【專業(yè)積累】軸承基本常識(shí)大匯總——第一篇

2017-10-10 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

一、概述

軸承作為一種基本的機(jī)械零件,要機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用極為廣泛,幾乎有轉(zhuǎn)動(dòng)的地方就有軸承的應(yīng)用。目前世界上的大的軸承供應(yīng)商主要有:FAG、SKF、NSK、TIMKEN等。

二、分類

u 軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承之分。滑動(dòng)軸承受速度和載荷的限制,應(yīng)用較少。滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承相比有以下特點(diǎn):

? 起動(dòng)摩擦小;

? 在國(guó)際上推廣了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化,其互換性好;

? 簡(jiǎn)化了軸承的外圍構(gòu)造,便于保養(yǎng)、檢查;

? 一般可以同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷;

? 比較易于高、低溫下使用;

? 為了提高剛性,即使在負(fù)間隙(預(yù)負(fù)荷狀態(tài))也可以使用;

u 滾動(dòng)軸承的分類:

? 以滾動(dòng)體分:球軸承和滾子軸承;

? 以負(fù)荷方向分:向心軸承和推力軸承:

l 主要承受徑向載荷,同時(shí)也能承受少量的軸向載荷的軸承叫向心軸承 ,其公稱接觸角α<45°

· 尺寸相同時(shí),滾子軸承比球軸承的承載能力更大;

· N型、NU型圓柱滾子軸承只能承受徑向載荷,不能承受軸向載荷;

l 主要承受軸向載荷的軸承叫推力軸承,其公稱接觸角α>45°;

· 軸向力高時(shí),優(yōu)先選用推力圓柱滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承;

· 推力調(diào)心滾子軸承和單向推力角接觸軸承同時(shí)能承受徑向和軸向載荷,而其它推力軸承只能承受軸向載荷;

三、軸承組成

u 一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架組成;碳化硅軸承由兩個(gè)環(huán)組成;

u 材料:一般情況下的軸承鋼—低合金、高純度整體淬火鉻鋼;

對(duì)承受高沖擊載荷和交變彎曲應(yīng)力的軸承—滲碳鋼;

腐蝕環(huán)境:要求軸承具有耐蝕性—不銹鋼;

新型材料;碳化硅;

四、保持架

u 作用:

? 分離各個(gè)滾動(dòng)體,使工作中的摩擦和發(fā)熱量最小;

? 保持滾動(dòng)體之間距離相等,使載荷平均分配;

? 使可分離軸承和內(nèi)外圈相互擺時(shí)滾動(dòng)體不致掉出;

? 在軸承非承載區(qū)引導(dǎo)滾動(dòng)體;

u 分類:

? 沖壓鋼板保持架:常見(jiàn)的浪形保持架(鉚接的),其特點(diǎn)是:重量輕, 占軸承空間小,能貯藏較多的潤(rùn)滑脂;

? 黃銅實(shí)體保持架:也有鉚接的,多為窗式;其特點(diǎn)是:能承受較高的強(qiáng)度和高溫的環(huán)境;

? 玻璃纖維增強(qiáng)尼龍(聚酰胺66)保持架:窗式;尼龍66的彈性大,重量輕的特點(diǎn)使得這類保持架適用于:有沖擊振動(dòng)力,有高的加速度(或減速度),內(nèi)外圈出現(xiàn)相互傾斜的情況。

保持架的引導(dǎo)形式:

大多數(shù)由滾動(dòng)體引導(dǎo) :在軸承代號(hào)中不顯示;

由軸承外圈引導(dǎo) :在軸承代號(hào)中加后綴“A”;

由軸承內(nèi)圈(軸)引導(dǎo) :在軸承代號(hào)中加后綴“B”;

五、工作溫度

u 內(nèi)徑小于240MM:軸承的熱處理工藝確保其在150℃時(shí)尺寸穩(wěn)定;

u 內(nèi)徑大于240MM:軸承需要特殊的熱處理工藝

u 軸承一般在低于200℃的環(huán)境中運(yùn)行;

u 當(dāng)高于200℃時(shí),軸承代號(hào)后面有相應(yīng)的后綴符號(hào):S1—S4,分別代表相應(yīng)的最高工作溫度為:S1:200℃;S2:250℃;S3:300℃;S4:350℃;

u 當(dāng)使用尼龍66材料作保持架時(shí),工作溫度不超過(guò)120℃;

六、軸承游隙

u 概念:一個(gè)軸承圈套相對(duì)于加一個(gè)軸承圈子套在由一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置可以移動(dòng)的距離:徑向上:叫徑向游隙;軸向上:叫軸向游隙;

u 一般情況下,軸承內(nèi)圈溫度高于外圈溫度,受安裝時(shí)預(yù)壓力及熱脹冷縮的影響,安裝前的游隙、安裝后的游隙及工作狀態(tài)的游隙逐漸縮小;

u 幾種情況下的游隙的變化:

? 由軸件導(dǎo)入熱量或通過(guò)軸承座散熱時(shí),徑向間隙就會(huì)縮小 ;

? 由軸承座導(dǎo)入熱量或通過(guò)軸件散熱時(shí),徑向間隙就會(huì)加大;

? 起動(dòng)過(guò)程短,此時(shí)內(nèi)外圈套的溫差大于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的溫差,就會(huì)產(chǎn)生上述兩種情況的游隙變化;

u 游隙等級(jí)

? C0 :普通級(jí);

? C1 :軸承內(nèi)部游隙小于C2級(jí);

? C2 :軸承內(nèi)部游隙小于普通級(jí);

? C3 :軸承內(nèi)部游隙大于普通級(jí);

? C4 :軸承內(nèi)部游隙大于C3級(jí);

? C5 :軸承內(nèi)部游隙大于C4級(jí);

也就是說(shuō):游隙等級(jí)按下面的順序排列:C5>C4>C3>C0>C2>C1

七、軸承的補(bǔ)償

u 固定—游動(dòng)支承:支承一根軸的軸承通常采用固定軸承和游動(dòng)軸承組合的結(jié)構(gòu),游動(dòng)軸承補(bǔ)償軸的加工長(zhǎng)度誤差和熱膨脹;

? 軸承自身的長(zhǎng)度補(bǔ)償:NU型和N型軸承是理想的游動(dòng)軸承,這些軸承自身可以對(duì)長(zhǎng)度化進(jìn)行補(bǔ)償;軸承內(nèi)外圈可以用緊配合。

? 滑動(dòng)配合的長(zhǎng)度補(bǔ)償:不可分離軸承如深溝球軸承和調(diào)心滾子軸承也可作游動(dòng)軸承;這類軸承兩個(gè)套圈中的一個(gè)采用松配合,沒(méi)有軸向固定面。因此軸承的一個(gè)套圈可以在其支承面上活動(dòng);

u 兩端可調(diào)的固定支承:這種支承可以通過(guò)彈簧進(jìn)行預(yù)緊,這種調(diào)節(jié)方法可以補(bǔ)償熱膨脹量,也可以用于停機(jī)時(shí)有振動(dòng)的場(chǎng)合;

u 兩端游動(dòng)支承:在不需要軸向緊密定位的軸上選用兩端游動(dòng)支承是一個(gè)很經(jīng)濟(jì)的辦法;這種支承與兩端固定支承相似,但軸與軸承座之間的相對(duì)移動(dòng)可達(dá)到軸向游隙(S)。

八、密封

u 密封有防塵蓋和密封圈之分,兩種設(shè)計(jì)均能防污染,保持油脂;

u 密封件的種類:Z、RZ、RS

? Z型:后綴為Z或2Z系列的軸承;當(dāng)軸承外徑小于或等于110MM 時(shí),一般采用鋼板防塵蓋。這種防塵蓋是非接觸式的:靠近內(nèi)圈的部分彎卷,形成一條較長(zhǎng)的密封間隙,但較大的軸承其防塵蓋的靠近內(nèi)圈的部分不彎卷;主要適用于內(nèi)圈的場(chǎng)合,若外圈旋轉(zhuǎn),在高速時(shí),油脂有從軸承逸出的可能。

? RZ型油封:RZ型油封是由硫化橡膠和鋼板墊圈組成,它既可以做到最小摩擦,又保證有效的密封;油封的唇部和內(nèi)圈形成非常小的間隙,基本上是非接觸式的,但密封性要比Z型防塵蓋的好;

? RS型油封:屬接觸式密封,與內(nèi)外圈均接觸,這種類型的軸承與具有非接觸式密封的軸承相比其轉(zhuǎn)速低些;其中:RS1型為硫化橡膠圈和鋼板墊圈組成,RS2為氟化橡膠圈和鋼板墊圈組成。

u 密封圈性能對(duì)比:

應(yīng)用要求	2Z	2RZ	2RS
低摩擦力矩	+++	++(+)	+
高轉(zhuǎn)速性能	+++	++(+)	/
潤(rùn)滑脂的保存	+	++	+++
防塵	+	++	+++
防水	/	/	+

u 密封件材料:一般采用晴橡膠(NBR),對(duì)于工作溫度或環(huán)境相關(guān)的特殊應(yīng)用標(biāo)可以采用其它的材料的密封圈:聚丙烯(ACM)、氟塑料(FKM)和硅樹(shù)脂(MVQ)合成橡膠;

性能對(duì)比:

性能	NBR	ACM	FKM	MVQ
連續(xù)最高溫度 ℃	100	150	190	180
峰值溫度 ℃	130	180	230	240
低溫下限 ℃	-30	-20	-15	-60
耐潤(rùn)滑脂	好	好	很好	滿意
耐磨損	好	很好	優(yōu)秀	好
耐礦物油	好	不好	好	不好