轴承基本知识Word格式文档下载.docx
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限定轴承外形的一种尺寸。
基本外形尺寸为内径、外径、宽度（或高度）及倒角尺寸。
轴承的径向游隙
无外载荷作用时，在不同的角度方向，一个套圈从一个径向偏心极限位置移向相反极限位置的径向距离的算术平均值。
轴承的轴向游隙
无外载荷作用时，一个套圈或垫圈相对于另一个套圈或垫圈从一个轴向极限位置移向相反的极限位置的轴向距离的算术平均值。
轴承的接触角
垂直于轴承轴心线的平面（径向平面）与轴承套圈或垫圈传递给滚动体的合力作用线（公称作用线）之间的夹角。
什么是一套轴承的寿命？
轴承的一个套圈或一个垫圈或一个滚动体的材料首次出现疲劳扩展之前，一个套圈或一个垫圈相对于另一个套圈或一个垫圈的转数。
寿命还可以用在给定的恒定转速下的运转小时数来表示。
深沟球轴承的特点
深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。
当轴承的径向游隙增大时，具有角接触球轴承的性质，可承受两个方向交变的轴向载荷。
尺寸相同的其它类型轴承相比，该类轴承摩擦系数小，极限转速高，精度高，是用户选型时首选的轴承类型。
沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大，应用范围最广的一类轴承。
轴承的注脂量对轴承的使用有什么影响？
对于密封轴承，在生产时就已经充填了适当的润滑脂；
对于开式轴承使用中也在主机中设置了密封装置，以防润滑脂的泄漏。
这就有一个向轴承中注入多少润滑脂为好的问题。
注脂量过少，易造成缺脂或干摩擦，影响寿命。
注脂量过多则会导致轴承温升高。
润滑脂的大量泄漏既污染环境，又造成浪费。
由此可见，向轴承中注入润滑脂的量是在能保证轴承的充分润滑的前提下越少越好。
锥孔轴承有几种？
两种。
一种锥孔锥度为1：
12，公称半锥角为2°
23′9.4″；
30，公称半锥角为0°
57′17.4″。
圆锥孔轴承的优点
圆锥孔轴承可以通过紧定套或退卸套安装在无轴肩的光轴上，亦可直接安装在锥形轴上，而且安装、拆卸方便，并可微量调整轴承的游隙。
滚动轴承的基本结构
以滑动轴承为基础发展起来的滚动轴承，其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦，一般由两个套圈，一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、标准化、系列化程度很高的机械基础件。
由于各种机械有着不同的工作条件，对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面都提出了各种不同要求。
为此，滚动轴承需有各式各样的结构。
但是，最基本的结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架所组成。
各种零件在轴承中的作用分别是
对于向心轴承，内圈通常与轴紧配合，并与轴一起运转，外圈通常与轴承座或机械壳体孔成过渡配合，起支承作用。
但是，在某些场合下，也有外圈运转，内圈固定起支承作用或者内圈、外圈都同时运转的。
对于推力轴承，与轴紧配合并一起运动的称轴圈，与轴承座或机械壳体孔成过渡配合并起支承作用的称座圈。
滚动体（钢球、滚子或滚针）在轴承内通常借助保持架均匀地排列在两个套圈之间作滚动运动，它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。
保持架除能将滚动体均匀地分隔开以外，还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。
滚动轴承的分类
1．按滚动轴承结构类型分类
（1）轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同，分为：
1）向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从0到45。
按公称接触角不同，又分为：
径向接触轴承----公称接触角为0的向心轴承：
向心角接触轴承----公称接触角大于0到45的向心轴承。
2）推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于45到90。
按公称接触角不同又分为：
轴向接触轴承----公称接触角为90的推力轴承：
推力角接触轴承----公称接触角大于45但小于90的推力轴承。
（2）轴承按其滚动体的种类，分为：
1）球轴承----滚动体为球：
2）滚子轴承----滚动体为滚子。
滚子轴承按滚子种类，又分为：
圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承，圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3；
滚针轴承----滚动体是滚针的轴承，滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm;
圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承;
调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。
（3）轴承按其工作时能否调心,分为:
1）调心轴承----滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承;
2）非调心轴承（刚性轴承）----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。
（4）轴承按滚动体的列数,分为:
1）单列轴承----具有一列滚动体的轴承;
2）双列轴承----具有两列滚动体的轴承;
3）多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承,如三列、四列轴承。
（5）轴承按其部件能否分离,分为：
1）可分离轴承----具有可分离部件的轴承；
2）不可分离轴承----轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。
（6）轴承按其结构形状（如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状,挡边的结构,甚至有无保持架等）还可以分为多种结构类型。
2.按滚动轴承尺寸大小分类轴承按其外径尺寸大小，分为:
（1）微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承;
（2）小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承;
（3）中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承;
（4）中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承
（5）大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承;
（6）特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。
滚动轴承的基本生产过程
由于滚动轴承的类型、结构型式、公差等级、技术要求、材料及批量等的不同,其基本生产过程也不完全相同。
一、各种轴承主要零件的加工过程:
1．套圈的加工过程:
轴承内圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同,其中车加工前的工序可分为下述三种,整个加工过程为：
棒料或管料（有的棒料需经锻造和退火、正火）----车加工----热处理----磨加工----精研或抛光----零件终检----防锈----入库----（待合套装配）
2．钢球的加工过程,钢球的加工同样依原材料的状态不同而有所不同,其中挫削或光球前的工序,可分为下述三种,热处理前的工序,又可分为下述二种，整个加工过程为：
棒料或线材冷冲（有的棒料冷冲后还需冲环带和退火）----挫削、粗磨、软磨或光球----热处理----硬磨----精磨----精研或研磨----终检分组----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。
3．滚子的加工过程滚子的加工依原材料的不同而有所不同,其中热处理前的工序可分为下述两种,整个加工过程为:
棒料车加工或线材冷镦后串环带及软磨----热处理----串软点----粗磨外径----粗磨端面----终磨端面----细磨外径----终磨外径----终检分组----防锈、包装----入库（待合套装配）。
4．保持架的加工过程保持架的加工过程依设计结构及原材料的不同,可分为下述两类：
（1）板料→剪切→冲裁→冲压成形→整形及精加工→酸洗或喷丸或串光→终检→防锈、包装→入库（待合套装配）
（2）实体保持架的加工过程:
实体保持架的加工,依原材料或毛坏的不同而有所不同,其中车加工前可分为下述四种毛坯型式,整个加工过程为:
棒料、管料、锻件、铸件----车内径、外径、端面、倒角----钻孔（或拉孔、镗孔）----酸洗----终检----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。
二、滚动轴承的装配过程:
滚动轴承零件如内圈、外圈、滚动体和保持架等,经检验合格后,进入装配车间进行装配,其过程如下:
零件退磁、清洗→内、外滚〈沟〉道尺寸分组选别→合套→检查游隙→铆合保持架→终检→退磁、清洗→防锈、包装→入成品库（装箱、发运）。
滚动轴承的特点
滚动轴承与滑动轴承相比,具有下列优点:
1．滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小,传动效率高。
一般滑动轴承的摩擦系数为0.08-0.12,而滚动轴承的摩擦系数仅为0.001-0.005;
2．滚动轴承已实现标准化、系列化、通用化,适于大批量生产和供应，使用和维修十分方便；
3．滚动轴承用轴承钢制造,并经过热处理,因此,滚动轴承不仅具有较高的机械性能和较长的使用寿命,而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有色金属;
4．滚动轴承内部间隙很小,各零件的加工精度较高,因此,运转精度较高。
同时,可以通过预加负荷的方法使轴承的刚性增加。
这对于精密机械是非常重要的;
5．某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷,因此,可以简化轴承支座的结构;
6．由于滚动轴承传动效率高,发热量少,因此,可以减少润滑油的消耗,润滑维护较为省事;
7．滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。
但是,一切事物都是一分为二的,滚动轴承也有一定的缺点,主要是：
1．滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多,因此,滚动轴承的径向尺寸大。
所以,在承受大负荷的场合和要求径向尺寸小、结构要求紧凑的场合〈如内燃机曲轴轴承）,多采用滑动轴承；
2．滚动轴承振动和噪声较大,特别是在使用后期尤为显著,因此,对精密度要求很高、又不许有振动的场合,滚动轴承难于胜任,一般选用滑动轴承的效果更佳
3．滚动轴承对金属屑等异物特别敏感,轴承内一旦进入异物,就会产生断续地较大振动和噪声,亦会引起早期损坏。
此外,滚动轴承因金属夹杂质等也易发生早期损坏的可能性。
即使不发生早期损坏,滚动轴承的寿命也有一定的限度。
总之,滚动轴承的寿命较滑动轴承短些。
可是,滚动轴承与滑动轴承相比较,各有优缺点,各占有一定的适用场合,因此,两者不能完全互相取代,并且各自向一定的方向发展,扩大自己的领域。
但是,由于滚动轴承的突出优点,颇有后来者居上的趋势。
目前,滚动轴承已发展成为机械的主要支承型式,应用愈来愈广泛。
轴承的分类
（一）
深沟球轴承
最具代表性的滚动轴承，用途广泛
可承受径向负荷与双向轴向负荷
适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合
带钢板防尘盖或橡胶密封圈的密封型轴承内预先充填了适量的润滑脂
外圈带止动环或凸缘的轴承，即容易轴向定位，又便于外壳内的安装
最大负荷型轴承的尺寸与标准轴承相同，但内、外圈有一处装填槽，增加了装球数，提高了额定负荷
主要适用的保持架：
钢板冲压保持架（波形、冠形…单列；
S形…双列）
铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架
主要用途：
汽车：
后轮、变速器、电气装置部件
电气：
通用电动机、家用电器
其他：
仪表、内燃机、建筑机械、铁路车辆、装卸搬运机械、农业机械、各种产业机械
角接触球轴承
套圈与球之间有接触角，标准的接触角为15°
、30°
和40°
接触角越大轴向负荷能力也越大
接触角越小则越有利于高速旋转
单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷
DB组合、DF组合及双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷
DT组合适用单向轴向负荷较大，单个轴承的额定负荷不足的场合
高速用ACH型轴承球径小、球数多，大多用于机床主轴
角接触球轴承适用于高速及高精度旋转
结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈，可承受径向负荷与双向轴向负荷
无装填槽轴承也有密封型
钢板冲压保持架（碗形…单列；
S形、冠形…双列）
单列：
机床主轴、高频马达、燃汽轮机、离心分离机、小型汽车前轮、差速器小齿轮轴
双列：
油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、各类变速器、燃料喷射泵、印刷机械
四点接触球轴承
单个轴承可代替正面组合或背面组合的角接触球轴承
适用于承受纯轴向负荷或轴向负荷成份较大的合成负荷
该类轴承承受任何方向的轴向负荷时都能形成其中的一个接触角（α），因此套圈与球总在任一接触线上的两面三刀点接触
铜合金切制保持架
飞机喷气式发动机、燃汽轮机
调心球轴承
由于外圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正
圆锥孔轴承通过使用紧固件可方便地安装在轴上
钢板冲压保持架：
菊形…12、13、22…2RS、23…2RS
葵形…22、23
木工机械、纺织机械传动轴、立式带座调心轴承
圆柱滚子轴承
圆柱滚子与滚道呈线接触，径向负荷能力大，即适用于承受重负荷与冲击负荷，也适用于高速旋转N型及NU型可轴向移动，能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化，最适应用作自由端轴承NJ型及NF型可承受一定程度的单向轴向负荷，NH型及NUP型可承受一定程度的双向轴向负荷内圈或外圈可分离，便于装拆NNU型及NN型抗径向负荷的刚性强，大多用于机床主轴
钢板冲压保持架（Z形）、铜合金切制保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架
中型及大型电动机、发电机、内燃机、燃汽轮机、机床主轴、减速装置、装卸搬运机械、各类产业机械
轴承的分类
（二）
实体型滚针轴承
有内圈轴承的基本结构与NU型圆柱滚子轴承相同，但由于采用滚针，体积可以缩小，并可承受大径向负荷无内圈轴承要把具有合适精度和硬度的轴的安装面作为滚道面使用
钢板冲压保持架
汽车发动机、变速器、泵、挖土机履带轮、提升机、桥式起重机、压缩机
圆锥滚子轴承
该类轴承装有圆台形滚子，滚子由内圈大挡边引导
设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点
单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷，双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷
适用于承受重负荷与冲击负荷
按接触胸（α）的不同，分为小锥角、中锥角和大锥角三种型式，接触角越大轴向负荷能力也越大
外圈与内组件（内圈与滚子和保持架组件）可分离，便于装拆
后置辅助代号"
J"
或"
JAR"
的轴承具有国际互换性
该类轴承还多使用英制系列产品
钢板冲压保持架、合成树脂成形保持架、销式保持架
前轮、后轮、变速器、差速器小齿轮轴。
机床主轴、建筑机械、大型农业机械、铁路车辆齿轮减速装置、轧钢机辊颈及减速装置
调心滚子轴承
该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，按内部结构的不同，分为R、RH、RHA和SR四种型式
由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正
可承受径向负荷与双向轴向负荷。
特别是径向负荷能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷
圆锥孔轴承通过使用紧固件或退卸套可使于轴上的装拆
圆锥孔有以下两种（锥度）：
1:
30（辅助代号：
K30）……适用于240、241系列
12（辅助代号：
K）………适用于其他系列
外圈上可开设油孔、油槽和定位销孔（一个）。
内圈上也可开设油孔和油槽
铜合金切制保持架、钢板冲压保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架
造纸机械、减速装置、铁路车辆车轴、轧钢机齿轮箱座、轧钢机辊道子、破碎机、振动筛、印刷机械、木工机械、各类产业用减速机、立式带座调心轴承
推力球轴承
由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成
与轴配合的滚道圈称做轴圈，与外壳配合的滚道圈称做座圈。
双向轴承则将中圈秘轴配合
单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷（二者均不能承受径向负荷）
钢板冲压保持架、铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架
汽车转向销、机床主轴
推力圆柱滚子轴承
由垫圈形滚道圈（轴圈、座圈）与圆柱滚子和保持架组件构成。
圆柱滚子采用凸面加工，因此滚子与滚道面之间的压力分布均匀
可承受单向轴向负荷
轴向负荷能力大，轴向刚性也强
石油钻机、制铁制钢机械
推力滚针轴承
分离型轴承由滚道圈与滚针和保持架组件构成，可与冲压加工的薄型滚道圈（W）或切制加工的厚型滚道圈（WS）任意组合
非分离型轴承是由经精密冲压加工的滚道圈与滚针和保持架组件构成的整体型轴承
该类轴承占用空间小，有利于机械的紧凑设计
大多仅采用滚针和保持架组件，而把轴及外壳的安装面作为滚道面使用
钢板冲压保持、合成树脂成形保持架
汽车、耕耘机、机床等的变速装置
推力圆锥滚子轴承
该类轴承装有圆台形滚子（大端为球面），滚子由滚道圈（轴圈、座圈）挡边准确引导
设计上使得轴圈和座圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点
单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷
双向轴承将中圈与轴配合，但由于采用间隙配合，因此必须用轴套等使中圈轴向定位主要适用的保持架：
单向：
起重机吊钩、石油钻机转环
双向：
轧钢机辊颈
推力调心滚子轴承
该类轴承中球面滚子倾斜排列，由于座圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可允许轴有若干倾斜
轴向负荷能力非常大，在承受轴向负荷的同时还可承受若干径向负荷
使用时一般采用油润滑
水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋桨轴、轧钢机轧制螺杆用减速机、塔吊、碾煤机、挤压机、成形机
轴承的判断
轴承的判断：
轴承是否可用的判断，主要是考虑轴承损伤程度、机械性能、重要性、运转条件、至下次检修的期间而决定。
如果有下述缺陷则不能再使用，必须更换新轴承。
内圈、外圈、滚动体、保持架的任何一个上有裂纹或缺口。
1、套圈、滚动体任何一个上有断裂。
2、滚动道面、挡边、滚动体上有显著的卡伤。
3、保持架磨损显著或者铆钉显著松弛。
4、滚道面、滚动体上有锈，有伤。
5、滚道面、滚动体上有严重的压痕和打痕。
6、内圈内径面或外圈外径面有明显的蠕变。
7、因热而造成的变色明显。
8、封入润滑脂的轴承，密封圈或防尘盖的破损明显。
影响轴承寿命的材料因素
滚动轴承的早期失效形式，主要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳，在正常条件下主要是接触疲劳。
轴承零件的失效除了服役条件之外，主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。
影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项。
1．1淬火钢中的马氏体
高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时，在淬火低温回火状态下，淬火马氏体含碳量，明显影响钢的力学性能。
强度、韧性在0.5％左右，接触疲劳寿命在0.55％左右，抗压溃能力在0.42％左右，当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5％～0.56％时，可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。
应该指出，在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体，测得的含碳量是平均含碳量。
实际上，马氏体中的含碳量在微区内是不均匀的，靠近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部分，因而它们开始发生马氏体转变的温度不同，从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的显示而成为隐晶马氏体。
它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹，而且其亚结构为强度与韧性均高的位错型板条状马氏体。
因此，只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。
1．2淬火钢中的残留奥氏体
高碳铬钢经正常淬火后，可含有8％～20％Ar（残留奥氏体）。
轴承零件中的Ar有利也有弊，为了兴利除弊，Ar含量应适当。
由于Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关，它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量，较难正确反映Ar量对力学性能的影响。
为此，固定奥氏条件，利用奥氏体体化热稳定化处理工艺，以获得不同Ar量，在此研究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。
随着奥氏体含量的增多，硬度和接触疲劳寿命均随之而增加，达到峰值后又随之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出现在17％Ar左右，而接触疲劳寿命峰值出现在9％左右。
当试验载荷减小时，因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。
这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大，而增韧的作用则比较明显。
原因是载荷较小时，Ar发生少量变形，既消减了应力峰，又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。
但如载荷大时，Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂，从而使寿命降低。
应该指出，Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下，如果自发转变为马氏体，将使钢的韧性急剧降低而脆化。
1．3淬火钢中的未溶碳化物
淬火钢中未溶碳化物的数量、形貌、大小、分布，既受到钢的化学成分和淬火前原始组织的影响，又受奥氏体化条件的影响，有关未溶碳化物对轴承寿命的影响研究较少。
碳化物是硬脆相，除了对耐磨性有利之外，承载时因会（特别是碳化物呈非球形）与基体引起应力集中而产生裂纹，从而会降低韧性和疲劳抗力。
淬火未溶碳化物除了自身对钢的性能产生影响之外，还影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布，从而对钢的性能产生附加影响。
为了揭示未溶碳化物对性能的影响，采用不同含碳量的钢，淬火后使其马氏体含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的状态，经150℃回火后，由于马氏体含碳量相同，而且硬度较高，因而未溶碳化物少量增高对硬度增高值不大，反映强度和韧性的压溃载荷则有所降低，对应力集中敏感的接触疲劳寿命则明显降低。
因此淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。
适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。
淬火未溶碳化物除了数量对材料性能有影响之外，尺寸、形貌、分布也对材料性能产生影响。
为了避免轴承钢中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少（数量少）、小（尺寸小）、匀（大小彼此相差很小，而且分布均匀）、圆（每粒碳化物皆呈球形）。
应该指出，轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的，不仅可以保持足够的耐磨性，而且也是获得细晶粒隐晶马氏体的必备条件。
1.4淬火回火后的残留应力
轴承零件经淬火低温回火后，仍具有较大的内应力。
零件中的残留内应力有利和弊两种状态。
钢件热处理后，随着表面残留压应力的增大，钢的疲劳强度随之增高，反之表面残留内应力为拉应力时，则使钢的疲劳强度降低。
这是由于零件的疲劳失效出现在承受过大拉应力的时候，当表面有较大压应
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