)床主軸、高頻馬達(dá)、油泵、空氣壓縮機(jī)、印刷機(jī)等。其內(nèi)外圈滾道都呈圓弧狀深溝，可承受徑向負(fù)荷，雙向軸向負(fù)荷及其合成負(fù)荷，而且適用于高速旋轉(zhuǎn)。與尺寸相同的其它類(lèi)型軸承比較，此類(lèi)軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高。但不耐沖擊，不適宜承受重載荷。

深溝球軸承廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床、電機(jī)、水泵、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械等。1.6.8ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)單列圓柱滾子軸承的滾子與滾道呈線(xiàn)接觸，徑向承受負(fù)荷能力大，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，也是宜于高速旋轉(zhuǎn)。滾子由內(nèi)圈或外圈擋邊引導(dǎo)。單列圓柱滾子軸承為分離型，因而安裝，拆卸，清洗比較簡(jiǎn)便。1.6.9ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)雙列圓柱滾子軸承屬于游動(dòng)軸承，其可分離性使安裝和拆卸很方便。兩個(gè)套圈均可以采用緊配合。雙列圓柱滾子軸承幾乎不允許有傾斜角。該類(lèi)軸承具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性大、承載能力大、受載后變形小等優(yōu)點(diǎn)。一般多用于要求薄壁軸承的機(jī)床主軸，軋鋼機(jī)械的軋輥及印刷機(jī)械的滾筒等。它隸屬于深溝球軸承，里面的滾動(dòng)體為鋼球。外球面球軸承較一般的深溝球軸承使用方便其特點(diǎn)主要為裝卸簡(jiǎn)單、可以調(diào)心。按照與軸的配合方式來(lái)分可以分為三大類(lèi)：帶頂絲外球面球軸承，廣泛用于紡織機(jī)械、陶瓷機(jī)械等各制造行業(yè)。帶錐度外球面球軸承，使用時(shí)要與緊定套配合使用，可以承受比帶頂絲外球面球軸承更大的負(fù)荷帶偏心套外球面球軸承，此類(lèi)軸承也可以說(shuō)是專(zhuān)用軸承，因?yàn)槠渲饕怯谵r(nóng)機(jī)（收割機(jī)、秸稈還田機(jī)、脫粒機(jī)等），此類(lèi)外球面球軸承主要使用于跳動(dòng)比較猛烈的結(jié)構(gòu)上，偏心結(jié)構(gòu)的配合可以有效的減少猛烈的跳動(dòng)。1.6.9ClassificationofBearing軸承的分類(lèi)四點(diǎn)接觸球軸承多用于軋鋼機(jī)的油輥箱以承受軸向負(fù)荷。滾針軸承（needlerollerbearing）是帶有圓柱滾子的軸承，圓柱滾子同其直徑相比，較為細(xì)長(zhǎng)，這些滾子稱(chēng)為滾針。這些軸承雖然橫載面小，但有很高的荷能力，因此滾針軸承非常適用于徑向空間有限的軸承配置。主要用于電梯配件、塑料機(jī)械、辦公器械、醫(yī)療器械、步進(jìn)電機(jī)、減速變速裝置等。

1.6.11軸承的調(diào)心調(diào)心球軸承調(diào)心滾子軸承（對(duì)稱(chēng)型球面滾子）外球面軸承insertbearing它的基本性能與深溝球軸承應(yīng)是相似的，大都應(yīng)用在比較粗糙的機(jī)械中，安裝定位不夠精確，軸與座孔的軸線(xiàn)對(duì)中性差，或是軸長(zhǎng)而撓度大等的情況下，而且軸承本身精度也不夠高，有的結(jié)構(gòu)也比較粗糙，因此性能的實(shí)際表現(xiàn)比較相同規(guī)格的深溝球軸承要打上相當(dāng)?shù)恼劭邸Ｕ{(diào)心示意圖1.7NumberingofBearing軸承編號(hào)代號(hào)用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類(lèi)型、精度等，由GB/T272規(guī)定。滾動(dòng)軸承代號(hào)構(gòu)成：前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)

軸承的分

部件代號(hào)內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)保

持

架

及

其

材

料

代

號(hào)特

殊

軸

承

材

料

代

號(hào)公

差

等

級(jí)

代

號(hào)游

隙

代

號(hào)多

軸

承

配

置

代

號(hào)其

它

代

號(hào)五四三二一類(lèi)

型

代

號(hào)尺寸系

列代號(hào)內(nèi)

徑

代

號(hào)寬

度

系

列

代

號(hào)直

徑

系

列

代

號(hào)基本代號(hào)——表示軸承的類(lèi)型與尺寸等主要特征。后置代號(hào)——表示軸承的精度與材料的特征。前置代號(hào)——表示軸承的分部件。如：6210－2Z兩面帶防塵蓋的深溝球軸承。1.游隙

內(nèi)、外滾道與滾動(dòng)體之間的間隙稱(chēng)為游隙，即為當(dāng)一個(gè)座圈固定時(shí)，另一座圈沿徑向或間隙或軸向的最大移動(dòng)量。游隙可影響軸承的運(yùn)動(dòng)精度、壽命、噪聲、承載能力等。合適的安裝游隙有助于滾動(dòng)軸承的正常工作。游隙過(guò)小，滾動(dòng)軸承溫度升高，無(wú)法正常工作，以至滾動(dòng)體卡死；游隙過(guò)大，設(shè)備振動(dòng)大，滾動(dòng)軸承噪聲大。1.8.1Performancecharacteristics

影響軸承承載能力的參數(shù)5.載荷條件6.裝調(diào)性能7.調(diào)心性能8.加工精度軸承受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類(lèi)型的主要依據(jù)3類(lèi)和N類(lèi)的內(nèi)外圈分離，便于拆裝。為方便長(zhǎng)軸上軸承的拆裝，可選用代內(nèi)錐孔和緊定套的軸承軸承內(nèi)、外圈軸線(xiàn)間的偏位角應(yīng)控制在極限之內(nèi)，對(duì)安裝精度差的軸承，宜選用調(diào)心軸承。在滿(mǎn)足使用條件的情況下優(yōu)先選用精度較低的軸承。1.8.3Performancecharacteristics

影響軸承承載能力的參數(shù)

軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，承受徑向載荷Fr，外圈固定。當(dāng)內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體滾動(dòng)，內(nèi)、外圈與滾動(dòng)體的接觸點(diǎn)不斷發(fā)生變化，其表面接觸應(yīng)力隨著位置的不同作脈動(dòng)循環(huán)變化。滾動(dòng)體在上面位置時(shí)不受載荷，滾到下面位置受載荷最大，兩側(cè)所受載荷逐漸減小。所以軸承元件受到脈動(dòng)循環(huán)的接觸應(yīng)力。點(diǎn)擊上圖觀看動(dòng)畫(huà)演示1.9.1Loadingsimu

滾動(dòng)軸承的受載情況分析1.10.2FieldFailure滾動(dòng)軸承的常見(jiàn)失效OVER3000PNS;2.0Bearingbasic

ClassificationinGANAConsol.PartFamilyGen1,2,3VORCountofPart#SumofSpendingBallBearing

110211454445.91BallHubAssembly

50038383936.97CylindricalBearing

2611877573.989Kits

431378019.883NeedleBearing

2519189.19NoID

3103766037.302TaperHubAssembly

16148741121.62TaperRollerBearing

97515007703.19GrandTotal

3377120628028.1Around120MUSdollarspending;Classificationnotfollowindustrystandard;OVER3000PNS;2.1LocalsupplierbaseNo.SupplierBearingBrandSKUSpending(USdollar)1HXBDeepgrooveNational~200~0.6M2HZFHubbearingNational,Moog,Precision,National~200~8M3UUUHubbearingOnesource,Moog~150~0.2M4WanxiangHubbearing,TRBMoog,National~200~3MNote:NotincludetheglobalsupplierlikePeer,C&U.2.2BearingdevelopmentprocedureNewpotentialsupplierdevelopmentfollowGPP300;OVER3000PNS;Bearingproductlinedevelopmentprocedure:Link:HubbearingSOR(underfinalizing,engineeringportionneedtobefixedLink:汽車(chē)輪轂軸承的主要作用是承重和為輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)提供精確引導(dǎo)，它既承受軸向載荷又承受徑向載荷，是一個(gè)非常重要的零部件。3.0HubBearing輪轂軸承

傳統(tǒng)的汽車(chē)車(chē)輪用軸承是由兩套圓錐滾子軸承或球軸承組合而成的，軸承的安裝、涂油、密封以及游隙的調(diào)整都是在汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行的。這種結(jié)構(gòu)使得其在汽車(chē)生產(chǎn)廠裝配困難、成本高、可靠性差，而且汽車(chē)在維修點(diǎn)維護(hù)時(shí)，還需要對(duì)軸承進(jìn)行清洗、涂油和調(diào)整。輪轂軸承單元是在標(biāo)準(zhǔn)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它將兩套軸承做為一體，具有組裝性能好、可省略游隙調(diào)整、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、載荷容量大、為密封軸承，可事先裝入潤(rùn)滑脂、省略外部輪轂密封及免于維修等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于轎車(chē)中，在載重汽車(chē)中也有逐步擴(kuò)大應(yīng)用的趨勢(shì)。3.1傳統(tǒng)型輪轂軸承-FMGen0將兩套標(biāo)準(zhǔn)軸承組裝在一起作為輪轂軸承3.2.1HubBearing–Gen1

第一代是由雙列角接觸\圓錐滾子軸承組成。3.2.2HubBearing–Gen1

3.3.1HubBearing–Gen2

特點(diǎn)：第二代在外滾道上有一個(gè)用于將軸承固定的法蘭，可簡(jiǎn)單的將軸承套到輪軸上用螺母固定。使得汽車(chē)的維修變的容易。3.3.2HubBearing–Gen2

3.4.1HubBearing–Gen3第三代輪轂軸承單元是采用了軸承單元和防抱剎系統(tǒng)ABS相配合。輪轂單元設(shè)計(jì)成有內(nèi)法蘭和外法蘭，內(nèi)法蘭用螺栓固定在驅(qū)動(dòng)軸上，外法蘭將整個(gè)軸承安裝在一起。3.4.2HubBearing–Gen3FM有所謂的2.5代，與第3代相比，唯一的差別是有兩個(gè)小內(nèi)圈。這也是FM大名鼎鼎的鉚合非驅(qū)動(dòng)輪型號(hào)（coldformnon-drive）第四代輪轂軸承單元是進(jìn)一步將雙列軸承、連接法蘭以及等速萬(wàn)向節(jié)集成為一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的整體。3.5HubBearing–Gen4(inearlystage)Oneexamplefromonesupplier第五代輪轂軸承單元是將制動(dòng)鼓與四代輪轂結(jié)合；第六代輪轂軸承單元：與輪轂軸承組合的制動(dòng)鼓采用模擬浮動(dòng)制動(dòng)盤(pán)組件形式，形成綜合制動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)子形式。3.6HubBearing–Gen5,6…Newgenerations(underdevelopment)浙江華鉅汽車(chē)零部件制造有限公司3.7Hubbearingassembly

3.8Hubbearingstructure輪轂軸鋼球外圈

內(nèi)圈保持架傳感器傳感器轉(zhuǎn)子接插件螺栓