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滚动轴承知识介绍总论(长篇)
作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12
总述 滚动轴承在使用过程中由于本身质量和外部条件的原因，其承载能力，旋转精度和减摩能性能等会发生变化，当轴承的性能指标低于使用要求而不能正常工作时，就称为轴承损坏或失效，滚动轴承损坏的情况比一般机械零件的损坏要复杂得多，滚动轴承损坏的特点是表现形式多，原因复杂，轴承的损坏除了轴承设计和制造的内在因素外，大部分是由于使用不当，设计不合理，安装不当，润滑不良，密封不好等外部因素引起的。一、滚动轴承的特点、结构和代号 1.1、滚动轴承的特点 1 ．由于滚动摩擦代替滑动摩擦，摩擦阻力小、起动快，起动阻力矩小，效率高。 2 ．对于同一尺寸的轴颈滚动轴承的宽度小，可使机器轴向尺寸小，结构紧凑。 3．运转精度高，径向游隙比较小并可用预紧完全消除。 4．冷却、润滑装置结构简单、维护保养方便。 5．不需要用有色金属，对轴的材料和热处理要求不高。 6．滚动轴承为标准化产品，统一设计、制造、大批量生产、成本低。 7．点、线接触，缓冲、吸振性能较差，承载能力低，寿命低，易点蚀 。1.2、滚动轴承的结构 内 圈：与轴配合 外 圈：与轴承配合 Gr15 淬火 HRC= 60-65 滚动体：球、滚子、滚针、园锥、鼓形滚子。 保持架：冲压低碳钢板，有较大间隙；1.3、滚动轴承代号 滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成。 1、基本代号 由五位数字组成。 （l）右起第一二位数字--轴承内径内径范围 d<10 l0＜d＜20 d＞20 代号 00 01 0203 04 05 06 07 内径 1012 15 17 20 2530 35 （2）右起第三位数字---直径系列 在内径相同的前提下，为提高承载能力果有不同外径和宽度 （3）右起第四位数字---宽度系列 内、外径相同，采用不同宽度 （4）右起第五位数字--- 轴承类型 1 调心球轴承 2 调心滚子和推力滚子轴承（20、29） 3 圆锥滚子轴承 4 双列深沟球轴承 5 推力球轴承（51、52） 6 深沟球轴承 7 角接触球轴承 N 圆拄滚子轴承 NA 滚针轴承 2、前置代号----轴承分部件 L----可分离轴承的可分离套圈 R----不可分离内圈或外圈的轴承 K----表示轴承的保持架和滚动体组件 3、后置代号 （1）保持架结构及材料代号 F1--碳钢 Q1--铝铁锰青铜 M--黄铜 （2）特殊轴承材料等 （3）公差等级代号 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6x、/P0；/P0--普通级不标出。 （4）游隙代号 1、2、0、3、4、5；常用0组，不标出。 二、轴承的使用 2.1使用注意事项 滚动轴承是精密零件，因而在使用时要求相应地持慎重态度，既便使用了高性能的轴承，如果使用不当，也不能达到预期的性能效果，所以，使用轴承使应注意以下事项：2.1.1保持轴承及其周围环境的清洁。即使肉眼看不见的微笑灰尘进入轴承，也会增加轴承的磨损，振动和噪声。 2.1.2使用安装时要认真仔细，不允许强力冲压，不允许用锤直接敲击轴承，不允许通过滚动体传递压力。 2.1.3使用合适、准确的安装工具，尽量使用专用工具，极力避免使用布类和短纤维之类的东西。 2.1.4防止轴承的锈蚀，直接用手拿取轴承时，要充分洗去手上的汗液，并涂以优质矿物油后再进行操作，在雨季和夏季尤其要注意防锈。2.2配合 2.2.1配合的选择 滚动轴承的内径尺寸和外径尺寸是按标准公差制造的，轴承内圈与轴，外圈与座孔的配合松紧程度只能通过控制轴颈的公差和座孔的公差来实现。轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用机轴制。 正确选择配合，必须知道轴承的实际负荷条件，工作温度及其他要求，而实际上是很困难的。因此，多数情况是根据使用精研选择配合的。 2.2.2负荷大小 套圈与轴或外壳间的过赢量取决于负荷的大小，较重的负荷采用较大的过赢量，较轻的负荷采用较小的过赢量。2.3轴承安装 轴承安装的好坏与否，将影响到轴承的精度、寿命和性能。因此，请充分研究轴承的安装，即请按照包含如下项目在内的操作标准进行轴承安装。 2.3.1清洗轴承及相关零件，（对已经脂润滑的轴承及双侧具油封或防尘盖，密封圈轴承安装前无需清洗。） 2.3.2检查相关零件的尺寸及精加工情况. 2.3.3安装方法 轴承的安装应根据轴承结构，尺寸大小和轴承部件的配合性质而定，压力应直接加在紧配合得套圈端面上，不得通过滚动体传递压力，轴承安装一般采用如下方法：a. 压入配合 轴承内圈与轴使紧配合，外圈与轴承座孔是较松配合时，可用压力机将轴承先压装在轴上，然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内，压装时在轴承内圈端面上，垫一软金属材料做的装配套管（铜或软钢）。装配套管的内径应比轴颈直径略大，外径直径应比轴承内圈挡边略小，以免压在保持架上。轴承外圈与轴承座孔紧配合，内圈与轴为较松配合时，可将轴承先压入轴承座孔内，这时装配套管的外径应略小于座孔的直径。 如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时，安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔，装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面。 b.加热配合 通过加热轴承或轴承座，利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。是一种常用和省力的安装方法。此法适于过盈量较大的轴承的安装，热装前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中均匀加热80-100℃，然后从油中取出尽快装到轴上，为防止冷却后内圈端面和轴肩贴合不紧，轴承冷却后可以再进行轴向紧固。轴承外圈与轻金属制的轴承座紧配合时，采用加热轴承座的热装方法，可以避免配合面受到擦伤。用油箱加热轴承时，在距箱底一定距离处应有一网栅，或者用钩子吊着轴承，轴承不能放到箱底上，以防沉杂质进入轴承内或不均匀的加热，油箱中必须有温度计，严格控制油温不得超过100℃，以防止发生回火效应，使套圈的硬度降低。加热方法很多,如轴承加热器等. 2.3.4轴承安装后的检查 2.3.5润滑剂的添加 2.4轴承运转检查 轴承安装结束以后，应马上进行运转检查，已确定安装是否正常。再此运转检查中若发现异常现象，应马上停止运转，并对机器进行检查，生产的原因及其措施. 轴承的诊断管理 为使滚动的轴承在良好的条件下能够维持长期使用，必须对轴承进行检查和保养，这种检查与保养对提前预防故障是很重要的，根据适合机器运转条件的操作标准，进行定期检查和保养，一般采用如下方法： 3.1运转状态下检查 根据轴承的滚动声、振动、温度的检查和润滑剂的性质检查，润滑剂的补充或更换时间进行判断。 3.2轴承拆解检查 充分观察机器的定期检查和更换而拆下的轴承，检查滚道面状况和有无损伤及可否再次使用。 运转中检查与故障处理 运转中的检查项目有轴承的滚动声、振动、温度、润滑的状态等，具体情况如下： 4.1轴承的滚动声 采用测声器对运转中的轴承的滚动声的大小及音质进行检查，轴承即使有轻微的剥离等损伤，也会发出异常音和不规则音，用测声器能够分辨。 4.2轴承的振动 轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承振动测量中反映出来，所以，通过采用特殊的轴承振动测量器（频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分不可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。 4.3轴承的温度 轴承的温度，一般有轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度，则更位合适。通常，轴承的温度随着运转开始慢慢上升，2-3小时后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量，散热量，转速及负载而不同。如果润滑、安装部合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时必须停止运转，采取必要的防范措施。 使用热感器可以随时监测轴承的工作温度，并实现温度超过规定值时自动报警户或停止防止燃轴事故发生。 4.4润滑 4.4.1轴承润滑的作用 润滑对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响，没有正常的润滑，轴承就不能工作。分析轴承损坏的原因表明，40%左右的轴承损坏都与润滑不良有关。因此，轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。除此之外，轴承的润滑还有散热，防锈、密封、缓和冲击等多种作用，轴承润滑的作用可以简要地说明如下： a. 在相互接触的二滚动表面或滑动表面之间形成一层油膜把二表面隔开，减少接触表面的摩擦和磨损。 b. 采用油润滑时，特别是采用循环油润滑、油雾润滑和喷油润滑时，润滑油能带走轴承内部的大部分摩擦热，起到有效的散热作用。 c. 采用脂润滑时，可以防止外部的灰尘等异物进入轴承，起到封闭作用。 d. 润滑剂都有防止金属锈蚀的作用。 e. 延长轴承的疲劳寿命。 4.4.2脂润滑和油润滑的比较 轴承的润滑方法大致分为脂润滑和油润滑两种。 4.4.3脂润滑 润滑脂是由基础油，增稠剂及添加剂组成的润滑剂。当选择时，应选择非常适合于轴承使用条件的润油脂，由于商标不同，在性能上也将会有很大的差别，所以在选择的时候，必须注意。轴承常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂和二硫化钼润滑脂等。轴承中充填润滑脂的数量，以充满轴承内部空间的1/2-1/3为适宜。高速时应减少至1/3。过多的润滑脂将使温升增高。 4.4.4润滑脂的选择 按照工作温度选择润滑脂时，主要指标应是滴点，氧化安定性和低温性能，滴点一般可用来评价高温性能，轴承实际工作温度应低于滴点10-20℃。合成润滑脂的使用温度应低于滴点20-30℃。 根据轴承负荷选择润滑脂时，对重负荷应选针入度小的润滑脂。在高压下工作时除针入度小外，还要有较高的油膜强度和极压性能。 根据环境条件选择润滑脂时，钙基润滑脂不易溶于水，适于干燥和水分较少的环境。4.4.5油润滑 在高速、高温的条件下，脂润滑已不适应时可采用油润滑。通过润滑油的循环，可以带走大量热量。粘度是润滑油的重要特性，粘度的大小直接影响润滑油的流动性及摩擦面间形成的油膜厚度，轴承工作温度下润滑油的粘度一般是12-15cst。转速愈高应选较低的粘度，负荷愈重应选较高的粘度。常用的润滑油有机械油、高速机械油、汽轮机油、压缩机油、变压器油、气缸油等。 油润滑方法包括： a. 油浴润滑 油浴润滑是最普通的润滑方法，适于低、中速轴承的润滑，轴承一部分浸在由槽中，润滑油由旋转的轴承零件带起，然后又流回油槽油面应稍低于最低滚动体的中心。b. 滴油润滑 滴油润滑适于需要定量供应润滑油得轴承部件，滴油量一般每3-8秒一滴为宜，过多的油量将引起轴承温度增高。 c. 循环油润滑 用油泵将过滤的油输送到轴承部件中，通过轴承后的润滑油再过滤冷却后使用。由于循环油可带走一定的热量，使轴承降温，故此法适用于转速较高的轴承部件。 d. 喷雾润滑 用干燥的压缩空气经喷雾器与润滑油混合形成油雾，喷射轴承中，气流可有效地使轴承降温并能防止杂质侵入。此法适于高速、高温轴承部件的润滑。 e. 喷射润滑 用油泵将高压油经喷嘴射到轴承中，射入轴承中的油经轴承另一端流入油槽。在轴承高速旋转时，滚动体和保持架也以相当高的旋转速度使周围空气形成气流，用一般润滑方法很难将润滑油送到轴承中，这时必须用高压喷射的方法将润滑油喷至轴承中，喷嘴的位置应放在内圈和保持架中心之间。 4.4.6固体润滑 在一些特殊使用条件下，将少量固体润滑剂加入润滑脂中，如加入3~5%的1号二硫化钼可减少磨损，提高抗压耐热能力，对于高温、高雅、高真空、耐腐蚀、抗辐射，以及极低温等特殊条件，把固体润滑剂加入工程塑料或粉末冶金材料中，可制成具有自润滑性能的轴承零件，如用粘结剂将固体润滑剂粘结在滚道、保持架和滚动体上，形成润滑薄膜，对减少摩擦和磨损有一定效果。4.4.7润滑剂的补充与更换 a. 润滑脂的补充间隔时间 由于机械作用，老化及污染的增加，轴承配置中所填的润滑基将逐渐失去其润滑性能。因此，对润滑秩需不断补充和更新。润滑剂补充的间隔时间会因轴承的形成、尺寸和转速等而不同，图4-1示出根据运转时间需要补充润滑脂的大致间隔时间。 当轴承温度超过70℃的情况下，轴承温度每上升15℃，就要使用润滑脂的补充间隔时间减少一半。双面封闭轴承在制造时已经装入脂，这些产品中使用的是标准润滑脂，共运行温度范围和其他性能适宜于所规定的场合，且填脂量也与轴承大小相应，脂的使用寿命一般可超过轴承寿命，除特殊场合，不需补充润滑脂。 b. 润滑油的更换周期 润滑油的更换周期因使用条件和油量等不同，一般情况下，在运转温度为50℃以下，灰尘少的良好环境下使用时，一年更换一次，当油温达到100℃时，要3个月或更短时间更换一次。 轴承的检查 对设备的定期检修，运转检查及外围零件更换时被拆卸下来的轴承进行检查，以次判断可否再次使用或使用情况的好与坏。要仔细调查和记录被拆下来的轴承和外观情况，为了弄清和调查润滑剂的剩余量，取样以后，要很好地清洗一下轴承。其次检查滚道面，滚动面和配合面的状况以及保持架的磨损状态等有无损伤和异常情况特别是要观察滚道面的运行轨迹。 判断轴承可否再次使用，要在考虑轴承损伤的程度，机器性能、重要性、运行条件、检查周期等以后再来决定。检查结果，如果发现轴承有损伤和异常情况时，查明原因，制定对策。 另外，检查结果，如果有下面几种缺陷的话，轴承就不能再用了，需要更换新的轴承。 a. 内外圈、滚动体、保持架其中任何一个有裂纹和出现碎片的。 b. 内外圈、滚动体其中任何一个有剥离的。 c. 滚道面、挡边、滚动体有显著卡伤的。 d. 保持架的磨损严重或铆钉松动厉害的。 e. 滚道面、滚动体生锈和有伤痕的。 f. 滚动面、滚动体上有显著压痕和打痕的。 g. 内圈内径面或外圈外径上有蠕变的。 h. 过热变色厉害的。 i. 润滑脂密封轴承的密封圈和防尘盖破损严重的。 要在充分了解轴承使用的机器，使用条件，轴承外围等结构基础上，如果能弄清事故发生前后的状况，再结合轴承的损伤情况和多种原因进行考察，就可以防止同类事故的再次发生。以下为轴承一般损环的原因及措施： ◆ 剥离 损伤状态 原 因 措 施 轴承再承受载荷旋转时，内圈、外圈的滚道面或滚动体面由于滚动疲劳而呈现鱼鳞状的剥离现象。 载荷过大。 安装不良（非直线性） 力矩载荷 异物侵入、进水。 润滑不良、润滑剂不合适 轴承游隙不适当。 轴承箱精度不好，轴承箱的刚性不均 轴的挠度大 生锈、侵蚀点、擦伤和压痕 （表面变形现象）引起的发展。 检查载荷的大小及再次研究所使用的轴承 改善安装方法 改善密封装置、停机时防锈。 使用适当粘度的润滑剂、改善润滑方法。 检查轴和轴承箱的精度。 检查游隙。 ◆ 卡伤损伤状态 原 因 措 施 所谓卡伤是由于在滑动面伤产生的部分的微小烧伤汇总而产生的表面损伤。 滑道面、滚动面圆周方向的线状伤痕。 滚子端面的摆线状伤痕。 靠近滚子端面的轴环面的卡伤。 过大载荷、过大预压。 润滑不良。 异物咬入。 内圈外圈的倾斜、轴的挠度。 轴、轴承箱的精度不良。 检查载荷的大小。 预压要适当。 改善润滑剂和润滑方法。 检查轴、轴承箱的精度。 ◆ 擦伤损伤状态 原 因 措 施 所谓擦伤，是在滚道面和滚动面上，有随着滚动的打滑和油膜热裂产生的微小烧伤的汇总而发生的表面损伤。产生带有粘着的表面粗糙。 高速轻载荷。 急加减速。 润滑剂不适当。 水的侵入。 改善预压。 改善轴承游隙 使用油膜性好的润滑剂。 改善润滑方法。 改善密封装置。 ◆ 断裂损伤状态 原 因 措 施 所谓断裂是指由于对滚道轮的挡边或滚子角的局部部分施加了冲击或过大载荷而一小部分断裂。 安装时受到了打击。 载荷过大。 跌落等使用不良。 改善安装方法（采用热装）。 纠正载荷条件。 轴承安装到位，使挡边受支承。 ◆ 压痕损伤状态 原 因 措 施 咬入了金属小粉末，异物等的时候，在滚道面或转动面上产生的凹痕。 由于安装等时受到冲击，在滚动体的间距间隔上形成了凹面（布氏硬度压痕）。 金属粉末等的异物咬入。 组装时或运输过程中受到的冲击载荷过大。 冲击轴套。 改善密封装置。 过滤润滑油。 改善组装及使用方法。 ◆ 烧伤损伤状态 原 因 措 施 滚道轮、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色、软化、熔敷和破损。 润滑不良。 载荷过大（预压过大）。 转速过大。 游隙过小。 水、异物的侵入。 轴、轴承箱的精度不良、轴的挠度大。 研究润滑剂及润滑方法。 纠正轴承的选择。 研究配合、轴承间隙和预压。 改善密封装置。 检查轴和轴承箱的精度。 改善安装方法。◆ 生锈，腐蚀损伤状态 原 因 措 施 轴承的生锈和腐蚀有滚道轮、滚动体表面的坑状锈、全面生锈及腐蚀。 水、腐蚀性物质（漆、煤气等）的侵入。 润滑剂不合适。 由于水蒸气的凝结而附有水滴。 高温多湿时停转。 运输过程中防锈不良。 保管状态不合适。 使用不合适。 改善密封装置。 研究润滑方法。 停转时的防锈措施。 改善保管方法。 使用时要加以注意上一篇：工业轴承的损伤与判断
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