轴承选用指南

轴承的选用及安装方法轴承的选用及安装方法 轴承的选用及安装方法 doc 轴承的选用及安装方法 更新时间 2009 03 30 14 49 58 一 滚动轴承的基本代号 轴承型式代号 0 双列斜角滚珠轴承 1 自动调心滚珠轴承 2 球面滚子轴承和球面滚子止推轴承 3 锥型滚子轴承 4 双列深沟滚珠轴承 5 止推滚珠轴承 6 单列深沟滚珠轴承 7 单列斜角滚珠轴承 8 圆柱滚子止推轴承 N 圆筒型滚子轴承 QJ 四点接触滚珠轴承 二 轴承的分类及优缺点 轴承可分为 滚动轴承和滑动轴承两大类 一 滚动轴承与滑动轴承相比 各自的优缺点 滚动轴承的优点 1 滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小 传动效率高 一般滑动轴承的摩擦系数为 0 08 0 12 而 滚动轴承的摩擦系数仅为 0 001 0 005 2 滚动轴承已实现标准化 系列化 通用化 适于大批量生产和供应 使用和维修十分方 便 3 滚动轴承用轴承钢制造 并经过热处理 因此 滚动轴承不仅具有较高的机械性能和较长的 使用寿命 而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有色金属 4 滚动轴承内部间隙很小 各零件的加工精度较高 因此 运转精度较高 同时 可以通过预 加负荷的方法使轴承的刚性增加 这对于精密机械是非常重要的 5 某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷 因此 可以简化轴承支座的结构 6 由于滚动轴承传动效率高 发热量少 因此 可以减少润滑油的消耗 润滑维护较为省事 7 滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上 但是 一切事物都是一分为二的 滚动轴承也有一定的缺点 主要是 1 滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多 因此 滚动轴承的径向尺寸大 所以 在承受大负荷的场合和要求径向尺寸小 结构要求紧凑的场合 如内燃机曲轴轴承 多采用滑动轴承 2 滚动轴承振动和噪声较大 特别是在使用后期尤为显著 因此 对精密度要求很高 又不 许有振动的场合 滚动轴承难于胜任 一般选用滑动轴承的效果更佳 3 滚动轴承对金属屑等异物特别敏感 轴承内一旦进入异物 就会产生断续地较大振动和 噪声 亦会引起早期损坏 此外 滚动轴承因金属夹杂质等也易发生早期损坏的可能性 即 使不发生早期损坏 滚动轴承的寿命也有一定的限度 总之 滚动轴承的寿命较滑动轴承短 些 可是 滚动轴承与滑动轴承相比较 各有优缺点 各占有一定的适用场合 因此 两者不能完全互 相取代 但是 由于滚动轴承的突出优点 目前 滚动轴承已发展成为机械的主要支承型式 应 用愈来愈广泛 三 滚动轴承怎么选用 1 选择的方法和步骤 能否正确选用滚动轴承 对主机能否获得良好的工作性能 延长使用寿命 对企业能否缩 短维修时间 减少维修费用 提高机器的运转率 都有着十分重要的作用 因此 不论是 设计制造单位 还是维修使用单位 在选择滚动轴承时都必须高度重视 一般来说 选择 轴承的步骤可能概括为 1 根据轴承工作条件 包括载荷方向及载荷类型 转速 润滑方式 同轴度要求 定位或 非定位 安装和维修环境 环境温度等 选择轴承基本类型 公差等级和游隙 2 根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求 通过计算确定轴承型号 或根据使用要求 选定轴承型号 再验算寿命 3 验算所选轴承的额定载荷和极限转速 选择轴承的主要考虑因素是极限转速 要求的确良寿命和载荷能力 其它的因素则有助于 确定轴承类型 结构 尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案 1 类型选择 各类滚动轴承具有不同的特性 适用于各种机械的不同使用情况 选择轴承类型时 通常 应考虑下列因素 一般情况下 对承受推力载荷时选用推力轴承 角接触轴承 对高速应 用场合通常使用球轴承 承受重的径向载荷时 则选用滚子轴承 总之 选用人员应从不 同生产厂家 众多的轴承产品中 选用合适的类型 选型时考虑的几点因素 1 轴承所占机械的空间和位置 在机械设计中 一般先确定轴的尺寸 然后 根据轴的尺寸选择滚动轴承 通常是小轴选 用球轴承 大轴选用滚子轴承 但是 当轴承在机器的直径方向受到限制时 则选用滚针 轴承 特轻和超轻系列的球或滚子轴承 当轴承在机器的轴向位置受到限制时 可选用窄 的或特窄系列的球或滚子轴承 2 轴承所受载荷的大小 方向和性质 载荷是选用轴承的最主要因素 滚子轴承用于承受较重的载荷 球轴承用于承受较轻的或 中等载荷 渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承 可承受冲击与振动载荷 在载荷的作用方向 方面 承受纯径向载荷时 可选用深沟球轴承 圆柱滚子轴承或滚针轴承 承受较小的纯 轴向载荷时 可选用推力球轴承 承受较大的纯轴向载荷时 可选用推力滚子轴承 当轴 承承受径向和轴向联合载荷时 一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承 对于悬臂支撑结 构 常采用圆锥滚子轴承或角接触球轴承 且成对使用 3 轴承的调心性能 当轴的中心线与轴承座中心线不同 有角度误差 或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以 较小 容易受力弯曲或倾斜时 可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承 以及 外球轴承 此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下 能保持正常工作 4 轴承的刚性 轴承的刚性 是指轴承产生单位变形所需力之大小 滚动轴承的弹性变形很小 在大多数 机械中可以不必考虑 但在某些机械中 如机床主轴 轴承刚性则是一个重要因素 一般 应选用圆柱和圆锥滚子轴承 因为这两类轴承在承受载荷时 其滚动体与滚道属于点接触 刚性较差 另外 各类轴承还可以通过预紧 达到增大支承刚性的目的 如角接触球轴 承和圆锥滚子轴承 为防止轴的振动 增加支承刚性 往往在安装时预先施加一定的轴向 力 使其相互压紧 这里特别指出 预紧量不可过大 过大时 将使轴承摩擦增大 温升 增高 影响轴承使用寿命 5 轴承的转速 每一个轴承型号都有其自身的极限转速 它是由诸如尺寸 类型及结构等物理特性所决定 的 极限转速是指轴承的最高工作转速 通常用 r min 超过这一极限会导致轴承温度升 高 润滑剂干枯 甚至使轴承卡死 用节圆直径 D 乘以轴旋转速度 单位 r min 得出一 极限转速因素 DN DN 在选择轴承类型和尺寸时十分重要 大多数轴承制造厂家的产 品目录都提供其产品的极限转速值 实践证明 在低于极限转速 90 的状态下工作是比较 好的 脂润滑轴承的极限转速比油润滑轴承的极限转速低 轴承的供油方式对可达到的极 限转速有影响 对脂润滑轴承 其极限转速一般仅是该轴承采用一个高质量的重复循环油 系统时的极限转速的 80 但对油雾润滑系统 其极限转速一般比相同的基本润滑系统高 50 6 保持架的设计和结构也影响轴承的极限转速 因为滚动体与保持架表面是滑动接触 用比较贵的 设计合理的 以高质量和低摩擦材料制成的保持架 不仅可将滚动体隔开 来 而且有助于维持滑动接触区的润滑油膜 但象冲压保持架之类价格低廉的保持架 通 常只能使滚动体保持分离 因此 它们存在着易出事故和令人苦恼的滑动接触 从而导致 更低的极限转速 一般来说在较高转速的工作场合下 宜选用深沟球轴承 角接触轴承 圆柱滚子轴承 在较低转速工作场合下 可选用圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承的极限转速 一般约为深沟球轴承的 65 圆柱滚子轴承的 70 角接触球轴承的 60 推力球轴 承的极限转速低 只能用于较低转速的场合 对于同一类轴承 尺寸愈小 允许转速愈高 在选用轴承时 应注意要使实际转速低于极限转速 7 轴承游动和轴向位移 通常情况下 一个轴用两个轴承相隔一定的距离给予支承 为了适应轴和外壳不同程度的 热涨影响 安装时应将一个轴承在轴向固定 另一个轴承使之在轴上可以游动 即游动支 承 以防止因轴的伸长或收缩引起的卡死现象 游动支承通常选用内圈或外圈无挡边的 圆柱滚子轴承和滚针轴承 这主要是此类轴承内部结构允许轴与外壳有适当轴向位移的缘 故 此时 内圈与轴 外圈与外壳孔可采用紧配合 当采用不可分离型轴承做游动支承时 如深沟球轴承 调心滚子轴承 在安装中必须允许外圈与外壳孔 或内圈与轴采用较松 配合 使之轴向可自由游动 圆锥滚子轴承 调心滚子轴承和深沟球轴承基本上属于定位 型 当用作非定位时则采用松配合安装 所有推力滚子轴承均属定位型轴承 8 便利于轴承的安装和拆卸 选用轴承类型时 对轴承安装拆卸是否方便 亦必须考虑周全 特别是对大型和特大型轴 承的安装和拆卸尤为重要 一般的外圈可分离的角接触球轴承 圆锥滚子轴承 圆柱滚子 轴承和滚针轴承 安装拆卸比较方便 它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内 此 外 内径带圆锥孔的 带紧定套的调心滚子轴承 双列圆柱滚子轴承和调心球轴承 也比 较容易安装拆卸 9 游隙选择 游隙是滚动轴承能否正常工作的一个重要因素 分为轴向游隙和径向游隙 选择适当的游 隙 可使载荷在轴承滚动体之间合理分布 可限制轴 或外壳 的轴向和径向位移 保证 轴的旋转精度 能使轴承在规定的温度下正常工作 减少振动和噪声 有利于提高轴承的 寿命 因此在选用轴承时 必须选择适当的轴承游隙 a 所谓游隙 是将一个套圈固定 另一套圈沿径向或轴向的最大活动量 一般来说 径向游隙越大 轴向游隙也越大 反之亦然 b 游隙的作用 是保证滚动体正常运转和润滑以及补偿轴的热伸长 若游隙过大 使 用中承载的滚动体数目减少而单个滚动体负荷增加 减低旋转精度和寿命引起震动和噪音 游隙过小则加剧磨损和发热 同样减低轴承寿命 c 选择轴承游隙时 应考虑以下几个方面 1 轴承的工作条件 如载荷 温度 转速等 2 对轴承使用性能的要求 旋转精度 摩擦力矩 振动 噪声 3 轴承与轴和外壳孔为过盈配合时导致轴承游隙减小 4 轴承工作时 内外套圈的温度差导致轴承游隙减小 5 因轴和外壳材料的膨胀系数不同 导致轴承游隙减小或增大 根据使用经验 球轴承最适宜的工作游隙为近于零 滚子轴承应保持有少量的工作游隙 在要求支承刚性良好的部件中 轴承允许有一定数值的预紧力 这里特别指出 A 所谓 工作游隙 轴承在工作状态时的游隙 工作时内圈温升最大 热膨胀最大 使轴承游隙减 小 同时 由于负荷的作用 滚动体与滚道接触处产生弹性变形 使轴承游隙增大 轴承工 作游隙比安装游隙大还是小 取决于这两种因素的综合作用 B 安装游隙 2 o l C y 五 游隙的检查 游隙检查分为径向游隙和轴向游隙检查两种 一 径向游隙的检查方法如下 G5 Y F j Q p N T 一 感觉法 1 有手转动轴承 轴承应平稳灵活无卡涩现象 5 z d x 化工技术论坛 赠人玫瑰 手有余香二 测量法 z r rbbs net1 用塞尺检查 确认滚动轴承最大负荷部位 在与 其成 180 的滚动体和外 或内 圈之间塞入塞尺 松紧相宜的塞尺厚度即为轴承径向游隙 这种方法广泛应用于调心轴承和圆柱滚子轴承 2 用千分表检查 先把千分表调零 然后顶起轴承外圈 千分表的读数就是轴承的径向 游隙 三 压铅丝法 选择合适的铅丝塞进两滚动体之间 然后旋转内外圈使滚动体压过铅丝 这时取出铅丝用 分体卡测量铅丝被滚动体压过的部分 所读取的数值即为该轴承游隙 二 2 W g t4 u 轴向游隙的检查方法如下 d7 g6 W 9 D8 Z x ebbs net1 感觉法 m E含油轴承 的摩擦因数比普通轴承摩擦因数小 而振动特性则相反 含油轴承运转时 其摩擦学性能要 优于普通轴承 但就振动特性而言 普通轴承则要优于含油轴承 4 外球面轴承 由两面带密封的外球面球轴承和铸造 或钢板冲压的 轴承座组成 外球 面轴承内部结构与深沟球轴承相同 但此种轴承的外圈具有截球形外表面 与轴承座的凹 球面相配能自动调心通常此种轴承用顶丝 偏心套或紧定套将轴承内圈固定在轴上 并随 轴一起转动带座轴承结构紧凑 装拆方便 适用于简单支承 5 滚针轴承 承受径向载荷 外径尺寸小 特别适用于径向安装尺寸受限制的结构 6 推力球轴承 只能承受单向轴向载荷 限制单向轴向位移 极限转速低 双向推力球轴 承可承受双向轴向载荷 限制双向轴向位移 极限转速低 7 圆锥滚子轴承 可承受以径向载荷为主的径向与轴向载荷 大锥角轴承可承受以轴向载 荷为主的径向 轴向载荷 在径向载荷作用下产生附加轴向力 因此 一般成对配置 可 承受径向载荷 如单独使用外加轴向力必须大于附加轴向力 8 角接触球轴承 可同时承受径向载荷和单向轴向载荷 也可承受纯轴向载荷 轴向载荷 能力由接触角 决定 标准的接触角为 15 30 和 40 轴向载荷能力随接触角增大而 增大 极限转速高 将一对轴承相对安装在轴上时 可限制两个方向轴向位移 一般应成 对使用 分离型其内圈外圈可分别安装 适用于安装条件受限制的部位 9 调心球轴承 调心球轴承有圆柱孔 圆锥孔两种 主要承受径向载荷 同时可承受较小 轴向载荷轴 外壳 的轴向位移限制在游隙限度内 具有自动调心性能 允许内 外圈相 对倾斜不大于 3 的条件下正常工作 适用于支承座孔不能严格保证同轴度的部件中 10 深沟轴承 主要用以承受径向载荷 也可承受较小的轴向载荷 轴的轴向位移限制在轴 向游隙范围内 允许内圈相对外圈倾斜 8 15 七 使用后的轴承如何鉴定好坏 1 向心球轴承的鉴定 技术状态正常的向心球轴承 其内 外圈滚道应无剥落和严重磨痕 并呈光亮的一条圆弧 沟槽 所有的滚珠应保持圆形 表面无斑点 裂纹和剥落 保持架不松散 不破碎 未磨 穿 当用一只手持内圈 另一只手迅速轻推外圈旋转时 要求旋转平稳 只听到滚珠在滚 道上滚动的轻微声响 无振动 停止时应逐渐减速 停后无倒退现象 正常的向心心球轴 承 其内 外圈与滚动体之间的间隙为 0 005 0 010mm 当沿径向晃动内外圈时 应感觉 无间隙 使用过的轴承 可以用手拿着内圈沿轴向晃动几下 当外圈和滚珠有明显声响时 说明其配合间隙超过了 0 03mm 不应再继续使用 2 圆锥滚子轴承的鉴定 轴承使用后 应检查滚动体与内圈滚道是否有剥落 保持架是否过于松旷 内圈前后边缘 是否完整 外圈滚道是否有裂痕 内圈和滚子组合体装入外圈后 滚子应落入滚道中间 前移量不