我所知道的轴承.docx

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我所知道的轴承

我所知道的轴承

轴承分为滑动轴承和滚动轴承。

1．滑动轴承

1.滑动轴承的特点

A滑动轴承的主要优点：

1普通滑动轴承结构简单制造、装拆方便

2具有良好的耐冲击性和吸振性运转平稳旋转精度高

3高速时比滚动轴承的寿命长

4可做成剖分式。

B滑动轴承的主要缺点：

1维护复杂

2对润滑条件要求高

3边界润滑时轴承的摩擦损耗较大。

2.滑动轴承的类型:

滑动轴承按照承受载荷的方向主要分为:

l向心滑动轴承——又称径向滑动轴承主要承受径向载荷

2推力滑动轴承——承受轴向载荷。

a.剖分式向心滑动轴承轴承

它是由轴承盖1、轴承座2、剖分轴瓦3和联接螺栓4等所组成。

轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。

为了安装时容易对心在轴承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的梯口。

轴承盖应当适度压紧轴瓦使轴瓦不能在轴承孔中转动。

轴承盖上制有螺纹孔以便安装油杯或油管。

向心滑动轴承的类型很多例如还有轴承间隙可调节的滑动轴承、轴瓦外表面为球面的自位轴承等可参阅有关手册。

轴瓦是滑动轴承中的重要零件。

如上左图所示向心滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形。

若载荷方向向下则下轴瓦为承载区上轴瓦为非承载区。

润滑油应由非承载区引入所以在顶部开进油孔。

在轴瓦内表面以进油口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟以利于润滑油均匀分布在整个轴颈上。

油沟的形式很多如上右图所示。

一般油沟与轴瓦端面保持一定距离以防止漏油。

当载荷垂直向下或略有偏斜时轴承的中分面常为水平方向。

若载荷方向有较大偏斜时则轴承的中分面也斜着布置通常倾斜45°使中分平面垂直于或接近垂直于载荷下左图

b.推力滑动轴承

轴上的轴向力应采用推力轴承来承受。

止推面可以利用轴的端面也可在轴的中段做出凸肩或装上推力圆盘。

后面将论述两平行平面之间是不能形成动压油膜的因此须沿轴承止推面按若干块扇形面积开出楔形。

下图a所示为固定式推力轴承其楔形的倾斜角固定不变在楔形顶部留出平台用来承受停车后的轴向载荷。

图b为可倾式推力轴承其扇形块的倾斜角能随载荷、转速的改变而自行调整因此性能更为优越。

扇形块数一般为6-12.

2．滚动轴承

1.特点

滚动轴承的优点有:

（1）摩擦阻力小,灵敏,效率高,发热量小,启动阻力小，启动灵敏，润滑简单,耗油量少,维护保养方便。

（2）轴承径向间隙小,并且可用预紧的方法调整间隙,以提高旋转精度。

（3）轴向尺寸小,某些滚动轴承可同时承受径向载荷与轴向载荷。

（4）滚动轴承是标准件,可由专门工厂大批生产供应,使用、更换方便。

滚动轴承的主要缺点有:

（1）抗冲击性能差,

（2）高速时噪声大,

（3）工作寿命较短，

（4）结构不能剖分。

滚动轴承是标准化产品,在一般机械设计中主要是根据具体的载荷、转速、旋转精度和工作条件等要求,选择类型和尺寸合适的滚动轴承,并进行轴承的组合设计。

2.组成

滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。

内圈装在轴颈上,外圈装在轴承座孔内,多数情况下内圈与轴一起转动,外圈保持不动。

内、外圈上一般都有凹槽，称为滚道，它起着限制滚动体沿轴向移动和降低滚动体与内、外圈之间接触应力的作用。

工作时,滚动体在内外圈间滚动,保持架将滚动体均匀地隔开,以减少滚动体之间的摩擦和磨损，并改善轴承内部的负荷分配。

3.类型

1.滚动轴承按其滚动体形状的不同，可分为球轴承和滚子轴承两大类。

滚动体有多种形式，以适应不同类型滚动轴承的结构要求。

常见的滚动体有六种形状，一种是球形，五种是滚子。

除球轴承外，其余均为滚子轴承，如圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承等。

球和滚动为点接触，摩擦系数小，重量轻；滚子和滚动为线接触，摩擦系数较大。

在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击能力都好，但滚子轴承允许的极限转速较低。

而球轴承摩擦小、高速性能好。

2.按所能承受载荷的方向或公称接触角的不同可分为向心轴承和推力轴承

（1）向心轴承：

主要承受或只承受径向载荷,其接触角α为0°～45°；

径向接触轴承：

公称接触角α=0°，主要承受径向载荷，可承受较小的轴向载荷

向心角接触轴承：

公称接触角α=0°～45°，同时承受径向载荷和轴向载荷。

随着α的增大，承受轴向负荷的能力也增大。

（2）推力轴承：

主要承受或只承受轴向载荷,其接触角α为45°～90°。

推力角接触轴承：

公称接触角α=45°～90°，主要承受轴向载荷，可承受较小的轴向载荷。

随着α的减小，承受径向负荷的能力也增大。

轴向接触轴承：

公称接触角α=90°，只能承受轴向载荷。

3.按滚动轴承工作时能否调心分类：

滚动轴承可分为刚性轴承（非调心轴承）和调心轴承。

4.按安装轴承时其内、外圈可否分别安装，分为可分离轴承和不可分离轴承。

5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴承，其中2级精度最高，0级为普通级。

另外还只有用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。

6.按照运动方式可分为回转运动轴承和直线运动轴承。

3．非常规轴承

1陶瓷轴承（耐腐蚀）

材料：

氮化硅、氧化锆、碳化硅、氧化铝

性能：

①高速：

具有耐寒性、受力弹性小、抗压力大、导热性能差、自重轻、摩擦系数小等优点，可应用在12000转/分~75000转/分的高速主轴及其它高精度设备中；②耐高温：

材料本身具有耐高温度1200℃，且自润滑好，使用温度在100℃-800℃间不产生因温差造成的膨胀。

可应用在炉窑，制塑、制钢等高温设备中；③耐腐蚀：

材料本身具有耐腐蚀的特性，可应用在强酸、强碱、无机、有机盐、海水等领域，如：

电镀设备，电子设备，化工机械、船舶制造、医疗器械等。

④防磁：

因无磁不吸粉尘，可减少轴承提前剥落、噪声大等。

可用在退磁设备。

精密仪器等领域。

⑤电绝缘：

因电阻力高，可免电弧损伤轴承，可用在各种要求绝缘的电力设备中。

⑥真空：

因陶瓷材料独具的无油自润滑特性，在超高真空环境中，氮化硅全陶瓷轴承可克服普通轴承无法实现润滑之难题。

使用范围：

用于电子、机械、化工、冶金、纺织、电力等工业用的耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐高电压的特殊用途。

2不锈钢轴承（高温轴承）

材料：

轴承套圈及滚动体材料使用AISISUS440C不锈钢，经真空淬回火处理，保持架及密封圈骨架材料采用AISI304不锈钢。

性能：

不锈钢轴承与普通轴承钢相比，有更强的防锈、防腐蚀性，选择合适的润滑剂、防尘盖等，可以在-60℃～+300℃的环境下使用。

不锈钢轴承又因机械强度高、负载能力大。

使用范围：

广泛使用在食品加工，医疗器械，药品机械方面。

3塑料轴承

材料：

工程塑料（耐高温塑料、抗酸碱塑料、耐腐蚀塑料及精密塑料）

性能：

工程塑料具有优异的自润滑性、耐磨、低摩擦和特殊的抗咬合性等特点，即使在润滑条件不良的情况下也能正常工作，是十分理想的轴承材料。

塑料轴承不会发生腐蚀，比金属轴承具有更好的振动阻尼性。

在电镀加工过程的高温条件下，可以让轴承再次校准，达到最佳密封要求；①耐高温塑料：

可在长期温度290℃的环境下使用，短期耐温最高可达350℃；②抗酸碱塑料：

材料已证明能用于相对较弱的酸碱交叉环境（30%的CuCl2溶液和30%NaOH溶液测试OK）,强酸强碱环境；③精密塑料轴承：

比传统塑料轴承的精密度与公差有所改进。

整体采用适于精密加工的材料制内外环，滚动体及保持架，在保持塑料轴承传统优势的基础上，可应用于精密及较高速运转工况。

一般内外环材料采用POM,PPS,或PEEK,保持架采用玻璃纤维增强的尼龙66（RPA66-25）,或PEEK,滚动体为玻璃球,不锈钢球或陶瓷球。

使用范围：

机电设备、健身器材、家俱及装潢建材、食品机械

4.水润滑轴承

水润滑轴承的磨损传统上要么是磨粒磨损，要么是粘附磨损。

粘附磨损是由轴的轴承间过大的接触压力或者轴的低速运转造成的。

通过选用合适的轴承材料，合理的轴承设计和安装，粘附磨损一般可获得控制。

低摩擦系数的材料将会减少轴承材料粘附在轴上，并且脱离轴承表面的机率。

典型的最新等级的轴承材料的静摩擦系数为0.15~0.20之间。

 1）水润滑轴承的特点 

传统观点将润滑状态分为：

流体动压润滑、流体静压润滑、弹性流体动压润滑、边界润滑和干摩擦5种。

由于水的黏度很低，仅为油的1/100 ～ 1/20，低黏度的润滑剂具有摩擦阻力小，摩擦因数低等优点，但水膜的承载能力要比油膜低得多，很难形成流体动压润滑，当在启动和停机过程中运行速度有所变化时，往往会使轴承处于边界润滑和干摩擦状态。

因此，对水润滑轴承要求其能在边界润滑和干摩擦条件下安全运行，并具有低摩擦因数。

水润滑轴承的优越性主要表现在：

①使用成本低。

地球上有丰富的水资源。

②环境友好。

矿物油作润滑介质会对环境产生污染，而用水作为润滑介质，对环境没有任何危害。

③易维护保养。

水润滑轴承的缺点：

①由于水的沸点低，所以水润滑轴承不能应用于高温环境中。

②水尤其是海水的锈蚀作用较强，纯水的导电性比普通润滑油高 

数亿甚至数百亿倍，它能引起绝大多数金属材料的电化学腐蚀和高分子材料的老化。

③水的汽化压力高很容易产生气蚀，使材料受到侵蚀。

2 ）水润滑轴承材料研究现状 

水润滑轴承与传统的轴承相比，在轴承材料选择上存在较大差异。

在20世纪60年代，利用木质材料比较流行，但随着社会的发展，天然的木质资源是有限的，于是便出现了如陶瓷、塑料、橡胶、塑料合金以及尼龙等材料制作水润滑轴承。

 2.1 木材 

用作轴承材料的木材主要是铁梨木和层压板类材料[1]。

铁梨木原产于南美洲，是天然树种，木质致密、坚硬、相对密度大，具有自润滑作用，曾经被广泛应用于海上船舶艉管轴承。

其缺点是不宜用于经常航行在含泥沙较多水域的船舶，且存在一定的水涨性。

由于其资源日渐缺乏，价格昂贵，因而现在已很少使用[2]。

3）水润滑轴承的应用 

根据不同的使用条件，水润滑轴承的应用可归纳为以下几种：

1）在高速、低负荷条件下的应用如泵用轴承，船尾管轴承，水轮发动机主轴承及其密封材料。

2）在低速、高负荷条件下的应用如堤坝、水闸用轴承（滚柱用轴承、支点部分用轴承）、水轮发电机导叶用轴承、阀用轴承。

3）在中低速、中负荷条件下的应用如水处理机械用轴承（絮凝器轴承），输送机用轴承，船用舵轴承（船销轴承）等。

4） 其他应用场合 

美国在高速机床主轴中采用了水润滑静压轴承[15]，主轴直径为φ80 mm，转速达40 000  r/min，采用55 ℃的纯水润滑。

由于水的比热大，故轴承在高速运转下的温升低，以保证机床主轴在高速下的高精度。

据报导，美国航天飞机上也使用了高速水润滑静压轴承

5.磁悬浮轴承

磁悬浮轴承（MagneticBearing）[1]是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。

其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。

与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。

磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。

磁悬浮轴承原理

图为一简单磁悬浮系统，它是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。

假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号。

然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。

因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。

磁悬浮轴承应用

主动磁悬浮轴承在国内还没有达到实用的技术，在国外则在一些领域实现了应用，如透平机，膨胀机，压缩机等等。

6.组合轴承

一套轴承内同时由上述两种轴承结构形式组合而成的滚动轴承。

如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。

组合轴承的几种组合形式

1.无内圈滚针和推力球组合轴承

2.无内圈滚针和带外罩的推力球组合轴承

3.有内圈滚针和带外罩的推力球组合轴承

4.滚针和角接触球组合轴承

5.滚针和三点接触球组合轴承

6.无内圈滚针和推力圆柱滚子组合轴承

7.无内圈滚针和带外罩推力圆柱滚子组合轴承

8.有内圈滚针和推力圆柱滚子组合轴承

9.有内圈滚针和带外罩的推力圆柱滚子组合轴承

10.滚针和双向推力圆柱滚子组合轴承

11.带法兰盘滚针和双向推力圆柱滚子组合轴承

组合轴承运作高温影响效率

组合轴承在开始运转后会升温，经过一段时间，即以较低温度（通常比室温高10~40度）处于常态。

至常态的时间，则根据IKO轴承大小、形式、旋转速度、润滑方法，进口轴承周围放热条件变化而不同，此时大致需要20分钟至几小时不等。

轴承[1]温度未达到常态而出现异常升温时，可考虑以下几点原因，此外应尽快停机且采取必要对策。

温度对保持进口轴承的适当寿命及防止润滑油的劣化等至关重要，建议：

尽量控制在非高温状态下（一般为100度以下）使用最为理想。

异常温度上升的主要原因润滑油过多或过少。

IKO轴承的安装不良。

组合轴承内部间隙过小，或负荷过大。

密封装置摩擦过大。

润滑剂不符。

配合面的蠕变。

其次搜检轴承的滚道面，滚动面和合营面的状况以及对峙架的磨损状况等有无毁伤和异常状况特殊是要察看滚道面的运转轨迹。

判别轴承可否再次运用，要在思考组合轴承毁伤的水平，机械机能、首要性、运转前提、搜检周期等往后再来抉择。

可以通过更换组合轴承时，要对新轴承进行认真检查，同时对轴径及轴承座孔和转子进行细致的检查和装配和拆卸轴承时，严格执行检修工艺，认真操作，避免装拆不当导致的轴承损坏及按时加油换油，保证轴承工作状况始终处于良好状况；在组合轴承运行中认真检查，发现故障隐患，及时消除。

4．滚动轴承国内外品牌

1.国外

NSK日本日本精工株式会社

NTN日本日本东洋轴承公司

KOYO日本日本光洋精工

NACHI日本日本不二越钢铁工业株式会社

NMB日本日本微型轴承公司

FAG德国德国乔治沙弗公司

INA德国德国依那滚针

AGE德国德国阿尔弗瑞德..梅塞勒球轴承厂

AKT德国德国阿尔特库伯尔轴承厂

ASK德国德国阿尔图尔赛弗特球轴承厂

ABC美国美国精密轴套公司大型滚动轴承

ACORN美国美国阿康轴承公司

AETNA美国美国滚动轴承厂制造协会

AURORA美国滑动轴承杆端关节轴承

AHLBBER美国阿尔贝格轴承公司

ADR法国法国轴承应用公司

CAM法国法国机械应用公司

NADELLA法国法国那德拉公司（1987年9月NDA代替NAD）滚针系列

RBF法国法国机械应用有限公司

BERLISS英国英国伯利斯轴承公司

BLACKWELL英国英国布莱克韦尔轴承公司

BMB英国英国轴承制造公司

CRB英国英国库佩滚子轴承公司

GLACIER英国英国格拉塞尔金属公司

2.国内

瓦轴ZWZ、哈轴HRB、天马TMB、西北轴NXZ、轴研所ZYS等。