1、常用滚动轴承基本知识培训常用滚动轴承基本知识培训机械设备中轴承是各种机械中传递和承受负荷的重要只承零件，常被称之机械的“关节”。经过精心设计、精密制造及严格检验的轴承，只有将其安装在机器的适当部位，并且在良好的维护保养条件下工作，才能完全发挥其优良的性能，以达到预期的使用寿命，因此，严格地讲离开了轴承的合理使用，就无法考虑轴承的使用寿命。一、滚动轴承的分类及结构1、分类滚动轴承按接触角的不同，主要分为向心轴承、推力轴承，按滚动体和套圈的结构可分为深沟球轴承、调心球轴承、角接触球轴承、推力球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力调心滚子轴承等等。滚动轴承分类及新旧代号对照
2、轴承类型新代号旧代号双列角接触球轴承06调心球轴承11调心滚子轴承23推力调心滚子轴承29圆锥滚子轴承37双列深沟球轴承40推力球轴承58深沟球轴承60角接触球轴承76推力圆柱滚子轴承89圆柱滚子轴承N2外球面球轴承U0四点接触球轴承QJ6滚针轴承K42、结构特点 深沟球轴承这是最具代表性的滚动轴承，用途广泛。其内外圈滚道都呈弧状沟型，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音、低振动的场合。此类轴承广泛应用于汽车，电气，仪表，建筑机械，铁路车辆，农业机械机械及各种专业机械，主要结构有基本型、密封型。 角接触球轴承角接触球轴承又称向心推力球轴承或斜接球轴承，它的基本结构与深沟球轴
3、承相似，只是在正常工作时，钢球与内、外圈滚道接触点上的法线与轴线的垂直平面有一个夹角，通称接触角，此类轴承标准的接触角为15，25，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。此类轴承可承受径向负荷和轴向负荷，主要应用于机床主轴，高频马达，燃气轮机，油泵，空气压缩机，印刷机械等，适用于高速及高精度旋转。主要结构有单列轴承，双列角接触球轴承，DB组合，DF组合及DT组合。 四点接触球轴承四点接触球轴承为分离型轴承，有内圈分离型和外圈分离型，它的内圈或外圈是由两个半圆拼合的。这种轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷，结构紧凑，因为其轴向游隙较小，钢球与套圈有三点或四点接触，所以
4、负荷容量较大，允许转速较高，运转平稳。主要结构有QJ000型（双半内圈），QJF000（双半外圈），接触角均为35。 调心球轴承调心球轴承有两列钢球，其外圈的滚道表面为内球面，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠度或不同心引起的轴心不正。此类轴承主要应用于木工机械、纺织机械传动轴等。主要结构有圆柱孔调心球轴承和圆锥孔调心球轴承，圆锥孔的锥度为1：12。 圆柱滚子轴承圆柱滚子与滚道呈线接触，径向负荷能力大，既适用于承受重负荷与冲击负荷，也适用于高速旋转。此类轴承主要应用于中型及大型电动机、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。主要结构有：单列圆柱滚子轴承
5、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，最适合用作自由端轴承。NJ型和NF型可承受一定程度的单向轴向载荷。NUP型和NFP型可承受一定程度的两个方向的轴向移动，因此适合于作自由端轴承。 双列圆柱滚子轴承双列圆柱滚子轴承分圆柱孔和圆锥孔两种，该类轴承大多用于机床主轴。 四列圆柱滚子轴承四列圆柱滚子轴承能承受很大的径向载荷和冲击载荷，加工精度高，适用于高速，大多用作轧钢机上。 调心滚子轴承此类轴承具有自动调心的功能，通常有两列滚子，其外圈的滚道表面为内球面，在内圈轴线相对于外圈轴线有较大倾斜时仍能正常工作。可承受径向负荷与双向轴向负荷。常用于各种车辆、传送运输
6、机构及振动机械上。主要结构有圆柱孔和圆锥孔，圆锥孔的锥度为1：12和1：30。 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承的内、外圈具有锥形滚道，滚道之间装有锥形滚子，若将锥形面延伸，最终会聚于轴承轴线上一点。圆锥滚子轴承可承受很大的径向和轴向的联合负荷。圆锥滚子轴承为分离型轴承，带滚子和保持架的内圈构成内组件，能与外圈分开安装。此类轴承的安装调整时要特别仔细。主要用于汽车前轮、后轮、变速器、差速器、小齿轮轴、机床主轴、建筑机械、大型农用机械、铁路、轧钢机等机械上。该类产品主要有公制系列和英制系列两种尺寸系列。主要结构有： 单列圆锥滚子轴承此种轴承只能限制轴或外壳的一个方向的轴向位移，承受一个方向的轴向载荷。在
7、径向载荷的作用下，轴承内产生的轴向力亦须加以平衡，应将两个轴承面对面或背对背配置使用。 双列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承在承受径向载荷的同时可承受双向轴向载荷。可在轴承的轴向游隙范围内限制轴或外壳的双向轴向位移。 四列圆锥滚子轴承此种轴承的性能与双列圆锥滚子轴承基本相同，但比双列圆锥滚子轴承承受的径向载荷更大，极限转速稍低，主要用于重型机械。 推力球轴承推力球轴承由带球形沟道的套圈和带全套滚动体的保持架组成，其中一个套圈安装在轴上，称为紧圈或轴圈，另一个安装在孔内，称为活圈或座圈。此类轴承只能承受轴向力，主要用于汽车转向机构、机床主轴以及轴垂直安装的场合。主要结构有单向、双向、及带球面座等几种
8、。 推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承装有圆台形滚子（大端面为球面），滚子由轴圈、座圈的挡边准确引导，该轴承特点是各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上一点。主要结构有单向、双向；单向轴承可承受单向轴向力，用于起重机吊钩、石油机械；双向轴承可承受双向轴向力，用于轧钢机械上。 推力调心滚子轴承该类轴承滚子为球面型，由于座圈滚道呈球面而具有调心性能。推力调心滚子轴承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轴向力。主要应用于水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋桨轴、塔吊、挤压机等。 推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承由轴圈、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
9、压力分布均匀。该类轴承轴向负荷大，刚性也强。主要应用于石油机械、轧钢机械上。二、轴承类型的选择由于轴承选择的最终目的是为了满足设备的使用要求，因此轴承选择者首先必须掌握和了解所需配备的机械设备性能，其次要对轴承总体的技术特性有一定程度的了解。滚动轴承各有不同的特性，适用于各种机械的不同使用情况。通常轴承的选择应根据下列几个主要因素：1、轴承所占机械的空间和位置；2、负荷的方向和性质；3、调心性能要求；4、转速；5、旋转精度；6、轴承的刚性和预紧；7、轴承游动和轴向位移；8、安装和拆卸的便利；9、摩擦力矩；10、噪声与振动；11、轴承的工作环境；三、轴承的配合轴承与轴的配合采用基孔制，轴承与外壳
10、的配合采用基轴制。轴承与轴的配合与机器制造业中所采用的公差配合制度不同，轴承的内径公差是负方向而不是正方向，所以在采用相同配合条件下，轴承内径与轴的配合比通常的配合较为紧密。轴承外径的公差虽是负方向，但其公差数值与一般公差配合制度也不相同。公差与配合国标中的一些过渡配合，在这里实际上变为过盈配合的性质，而有的间隙配合在这里实际上已成为过渡配合的性质。选择轴承配合时，应考虑以下几个因素：1、负荷的方向和性质；根据作用于轴承上的负荷对套圈旋转情况，可将套圈所承受的负荷分为：局部负荷、循环负荷、摆动负荷三种。 局部负荷作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，即负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部
11、区域上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为局部负荷。局部负荷除使用上有特殊要求之外，一般不宜采用紧配合，而应选用较松的过渡配合，或较小的间隙配合。 循环负荷作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，即合成径向负荷顺次地作用在套圈滚道的整个圆周上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为循环负荷。循环负荷应选过盈配合，或较紧的过渡配合。 摆动负荷作用于轴承上的合成径向负荷与所承受的套圈在一定区域内相对摆动，该套圈所承受的这种负荷性质，称为摆动负荷。承受摆动负荷的套圈，其配合要求与循环负荷相同或略松一点。2、负荷的大小；3、游隙和工作温度；4、轴承旋转精度；5、轴与轴承座的设计和材质；6、安装与拆卸方便；7
12、、不固定轴承的轴向位移；8、配合表面的光洁度和几何形状偏差；四、轴承的游隙轴承在工作过程中的游隙，由于轴承配合以及内外圈温度差的原因，一般要比初期游隙要小。工作游隙与轴承的寿命、温升、振动以及噪音有着密切的关系，所以必须将其设定为最佳状态。从理论上说，轴承在安定运转状态下，稍微有点负的运转游隙时，轴承寿命最大。但实际上要保持这一最佳状态是非常困难的。一旦某种使用条件变化，则负游隙增大，从而导致轴承寿命显著下降或发热。因此，通常在选择轴承游隙时，要求运转游隙取为仅稍大于零。1、在通常情况下，采用一般负荷的配合，且转速和温度正常时，只要选择相应的基本组游隙，便可得到适当的运转游隙2、运转游隙的计算
13、方法（单位：mm）计算运转游隙时，假设滚动体为刚体 运转游隙的计算方法eff =0(f+t) 式中： eff : 运转游隙 0 : 轴承原始游隙 f : 过盈造成的游隙减少量 t : 内、外圈温度差所引起的游隙减少量 f : 过盈造成的游隙减少量的计算轴承采用静配合安装于轴或轴承箱上时，内圈膨胀、外圈收缩，导致轴承内部游隙减小，内圈或外圈的膨胀或收缩量因轴承形式、轴和轴承箱形状、尺寸及材料不同而不同，大致相当于过盈量的70%90%。f =（0.70.9）defff : 内（外）圈过盈造成的游隙减少量 deff: 有效过盈 t : 内、外圈温度差所引起的游隙减少量轴承运转时，一般外圈温度比内圈或
14、滚动体温度低510。若轴承箱放热量大或轴连着热源等，则内外圈温度差更大，该温度差造成的内外圈热膨胀量之差便成为游隙减少量。t =TD0t : 温度差所引起的游隙减少量 : 轴承钢的线性膨胀系数12.510- 6/T: 内外圈的温度差 D0: 外圈的滚道直径外圈滚道直径近似值计算：对于球轴承、调心滚子轴承 D0=0.2（d + 4D）对于滚子轴承（调心滚子轴承除外） D0=0.25（d + 3D）式中：d 、D 分别是轴承内径、外径3、非基本组游隙的适用例使用条件适用例选定游隙承受重负荷，冲击负荷，过盈量大铁路车辆用车轴C3振动筛C3，C4承受不定向负荷，内、外圈均采用静配合铁路车辆牵引电机C4
15、拖拉机、终减速器C4轴或内圈受热造纸机、烘干机C3，C4轧机滚道辊C3降低旋转振动与噪音微型马达C2调整游隙以控制轴的振动机床主轴（双列圆柱滚子轴承）机床主轴专用游隙五、轴承的使用轴承的合理使用和正确的安装、拆卸是分不开的，在轴承的拆卸中，任何错误的操作都将会引起轴承的使用敏感性，从而在不同程度上影响其使用寿命，甚至会导致轴承的突发事故发生。不认真细致地对待此项工作，采用的方法不正确，常常是轴承损坏和使用寿命过低的重要原因。1、轴承的保管轴承在出厂时均涂有适量的防锈油并有防锈包装，长期存放时最好保存在温度20及相对湿度60%以下的场所，并放置在高于地面30cm的架子上为宜，避开直射的阳光或寒冷
16、的墙壁。2、安装前的准备 在部件的装配表面上，必须要保持清洁，并认真作检查，不应当有凹陷、锈蚀、斑点或固体微粒等存在，一旦发现，则应用油石或细砂纸对缺陷部位进行修复，特别要去除凸出表面的毛刺和缺陷。部件装配表面须用洁净的汽油或煤油清洗。 轴承部件上的所有润滑油路均应检查，并清除污垢，使油路保持畅通，并在其配合表面涂上一层薄薄的润滑油，使轴承安装容易进行。 轴承清洗轴承须在安装前拆封。通常，在采用润滑脂的情况下，可以不清洗防锈剂，而直接安装使用；如果采用油润滑，或者虽采用脂润滑，但润滑脂与防锈剂混合，将降低润滑性时，必须用汽油或煤油清洗、干燥后使用。双侧带防尘盖或密封圈轴承不可进行清洗。3、安装
17、 压入法对于过盈配合的小型轴承，可用机械或液压法压入，将轴承压装到轴上或壳体中。安装压力应直接施加于过盈配合的轴承套圈端面上，不允许施加于非过盈配合套圈端面上或通过滚动体传递压力，否则会在轴承滚道表面上造成压伤，导致轴承较快地损坏。若轴承内、外圈与部件都是过盈配合，安装时，轴承内、外圈要同时压入轴和壳体内。分离型轴承可以将内（轴）圈、外（座）圈分别安装到轴和壳上，将已安装内圈的轴放入已装好外圈的壳体中心时应特别小心，必须保证对中。 加热法或冷却法轴承尺寸较大或过盈量较大时，所需安装力会显著增大，用压力法较困难，可利用热胀冷缩原理来安装。一般采用油浴加热或感应加热器加热等方法。用油浴法加热时，应
18、将轴承放置在离箱底50mm70mm处的隔网或支架上，带填充润滑脂的密封轴承不宜用油浴法加热。油浴法加热时温度不要超过100。4、拆卸拆卸轴承时，不应损坏轴承及与其结合的零件，因此设计的轴承部件其结构、形状和尺寸应保证轴承能够拆卸。如轴承拆下后还将再次使用，决不允许通过滚动体传递拆卸力，否则滚动体和滚道都会损伤。对非分离型轴承，首先从较松的配合将轴承拆出，然后用压力机压出或专用工具将轴承拔出。轴承拆卸主要有以下几种方法： 压力拆卸法在常温下不改变轴承内径、外径及其相配轴颈或轴承座孔的几何尺寸大小，直接对轴承施加外力进行拆卸的方法（辅助拆卸工具）。 液压拆卸法利用高压油通过预先加工的油孔和油槽进入
19、轴承的过盈配合处，并借助高压油的张力将配合表面顶开，形成高压油膜，然后将轴承拆下来的方法。 温差拆卸法利用热胀冷缩原理来拆卸轴承的方法。一般常用的有：油加热法、传热环加热法、电感应加热法。六、轴承的润滑润滑是轴承维护、保证轴承正常运转的必要条件。轴承润滑的目的是使轴承滚动面及滑动面间形成一层薄薄的油膜，以防止金属与金属直接接触。润滑对滚动轴承的作用如下： 减轻摩擦及磨损 排出摩擦热 延长轴承寿命 防止生锈 防止异物侵入 保证轴承在高频应力下正常运转轴承润滑一般分为脂润滑、油润滑和固体润滑三种1、脂润滑润滑使用方便，且密封装置设计简单，是比较常用的一种润滑方式。脂润滑可做到填充一次后长时间不须补
20、充。 脂润滑的种类锂基脂、钙基脂、钠基脂、钙混合基脂、钙复合脂、铝基脂、非皂基脂 脂润滑的填充量脂润滑的填充量因轴承箱设计、空间容积、旋转速度和润滑脂种类不同而各异。填充量指标为轴承及轴承箱空间容积的30%50%为宜。脂润滑填充过多时，润滑脂因搅拌发热会发生软化、泄漏、变质、老化、而造成润滑性能下降。旋转速度高时，为降低温升而应减少填充量；用于低速轴承时，为防止异物侵入，有时也充填至容积的66%100%。 润滑脂的补充与更换润滑脂的补充与更换同润滑方式有密切的关系。补充的润滑脂应尽量为同一品牌号的润滑脂，且要保证新润滑脂确实进到轴承内部。补给润滑脂的间隔时间因轴承形式、尺寸、旋转精度、轴承温度
21、及润滑种类等不同而不同，随着轴承温度的升高，润滑脂补给周期缩短，大致指标为：轴承温度80以上时，温度每上升10润滑脂补给间隔缩短至1/1.5。2、油润滑油润滑是轴承润滑中使用最普遍的一种，它适合在高速、高温条件下，脂润滑不能满足要求时的一种润滑方式，但是油润滑常需要复杂的密封装置和供油设备。油润滑大体分为： 油浴润滑 多用于低速或中速； 溅射润滑 用于高速； 滴油润滑 多用于较高速、中负荷； 循环润滑 一般用于冷却轴承为目的场合或或供油部分多且集中并需要自动供油时，供油系统中装有冷却器和过滤器； 飞溅润滑 多用于高速； 喷射润滑 从轴承侧面高速喷射润滑油的润滑方法，适用于高速、高温； 油雾润滑
22、 适宜高速； 油气润滑 适宜高速，润滑、控制温升效果好，供油系统复杂；3、固体润滑在一些特殊用途时使用二硫化钼、石墨等润滑剂。七、轴承的维护保养为使轴承充分发挥并长期保持其应有的性能，必须切实地做好定期维护保养。 清洗将轴承拆下检查时，先用摄影等方法做好外观记录。轴承的清洗分粗洗和精洗进行，并在使用的容器底部放上金属网架；粗洗时，在油中用刷子等清除润滑脂或粘着物，此时不要转动轴承；精洗时，在油中漫漫地转动轴承；通常使用的清洗剂为中性不含水的柴油或煤油；清洗后，立即在轴承上涂抹防锈油或防锈脂； 检查与判断为了判断拆下的轴承能否重新使用，应着重检查其尺寸精度、旋转精度、游隙及配合面、滚道面、滚动面
23、、保持架和密封圈等。八、轴承的障碍识别不通过拆卸检查，即可识别或预测运转中的轴承有无障碍，对提高生产率和经济性是十分重要的。主要识别方法如下： 声音识别法 工作温度识别法 限于运转状态不太变化的场合；该法与声音识别法并用为宜； 润滑剂的状态识别 九、轴承常见问题分析项目现象原因措施剥离运转面剥离剥离后呈明显凸凹状 负荷过大使用不当 安装不良 轴或轴承箱精度不良 游隙过小 异物侵入 发生生锈 异常高温造成的硬度下降 重新研究使用条件 重新选择轴承 重新考虑游隙 检查轴和轴承箱加工精度 研究轴承周围设计 检查安装时的方法 检查润滑剂及润滑方法烧伤轴承发热变色，进而烧伤不能旋转 游隙过小（包括变形部
24、分游隙过小） 润滑不足或润滑剂不当 负荷过大（预压过大） 滚子偏斜 设定适当游隙（增大游隙） 检查润滑剂种类确保注入量 检查使用条件 防止定位误差 检查轴承周围设计（包括轴承受热） 改善轴承组装方法裂纹缺陷部分缺口且有裂纹 冲击负荷过大 过盈过大 有较大剥离 摩擦裂纹 安装侧精度不良（拐角圆过大） 使用不良（用铜锤，卡入大异物） 检查使用条件 设定适当过盈及检查材质 改善安装及使用方法 防止摩擦裂纹（检查润滑剂） 检查轴承周围设计保持架破损铆钉松动或断裂保持架破裂 力矩负荷过大 高速旋转或转速变动频繁 润滑不良 卡入异物 振动大 安装不良（倾斜状态下安装） 异常温升（树脂保持架） 检查使用条件
25、 检查润滑条件 重新研究保持架的选择 注意轴承使用 研究轴和轴承箱刚性擦伤卡伤表面粗糙，伴有微小溶敷套圈档边与滚子端面的擦伤称做卡伤 润滑不良 异物侵入 轴承倾斜造成的滚子偏斜 轴向负荷大造成的挡边面断油 表面粗糙大 滚动体滑动大 再研究润滑剂、润滑方法 检查使用条件 设定适宜的预压 强化密封性能 正常使用轴承生锈腐蚀表面局部或全部生锈呈滚动体齿距状生锈 保管状态不良 包装不当 防锈剂不足 水分、酸溶液等侵入 直接用手拿轴承 防止保管中生锈 强化密封性能 定期检查润滑油 注意轴承使用磨蚀配合面产生红锈色磨损粉粒 过盈量不够 轴承摇动角小 润滑不足（或处于无润滑状态） 非稳定性负荷 运输中振动
26、检查过盈及润滑剂涂布状态 运输时内外圈分开包装，不可分开时则施加预压 重新选择润滑剂 重新选择轴承磨损表面磨损，造成尺寸变化，多伴有磨伤，磨痕 润滑剂混中入异物 润滑不良 滚子偏斜 检查润滑剂及润滑方法 强化密封性能 防止定位误差电蚀滚动面有喷火口状凹坑，进一步发展则呈波板状 滚动面通电 制作电流旁通阀 采取绝缘措施，避免电流通过轴承内部压痕碰伤卡入固体异物，或冲击造成的表面凹坑及安装是的擦伤 固体异物侵入 卡入剥离片 安装不良造成的撞击，脱落 在倾斜状态下安装 改善安装、使用方法 防止异物混入 若因金属片引起，则须检查其他部位蠕变内径面或外径打滑，造成镜面或变色，有时卡住 配合处过盈量不足 套筒紧固不够 异常温升 荷过大 重新研究过盈量 研究使用条件 检查轴和轴承箱精度
