轴承技术与各类轴承特点及运用

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

“十五”期间，我国轴承行业要有较大发展，关键在于技术创新和技术进步，为此，将加在投资力度，着力完成轴承行业17项科技开发和研究项目。　　具体项目和技术改造目标是：　　1.提高轿车轴承寿命与可靠性技术研究。其主要改造内容：轿车轮毂轴承单元、离合器分离单元的动态模拟试验技术，可靠性试验方法研究，铁谱技术研究，轴承换效分析研究，真空等离子渗透工艺研究。　　2.轿车关键轴承及相关技术的研究。包括：新型轮毂轴承单元，自调心冲压离合器轴承单元，发电机轴承，等速万向节总成，新型环保汽车空调器关键轴承。　　3.高速铁路客车轴承技术的研究。主要有：轴承结构研究，材料与热处理工艺研究，检测与模拟试验技术，快速寿命试验机及载荷谱的研究，塑料保持架研究。　　4.准高速铁路货车轴承技术及应用。具体有：轴承结构设计分析，保持架制造技术，热处理技术，外圈冷工艺研究，滚子高速冷镦工艺技术。　　5.数控机床主轴轴承。轴承结构设计有限元分析，组配技术，高精度加工技术。　　6.陶瓷球轴承开发研究：轴承结构设计，轴承材料研究，陶瓷精密加工及检测技术。　　7.加工中心及数控机床主轴单元。主要改造的内容：恒功率内装式电机的设计与制造技术，高精度电主轴轴承的设计与制造技术，冷却润滑技术及密封技术。　　8.磁悬浮轴承电主轴。电磁轴承的控制系统研究，电磁轴承及控制系统发热研究。　　9.静音电机轴承技术。轴承结构设计，高精度制造工艺及装备，高清洁度润滑脂研究。　　10.低噪声滚子轴承技术。轴承结构设计，滚子加工工艺研究，振动噪声测试分析。　　11.矿山机械轴承开发。产品结构设计，提高轴承加工精度，热处理工艺技术。　　12.轧机轴承技术。研究开发高性能轧机轴承，调研编制轴承行业轧机轴承技术标准。　　13.摩托车、轻型汽车滚针轴承开发。具体包括：滚针轴承设计技术，模具设计技术及制造技术，工艺参数的合理选择，提高轴承可靠性及寿命，密封性能研究。　　14.轴承套圈精密扩生产线推广。机床结构设计，自动测量模糊控制，工艺试验研究，连接技术。　　15.可控气氛热处理应用。主要是碳势控制技术的研究。　　16.轴承精化毛坯的加工。有高速镦锻套圈工艺研究，冷挤压、温挤压套圈工艺研究。　　17.高精、高效磨超及装配自动线。单机自动、数控化、步进电机滚珠丝杠进给系统，主动测量机后反馈。轧机轴承特点滚子与滚道为线接触或修下线接触，径向承载能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷。摩擦系数小，适合高速，极限转速接近深沟球轴承。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，可作自由端支承使用。对轴或座孔的加工要求较高，轴承安装后外圈轴线相对偏斜要严加控制，以免造成接触应力集中。内圈或外圈可分离，便于安装和拆卸。钢板冲压保持架、对高速轴承或要求运转平稳的轴承，则用实体保持架。根据使用场合和用户要求，也可设计和提供带玻璃纤维增强塑料制保持架。滚动轴承的润滑方式的分类根据使用的润滑剂种类不同，滚动轴承的润滑方式有油润滑、脂润滑和固体润滑3类。1、油润滑特点：(a)、适用于高速、高温和重载荷条件。(b)、设备保养和更换润滑剂方便。(C)、系统中的摩擦副可同时润滑。(d)、润滑装置复杂，密封困难。润滑方法：滴油润滑、油浴润滑、飞溅润滑、压力供油润滑、喷雾润滑、油气润滑。2、脂润滑特点：(1)、适用于低、中速和中等温度条件。(2)、密封装置简单。(3)、维修费用低，润滑脂成本较低。(4)摩擦较大，散热能力差。润滑方法：填脂法、油杯油抢注脂法、压力供脂法。3、固体润滑特点：(1)、适用于油润滑和脂润滑不适用的特殊条件。(2)、适用温度范围宽，在真空环境能起润滑作用。(3)、抗辐射、耐腐蚀，不污染环境。(4)、寿命短，制作工艺复杂。润滑方法：固体粉末润滑、固体润滑剂涂层润滑、覆膜润滑。深沟球轴承功用特点简介深沟球轴承一般由一对套圈一组保持架,一组刚球组成.其结构简单,使用方便,是生产最普遍,应用最广泛的一类轴承.该类型轴承主要用来承受径向负荷.但也可以承受一定量的任一方向的轴向负荷.当在一定范围内,加大轴承的径向游隙时,此种轴承具有角接触球轴承的性质,还可以承受较大的轴向负荷.深沟球轴承装在轴上以后,可使轴或外壳的轴向位移限制在轴承的轴向游隙范围内.同时,当外壳孔和轴(或外圈对内圈.)相对有倾斜时,(不超过8-16根据游隙确定)仍然可以正常地工作.然而,即有倾斜存在,就必然要降低轴承使用寿命.深沟球轴承与其它类型相同尺寸的轴承相比,摩擦损失最小,极限转速较高,在转速较高不宜采用推力球轴承的情况下,可用此类轴承承受纯轴向负荷.如若提高其制造精度,并采用胶木,青铜,硬铝等材质的实体保持架,其转速还可提高.变速器一轴后轴承损坏故障排除方法一辆CA6440轻型客车，在行驶了4万公里后，连续出现变速器第一轴后轴承(50306#)损坏故障。在排除此故障过程中，几次拆检变速器，都未发现异常现象；测量扭杆弹簧调整螺丝，高度为42mm，附合规定标准；检查扭杆弹簧与两端固定臂之间花键槽的位置将两拉杆全部解体检查，也没发现问题。只是左边的扭杆弹簧调整螺丝与后固定臂间的胶皮垫损坏，更换胶垫后，故障排除。至今已行驶5千多公里，该轴承工作仍然正常。CA6440轻型客车，前悬架采用纵置扭杆式弹簧独立悬架，通过连接杆件与车架和转向节相连。扭杆弹簧通过扭臂与下控制臂连接，下控制臂又通过前横梁与车架相连接，形成前支承。扭杆弹簧通过固定臂、调整螺丝与变速器支承横梁相连，变速器支承梁与车架相连形成后支承。由连接杆系传递各个方向的力和力矩，由扭杆弹簧承受扭转力矩。汽车在行驶过程中，前轮遇到水平方向的冲击力时，由前轮、转向节通过扭杆弹簧传至变速器支承梁和车架；前轮遇到垂直方向的冲击力时，由前悬架经过扭杆弹簧转变成扭转力矩，传到变速器支承梁和车架上。前轮所受各种冲击力和力矩的能量，由轮胎、减振器、转向节、拉杆弹簧、变速器横梁和车架等机件逐渐吸收，从而保证汽车行驶的平顺性和安全性。为了使两边前轮在遇到各方向的力和力矩时，能够有效地吸收和消耗，在安装扭杆弹簧时，要加上一定的预扭力。这个预扭力相当于一个大弹簧，与减振器配合起到减振作用，同时还有效地吸收来自前轮各个方向的力和力矩所产生的能量。为了使两弹簧扭杆具有相同的预扭力，对扭杆弹簧的安装和调整必需严格按照技术标准操作，这样才能保证两前轮在传递力和力矩以及吸收能量过程中达到平衡。该车的拉杆弹簧调整螺丝胶皮垫损坏后，虽然汽车在静态时，调整螺丝高度一致，但相当于增加了左边拉杆弹簧调整螺丝的长度，等于减小了左扭杆弹簧的预扭力。汽车运动过程中，相关机件在传递力和力矩以及吸收消耗能量时，将产生大小不等和失去平衡的现象。变速器与传递来自前轮力和力矩以及吸收能量的横梁直接相连，同时还传递发动机与驱动桥之间的力和力矩。因此，拉杆弹簧调整螺丝胶垫单边损坏后，变速器在受力过程中，这种“不平衡”的程度将加重，而这种“不平衡”作用的结果之一，是使连接变速器与发动机的主要机件变速器第一轴“叫劲”，受力点便集中到支承变速器第一轴的前后两个轴承上。前轴承为套式滑动轴承，后轴承为滚动轴承，滑动轴承比滚动轴承阻力大，但抗破坏性强，因此造成了变速器第一轴后轴承连续损坏。轴承失效形式：疲劳剥落和磨损(1)轴承的正常疲劳失效轴承在其运转总小时数或总转数超过轴承计算寿命后，所发生的疲劳剥落为正常疲劳失效。产生正常失效的原因是滚动表面的金属由于运转时的应力循环数超过材料的疲劳极限，从次表层开始萌生疲劳裂纹，并向表面层开裂而落下金属碎片一一剥落。正常疲劳失效所表现的特征：疲劳裂纹的萌生在次表层，故看不见，用普通仪器也无法侦听到。剥落的屑片表面粗糙而不规则，原滚动表面留下疤痕状小坑，称为点蚀。点蚀一旦出现，即迅速扩展，短时间内即引起全面疲劳剥落，宜及早更换轴承，否则将引起轴承的事故性报废，可能对安装部位甚至对整机带来严重的后果。超过计算寿命的疲劳剥落，实际上是不可避免的最终必然发生的现象，这时材料的潜力已被充分利用。如用户在工作寿命方面的要求仍不满足，可在轴承的润滑剂中加添合适的极压添加剂，改用性能更高或尺寸更大的轴承，或选用真空冶炼，多次真空重炼等钢材所制轴承。(2)轴承的正常磨损失效轴承在其运转总小时数或总转数超过轴承的计算寿命，或超过按第5章第三节二中所述方法所推定的磨损寿命后的过度磨损，为正常磨损失效。产生原因是：滚动轴承的运动都伴有微小滑动，所受负荷也总有一定波动，因而润滑可延缓磨损但实际不能避免两界面的固体接触，即不能完全避免磨损。它所表现出的特征是：滚动表面沿运动方向发生较光滑的磨损条纹，新条纹有较显著的金属光泽。滚动轴承的正常磨损也有二个阶段，即短期的“跑合”磨损，很长时间的平缓磨损，以及短期的剧烈磨损，最终使轴承的精度丧失，或引起振动和噪声而不能继续使用。超过额定寿命或磨损寿命的磨损失效，在现有技术水平条件下实际上也是不可避免的。如用户在工作寿命方面的要求仍不满足，可改进轴承的润滑方式，选用更有效的润滑剂，或按具体情况加添合适的油性添加剂或抗磨添加剂，提高轴承及其润滑剂的清洁程度，改进密封等。主轴轴承油的特征及应用主轴轴承油是精密机床及类似设备主轴轴承的专用润滑油，它对保证主轴的工作精度和使用性能，延长其使用寿命起着十分重要的作用，又称轴承油。其主要性能:1.合适的粘度和良好的粘温特性为使机床主轴温度不致过高而使机床发生热变型，影响加工精度或使轴承润滑不良，应根据主轴轴承结构、转速及轴承间隙等选用合适温度的润滑油并要求其有良好的粘温特性，防止因主轴工作温度及环境温度变化较大时，粘度的变化过大而影响其润滑性能。2.良好的润滑性为使主轴与轴承接触面之间保持有均匀的油膜，而且在主轴启动或停止运动产生冲击负荷时油膜也不致破坏，保持良好的润滑性能起着减少摩擦及摩擦热、降低主轴温升、保证加工精度的作用，要求具有良好的润滑性能。3.良好的抗氧化性机床主轴在采用循环润滑方式时，要求主轴轴承油长期使用而不变质所以要求具有良好的抗氧化性。4.良好的防锈性由于油品在主轴润滑系统工作过程中不可避免地会混入空气中的凝聚水或机床冷却液，因此要求油品具有良好的防锈性。