軸承基礎(chǔ)知識(shí)講稿

NXZ西北軸承股份有限公司簡(jiǎn)介及金屬材料和軸承基礎(chǔ)知識(shí)講座

西北軸承股份有限公司開(kāi)發(fā)部李海玲NXZ西北軸承股份有限公司簡(jiǎn)介

NXZ西北軸承股份有限公司簡(jiǎn)介西北軸承股份有限公司前身西北軸承廠，成立于1965年，1996年4月更改為西北軸承股份有限公司，是全國(guó)軸承行業(yè)六家大型一檔企業(yè)之一，是國(guó)家重點(diǎn)支持的520戶企業(yè)之一，是全國(guó)軸承行業(yè)首家上市公司。NXZ西北軸承股份有限公司簡(jiǎn)介主導(dǎo)產(chǎn)品是石油機(jī)械軸承、冶金軋機(jī)軸承、重載汽車軸承、工程機(jī)械軸承和出口軸承等。尤其是近年開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品中100多種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，180多種達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，9種產(chǎn)品被評(píng)定為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品，“NXZ”商標(biāo)被認(rèn)定為國(guó)家馳名商標(biāo)，2008年4月又獲得出口免驗(yàn)資格，“NXZ”牌石油機(jī)械、冶金機(jī)械軸承被評(píng)為寧夏名牌產(chǎn)品。NXZ西北軸承股份有限公司簡(jiǎn)介公司還擁有26項(xiàng)國(guó)家專利，1項(xiàng)國(guó)家科技獎(jiǎng)，23項(xiàng)自治區(qū)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。同時(shí)，四十多年來(lái)也培養(yǎng)了寧夏的許多軸承企業(yè)，已形成了一個(gè)軸承產(chǎn)業(yè)群，為寧夏的工業(yè)做出了突出的貢獻(xiàn)。NXZ軸承基礎(chǔ)知識(shí)軸承基礎(chǔ)知識(shí)常用金屬材料及滾動(dòng)軸承用材料滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承的分類滾動(dòng)軸承的制造工藝常用金屬材料及滾動(dòng)軸承用材料

一、常用金屬材料二、滾動(dòng)軸承用材料的選擇NXZ常用的金屬材料

在機(jī)械工程中常用的金屬材料有碳素鋼。合金鋼、鑄鐵和有色金屬?！锾妓劁摚ê?jiǎn)稱碳鋼）：是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%-2.11%的鐵碳合金。碳鋼具有較好的力學(xué)性能和工藝性能,產(chǎn)量大、價(jià)格低，在機(jī)械工程中應(yīng)用十分廣泛。碳鋼的不足之處為淬透性較低、回火抗力較差和屈強(qiáng)比低等。NXZ常用的金屬材料合金鋼：是為了改善鋼的某些性能，在碳鋼中有目的地加入一種或多種金屬或非金屬元素冶煉成的鋼稱為合金鋼，加入的元素為合金元素。NXZ常用的金屬材料★鑄鐵：同鋼一樣，鑄鐵也是以鐵、碳元素為主的鐵基材料，其含碳量大于2.11%。與鋼相比，鑄鐵的強(qiáng)度低、塑性、韌性差，但具有優(yōu)良的鑄造和切削加工性能。NXZ常用的金屬材料有色金屬及其合金：工業(yè)中稱鐵及其合金材料為黑色金屬，而把除黑色金屬以外的金屬及其合金材料統(tǒng)稱為有色金屬。與黑色金屬相比，有色金屬具有良好的性能，是工業(yè)中不可缺少的材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中戰(zhàn)有十分重要的地位。NXZ常用的金屬材料例如，鋁、鎂、鈦等具有相對(duì)密度小，比強(qiáng)度高的特點(diǎn)，被廣泛用于航空、航天、汽車、船舶等行業(yè)。銀、銅、鋁等到具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，被廣泛用于電器工業(yè)的儀表工業(yè)：但有色金屬稀缺，價(jià)格昂貴。滾動(dòng)軸承用的材料★軸承套圈和滾動(dòng)體的材料

軸承內(nèi)外圈滾道和滾動(dòng)體在很高的接觸應(yīng)力作用下進(jìn)行相對(duì)滾動(dòng)，同時(shí)，滾動(dòng)體和滾道之間還不可避免地存在著少量的滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)體、保持架、套圈擋邊相互之間也存在著摩擦。NXZ滾動(dòng)軸承用的金屬材料NXZ滾動(dòng)軸承用的金屬材料材料是軸承質(zhì)量的基礎(chǔ)，為了使軸承獲得長(zhǎng)壽命、持久的高精度和低摩擦，制造軸承套圈和滾動(dòng)體的材料必須具有以下特性：接觸疲勞強(qiáng)度高，硬度高，耐磨性好，組織穩(wěn)定性好，純潔度高，加工性能好。部分常用軸承鋼的性能特點(diǎn)及用途鋼號(hào)性能特點(diǎn)用途舉例GCr15

高碳鉻軸承鋼的代表鋼種，具有高而均勻的硬度，良好的耐磨性和高的接觸疲勞壽命，冷熱加工工藝性能良好，對(duì)白點(diǎn)形成較敏感，有回火脆性傾向

用于制造壁厚≤12mm、外徑≤250mm的各種軸承套圈，制造尺寸范圍比較寬的滾動(dòng)體，如鋼球、滾針、和各種滾子；也可制造模具、量具及其他要求高耐磨、高接觸疲勞強(qiáng)度的零件GCr15SiMn在GCr15鋼的基礎(chǔ)上增加了Si、Mn合金元素，其淬透性、彈性極限耐磨性都有明顯提高，冷加工塑性中等，可切削性稍差，同樣對(duì)白點(diǎn)形成較敏感，有回火脆性傾向用于制造大尺寸的軸承套圈、鋼球、各種滾子，軸承零件的工作溫度小于180℃；還可用于制造模具、量具以及其他要求硬度高而耐磨的零部件G20CrNiMo低合金滲碳軸承鋼。滲碳或碳氮共滲后表面高硬度，具有高耐磨性，接觸疲勞壽命明顯優(yōu)于GCr15鋼，滲透性好，心部有良好的強(qiáng)韌性配合制造承受高沖擊載荷的軸承,用于汽車、鐵路貨車的軸承和其他中小型軸承，也可制造汽車、拖拉機(jī)齒輪、活塞桿等。G10CrNi3Mo鋼用作承受高沖擊載荷的大型軸承，如軋鋼機(jī)軸承等G20CrNi2MoG10CrNi3MoNXZ滾動(dòng)軸承廣泛地用于交通車輛、機(jī)床、紡織機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、飛機(jī)、船舶、航天器、機(jī)器人以及精密儀器、電子計(jì)算機(jī)、家用電器等各種各樣的機(jī)器和裝置中。軸承基礎(chǔ)知識(shí)軸承基礎(chǔ)知識(shí)NXZ滾動(dòng)軸承已發(fā)展為機(jī)械的主要支承型式，它是現(xiàn)代化機(jī)械的重要配件之一，是通用性很強(qiáng)的機(jī)械配件，凡是有旋轉(zhuǎn)部件的機(jī)械部位都裝有各種不同精度等級(jí)的軸承。NXZ滾動(dòng)軸承基礎(chǔ)知識(shí)一套軸承的性能好壞會(huì)影響整個(gè)裝置甚至整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的工作。目前，隨著現(xiàn)代化工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)滾動(dòng)軸承的承載能力、動(dòng)態(tài)性能、高可靠性、高精度等提出了越來(lái)越高的要求。NXZ軸承基礎(chǔ)知識(shí)滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)NXZ滾動(dòng)軸承由于應(yīng)用廣泛，所以結(jié)構(gòu)型式也很多，但它的基本結(jié)構(gòu)由四大件組成。

調(diào)心滾子軸承軸承基本結(jié)構(gòu)軸承實(shí)物圖NXZ軸承基本結(jié)構(gòu)雙列圓錐滾子軸承軸承實(shí)物圖NXZ軸承基本結(jié)構(gòu)軸承實(shí)物圖單列圓柱滾子軸承

NXZ軸承基本結(jié)構(gòu)軸承實(shí)物圖雙列長(zhǎng)圓柱滾子軸承

NXZ內(nèi)圈

內(nèi)圈裝在軸上與軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)。

外圈

外圈裝在軸承座上或殼體上起支承作用，有的場(chǎng)合外圈旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈起支承作用。在推力軸承中與軸配合的叫軸圈，與殼體配合的叫座圈。軸承基本結(jié)構(gòu)NXZ滾動(dòng)體

滾動(dòng)體裝在內(nèi)、外滾道之間，隨轉(zhuǎn)動(dòng)套圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承的承載能力與滾動(dòng)體的大小、數(shù)量多少有很大關(guān)系。滾動(dòng)體分為鋼球和滾子。保持架

保持架裝在內(nèi)、外圈之間把滾動(dòng)體均勻地隔開(kāi)，對(duì)其要求具有一定的強(qiáng)度。軸承基本結(jié)構(gòu)NXZ滾動(dòng)軸承的分類我國(guó)滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)中，按軸承能承受載荷的方向和滾動(dòng)體種類，將滾動(dòng)軸承分為以下十大類型：1、深溝球軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類深溝球軸承與同尺寸的其它軸承相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦損失小，極限轉(zhuǎn)速高，如提高軸承的制造精度，改進(jìn)保持架的材料，還可提高極限轉(zhuǎn)速。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承時(shí)，可用該類軸承承受純軸向力。該類軸承應(yīng)用廣泛，如汽車后輪、變速箱、儀器儀表、內(nèi)燃機(jī)、各種機(jī)床。其它建筑機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械以及輕紡、石油、化工等設(shè)備都用該類軸承。NXZ滾動(dòng)軸承的分類2、調(diào)心球軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類調(diào)心球軸承有兩列鋼球，內(nèi)圈有兩排滾道，外圈滾道成球面，具有自動(dòng)調(diào)心的性質(zhì)。外圈與內(nèi)圈傾斜角不超過(guò)3o

時(shí)，軸承仍能正常工作。該軸承用來(lái)承受徑向載荷，同時(shí)還可承受較小的軸向載荷。由于該軸承內(nèi)、外圈可以相對(duì)傾斜3o

且具有調(diào)心性能，故適用于傳動(dòng)軸類多支承軸，在外力作用下產(chǎn)生較大彎曲的雙支承軸、及軸承在外殼配合處不能保證嚴(yán)格同心的情況。如用于工廠滑車、木工機(jī)械、紡織機(jī)械之類的傳動(dòng)軸上。NXZ滾動(dòng)軸承的分類3、短圓柱滾子軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類圓柱滾子軸承屬于一種可分離型軸承，保持架及滾子和一個(gè)套圈組成組件與另一個(gè)套圈相分離，因此安裝、拆卸都很方便。該類軸承主要用來(lái)承受徑向載荷。滾子與滾道為線接觸，因此比相同尺寸的深溝球軸承承受徑向載荷能力大1.7倍左右。軸承的內(nèi)圈軸線與外圈軸線允許傾斜角很?。?’~4’），所以對(duì)殼體及軸的加工精度要求很高。該類軸承主要用于大型電動(dòng)機(jī)、車輛用主軸電動(dòng)機(jī)、機(jī)床、減速裝置、推土機(jī)、超重運(yùn)輸機(jī)械等。NXZ滾動(dòng)軸承的分類4、調(diào)心滾子軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類調(diào)心滾子軸承的結(jié)構(gòu)原理及特性與調(diào)心球軸承接近，但由于兩種軸承的滾動(dòng)體形狀不同，所以性能也有差別。調(diào)心滾子軸承的載荷容量等于調(diào)心球軸承的2倍，但極限轉(zhuǎn)速低于調(diào)心球軸承。當(dāng)兩種軸承在載荷能力與極限轉(zhuǎn)速允許的情況下，二者可互換使用。該類軸承廣泛用于造紙機(jī)械、破碎機(jī)、振動(dòng)篩、石油機(jī)械、礦山機(jī)械及各種工業(yè)用減速箱等。

NXZ滾動(dòng)軸承的分類5、滾針軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類滾針軸承結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，承載能力大

，但只能承受徑向載荷，當(dāng)有軸向載荷時(shí)，應(yīng)與其它軸承組合使用。安裝時(shí)軸承內(nèi)圈與外圈軸線不允許歪斜。該類軸承可以不帶內(nèi)圈或不帶外圈，也可同時(shí)不帶內(nèi)、外圈，只有滾針和保持架組件，但同時(shí)充當(dāng)內(nèi)、外圈的軸和外殼滾動(dòng)表面的硬度應(yīng)和套圈相同。該類軸承適用于金屬切削機(jī)床、汽車傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、液壓泵及其它徑向尺寸受限制的部件中。NXZ滾動(dòng)軸承的分類6、螺旋滾子軸承螺旋滾子軸承由外圈、內(nèi)圈、保持架和一組鋼帶繞制的螺旋滾子組成。因螺旋滾子本身具有較大的彈性，該類軸承也相應(yīng)具有較大的彈性和徑向游隙，能承受較大的徑向沖擊載荷，極限轉(zhuǎn)速低，只適用于旋轉(zhuǎn)精度不高并經(jīng)常有較大沖擊載荷的部件中。該類軸承的所有規(guī)格均為淘汰品種，新主機(jī)不宜選用。我公司也不生產(chǎn)該類軸承。

NXZ滾動(dòng)軸承的分類7、角接觸球軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類角接觸球軸承能承受徑向載荷與軸向載荷同時(shí)作用的聯(lián)合載荷，也可承受純軸向載荷，能在較高的轉(zhuǎn)速下正常工作。在徑向載荷作用下產(chǎn)生軸向分力，因此這種軸承一般要采用成對(duì)安裝。成對(duì)安裝是，使套圈同名端面（寬端面或窄端面）相對(duì)，此時(shí)就限制軸或外殼在兩個(gè)方向的軸向移動(dòng)。該類軸承的載荷能力與接觸角的大小有關(guān)，接觸角越大承受軸向載荷能力越大。該類軸承與深溝球軸承相比，裝球數(shù)量多，所以載荷容量大，剛性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。適用于高速精密機(jī)床主軸、高速電機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、小轎車前輪、小齒輪軸等。

NXZ滾動(dòng)軸承的分類8、圓錐滾子軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類圓錐滾子軸承主要用來(lái)承受以徑向載荷為主的徑向與軸向聯(lián)合載荷。由于該類軸承內(nèi)、外圈可分離，所以安裝、拆卸都很方便。并可采用預(yù)過(guò)盈安裝，以增加軸承剛性。在安裝中可調(diào)整軸承的徑向和軸向游隙。該類軸承能限制軸或外殼在一個(gè)方向的位移，在徑向載荷作用下產(chǎn)生軸向分力，所以它和角接觸球軸承一樣，一般不能單獨(dú)使用，必須兩個(gè)軸承配套使用。安裝時(shí)外圈和內(nèi)圈同名端面相對(duì)。圓錐滾子軸承廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、起重機(jī)、印刷機(jī)械等。NXZ滾動(dòng)軸承的分類9、推力球軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類推力球軸承由一個(gè)軸圈、一個(gè)座圈、一個(gè)保持架和一列鋼球組成，屬于分離型軸承，單列推力球軸承只能承受單方向的軸向載荷，不能承受徑向載荷。使用該類軸承時(shí)兩個(gè)套圈必須保持平行和同心，否則將會(huì)導(dǎo)致軸承早期破壞。為此在軸承設(shè)計(jì)時(shí)將座圈外徑與外殼之間留有0.5~1mm的間隙，使座圈孔在徑向自動(dòng)調(diào)整，以保證軸中心線不垂直而引起的軸承中心線歪斜，可在座圈的支承面上墊皮革或耐油橡膠等彈性材料。該類軸承一般用于軸向載荷較大的場(chǎng)合，如車床主軸、鏜床主軸、立式車床旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主柱銷等。NXZ滾動(dòng)軸承的分類10、推力滾子軸承

NXZ滾動(dòng)軸承的分類推力滾子軸承的結(jié)構(gòu)與推力球軸承基本相同，只是滾動(dòng)體和滾道不同。其滾動(dòng)體有圓柱形、圓錐形、球面形及滾針形等，因此推力滾子軸承按滾動(dòng)體的形狀不同也還細(xì)分為多種不同的類型，如、推力圓柱滾子軸承、推力圓錐滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承和推力滾針軸承等。不論那種結(jié)構(gòu)，都可以承受很大的軸向力。該類軸承用于重型機(jī)床、石油鉆機(jī)、遠(yuǎn)洋貨輪螺旋槳軸、大型立式電機(jī)、聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)等重型機(jī)械部件。NXZ滾動(dòng)軸承的分類軸承剖面圖

雙列圓錐滾子軸承單列圓柱滾子軸承NXZ滾動(dòng)軸承的分類軸承剖面圖

雙列長(zhǎng)圓柱滾子軸承調(diào)心滾子軸承NXZ滾動(dòng)軸承的制造工藝

NXZ如前所述，組成滾動(dòng)軸承的零件有外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架。對(duì)不同的零件，其加工過(guò)程和方法是不同的，對(duì)于同一種零件，若其結(jié)構(gòu)、精度等級(jí)不同的話，其加工過(guò)程和方法也有差異。目前，中小型普通精度等級(jí)軸承的生產(chǎn)過(guò)程大致相同。如表1所示。滾動(dòng)軸承的制造工藝NXZ

表1

滾動(dòng)軸承的制造工藝套圈鋼球滾子保持架沖壓實(shí)體管料棒料線材棒料棒料線材棒料