SKF轴承资料（课堂PPT)

1、2021/5/81设计寿命设计寿命延长服务寿命延长服务寿命SKF循环周期循环周期制造商轴承质量环境最终用户安装维修产品质量研发维修培训特别解决方法维修培训监控工具行业专家轴承修复维修培训维修工具服务工程支持2021/5/82现有的维护操作 在北美一半的工厂实行被动式维修 三分之一实行预防性维修 六分之一实行预测性维修 一项研究表明策略性资产管理政策可：提高25到60%的利润减少30%的维修成本2021/5/83远古时代的轴承2021/5/84古代轴承的复原图2021/5/85轴承的变革190019502000190719191939197219952021/5/86轴承的基本功能 传递负荷 辅

2、助作用轴支撑轴定位2021/5/87轴承负荷径向负荷径向负荷联合负荷联合负荷轴向负荷轴向负荷2021/5/88轴承的工作原理 (书与桌实验)直尺铅笔2021/5/89轴承的工作原理轴承的工作原理 (书与桌实验书与桌实验)2021/5/810滚子和球的滚道接触2021/5/811滚动体的类型球面滚子球面滚子(非对称形非对称形)圆锥滚子圆锥滚子球面滚子球面滚子(对称形对称形)滚针滚针圆柱滚子圆柱滚子滚珠滚珠2021/5/812轴承组成(深沟球轴承)密封件滚动元件内环外环保持架密封件2021/5/813 SKF滚动轴承的材料轴承环和滚动元件轴承环和滚动元件淬火钢淬火钢碳铬钢含有大约碳铬钢含有大约 1

3、% 碳碳，和和 1.5 %铬铬表面硬化钢表面硬化钢铬镍合金钢及锰铬合金钢含有铬镍合金钢及锰铬合金钢含有大约大约0,15 %碳碳2021/5/814热处理优点优点贝氏硬化贝氏硬化结构坚固结构坚固自动尺寸稳定性自动尺寸稳定性压缩剩余表面压力压缩剩余表面压力表面硬化表面硬化 表面坚硬、内质柔软表面坚硬、内质柔软可防止裂纹的产生可防止裂纹的产生最高的压缩剩余最高的压缩剩余表面压力表面压力马氏硬化马氏硬化 成本低成本低可使用固定器件减少形变可使用固定器件减少形变缺点缺点贝氏硬化贝氏硬化比马氏硬化的成本稍高比马氏硬化的成本稍高硬度级别较低硬度级别较低表面硬化表面硬化 时间消耗较大、成本较高时间消耗较大、成

4、本较高马氏硬化马氏硬化 表面裂纹蔓延的风险最高表面裂纹蔓延的风险最高2021/5/815 轴承的热稳定性直径变化直径变化 (m/100 mm) 200 C (392 F) 时的保持时间时的保持时间小时小时马氏硬化马氏硬化贝氏硬化贝氏硬化2021/5/816轴承的热稳定性等级稳定性稳定性级别级别运行温度运行温度硬度硬度HRCSNS0S1S2S3S4高达高达120C (248 F) 59 到到 63高达高达150C (302F)高达高达200C (392F)高达高达250C (482F)高达高达300C (572F)高达高达350C (662F)58 到到 6257 到到 6156 到到 6054

5、 到到 5850 到到 542021/5/817硬化过程：硬化效果马氏硬化马氏硬化标准应用标准应用标准轴承标准轴承贝氏硬化贝氏硬化重型负荷轴承重型负荷轴承球面滚子轴承球面滚子轴承钢化钢化超重型负荷轴承超重型负荷轴承 (+ 冲击负荷冲击负荷) 大型轴承大型轴承特殊应用特殊应用带有配合游隙的轴承（轧钢机）带有配合游隙的轴承（轧钢机）表面硬化表面硬化特殊应用特殊应用 轮毂单元、旋转环轮毂单元、旋转环2021/5/818不同热处理的效果马氏硬化材料马氏硬化材料（穿透淬火）穿透淬火）贝氏硬化材料贝氏硬化材料（穿透淬火）穿透淬火）延展压力延展压力50 100 MPa压缩压力压缩压力50 100 MPa压缩

6、压力压缩压力200 400 MPa60 HRC60 HRC59 HRC35 HRC59 HRC58 HRC: 延展压力延展压力: 压缩压力压缩压力表面硬化材料表面硬化材料2021/5/819轴承接触角轴承接触角 单列 圆柱滚子 角接触 圆锥滚子 球面滚子 径向负荷 联合负荷2021/5/820内径内径内径表面内径表面外径表面外径表面外径外径轴承术语2021/5/821球轴承和滚子轴承系列深沟深沟球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承+角接触角接触自调心自调心圆柱圆柱圆锥圆锥滚针滚针球面球面2021/5/822负荷承载能力负荷承载能力表示负荷承载能力表示为基本额定动载荷为基本额定动载荷2021/5/823

7、相对极限速度之比较油润滑速度级别油润滑速度级别油脂润滑速度级别油脂润滑速度级别r/min2021/5/824轴承术语轴承术语2021/5/825保持架功能 分隔和引导滚动体也称为分隔器. 基于应用要求的广泛材料系列2021/5/826保持架的功能 防止与滚动元件的直接接触，使摩擦和热量生成降到最低 滚动元件的导向 提供润滑空间 在安装或卸装可分离设计的轴承时，固定滚动元件2021/5/827保持架材料2021/5/828保持架类型尼龙保持架尼龙保持架 窗式冲压钢保持架窗式冲压钢保持架黄铜保持架黄铜保持架2021/5/829尼龙保持架运行温度运行温度 110 mm的轴承D 110 mm的轴承20

8、21/5/853轴承尺寸的小型化趋势2021/5/854确定轴承寿命 即使是进行正确维护的轴承也会出现失效 在负荷下，轴承材料受到循环的压应力 金属疲劳：长时间的重复应力2021/5/855轴承寿命疲劳磨损轴承什么时候出现“失效”？ 疲劳失效始于剥落现象的出现 “剥落”是从滚动体和滚道中分裂出来的金属碎片 疲劳失效是由里向外发生的 表面的裂缝会向滚道方向蔓延 裂缝最终发展成剥落2021/5/856轴承疲劳故障轴承疲劳故障2021/5/857确定轴承寿命轴承可能在疲劳或重大故障出现前就不能使用或不能运转例如：磨损可严重损坏轴承机器可继续运行直到影响到相关组件2021/5/858测算轴承寿命 设计

9、者研究应用然后进行设计以达到预期寿命真空吸尘器的寿命可为1000小时 典型工业应用的寿命约为40,000小时，或4-5年左右 较昂贵的机器一般设计的使用寿命较长造纸机轴承设计的使用寿命为10-20万小时（10-20年）2021/5/859ISO / ABMA寿命级别C只根据宏观几何条件z = 滚子数量i = 列数Dw = 滚子尺寸la = 有效滚子长度2021/5/860负荷能力负荷能力基本额定动态负荷基本额定动态负荷 CL10= 基本额定寿命，百万次旋转C = 基本额定动态负荷，N P = 相应的动态轴承负荷，Np= 寿命公式的指数当负荷当负荷 P = C时时L10 寿命将为寿命将为 1百万

10、次旋转百万次旋转基本额定静态负荷基本额定静态负荷 C0s0= 静态安全因素 P0= 相应的静态轴承负荷，NC0= 基本额定静态负荷，N 当负荷当负荷 P0 = C0时时静态安全因素静态安全因素s0将为将为 1 静态安全因素静态安全因素 ISO寿命等式寿命等式2021/5/861轴承寿命 目录 (C)值指出每运转一百万次就会有10%的故障几率若轴承在目录值负荷下运转了一百万次，90%的轴承还将继续运行 这也称为 “L10”寿命（基本额定寿命）2021/5/862轴承寿命轴承寿命2021/5/863轴承寿命 何为一百万次运转？老式唱机有两种速度：33-1/3和78 RPM。 在33-1/3 RPM

11、的速度下，在达到一百万次运转前，需要运行多少小时？ 一百万次运转除以33-1/3转数每分钟 = 30000 分钟 = 500 小时 这可为合格寿命：50周每周10小时或更少就是500小时符合一年的担保要求2021/5/864计算轴承寿命L10 = (C/P)pp = 3 or 10/3 3用于球轴承 10/3用于滚子轴承2021/5/865L10h = 106 x (C/P)p (60 x n)计算轴承寿命2021/5/866计算轴承寿命球轴承球轴承圆柱滚子圆柱滚子轴承轴承球面滚子球面滚子轴承轴承在极重的负在极重的负荷下，荷下，C/P 4，请咨询请咨询SKF。2021/5/867计算轴承寿命例

12、题 我们试验深沟球轴承，运行速度为3,600 rpm (n)和径向负荷仅为1,000lbs (P) ，应用的 L10h寿命为50,000小时的 究竟需要多大的轴承载荷？2021/5/868轴承寿命的计算解答：找出寿命公式中的 “C,”至少有四种方法： 第25页，4000美国版轴承综合型录：图表 C/P约为222. 第27页，4000美国总目录：该页下半部的图表中给出22.1更加精确3. 第25页，使用公式和计算器。C/P将为22.104189 4. SKF目录2021/5/869使用图表计算寿命事实： 深沟球轴承 L10h 寿命 = 50,000 小时 速度3,600 rpm 径向负荷1,00

13、0lbs (P) 什么样的轴承才能符合这些要求？2021/5/870使用负荷比率表事实： 深沟球轴承 L10h寿命 = 50,000小时 速度3,600 rpm 径向负荷1,000lbs (P)。 什么样的轴承才能符合这些要求？2021/5/871计算轴承寿命 C/P * P = 22.1 倍 1000 = 22,100 Lb 要求的基本额定动态负荷 从合适的目录页中选择轴承 现况 深沟球轴承 L10h寿命 = 50,000小时 速度3,600 rpm 径向负荷1,000lbs (P) 什么样的轴承才能符合这些要求？2021/5/872调整的寿命公式Lna = a 1 a2 a3 (C/P)p

14、a1 与可靠性相关的寿命调整系数a2 与材料相关的寿命调整系数a3 与工作条件相关的寿命调整系数 这已被新寿命定理作出了修改参见轴承综合型录的第31页2021/5/873SKF新的寿命计算方法 现已被ABMA/ISO接受 Lna = a 1 aSKF (C/P)p 新寿命方法陈述了两个基本概念1.将疲劳负荷极限和其他几项与润滑及污染有关的因素也考虑其中2.其中疲劳极限Pu是一个全新的概念，若承受的负荷低于Pu 值，则轴承不会产生疲劳失效（损坏） 新寿命方法修改了调整的寿命等式以计算将理论更进一步联系实际的新发现2021/5/874符合符合ISO标准生产轴承标准生产轴承的公差范围的公差范围正确配

15、置正确配置2021/5/875旋转类型旋转类型2021/5/876相对相对 0,013 3,142 3000 10 30 60 1 000 1 000= 2,2 km (1,4 英里英里)配合游隙的影响配合游隙的影响n = 3 000 r/min10 小时小时/天天30 天天位置位置 =2021/5/877滚动轴承的轴位滚动轴承的轴位2021/5/878风扇中的轴向移动风扇中的轴向移动2021/5/879最小负荷最小负荷2021/5/880SKF轴承型号轴承型号2021/5/881基本基本型号型号表示：表示： 产品类型产品类型 标准设计标准设计 尺寸尺寸补充补充型号型号表示：表示： 其它设计（

16、变化）其它设计（变化） 轴承组件轴承组件 特殊轴承的类型特殊轴承的类型关于关于SKF的型号的型号2021/5/882宽度和直径变化宽度和直径变化2021/5/883ISO标准标准国际标准组织国际标准组织2021/5/884直径系列直径系列2021/5/885关系：直径与宽度系列关系：直径与宽度系列直径系列宽度系列高度系列2021/5/886尺寸系列尺寸系列宽度系列直径系列2021/5/887型号型号系统的使用方法系统的使用方法轴承类型轴承类型径向轴承，宽度径向轴承，宽度 (B, T)推力轴承，高度推力轴承，高度 (H)外径外径 (D)轴承尺寸 d/5(30 毫米的镗孔直径)2021/5/888

17、轴承类型的型号：轴承类型的型号：圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承NUNJNUPNNU + HJNJ + HJ2021/5/889英制尺寸的圆锥滚子轴承：英制尺寸的圆锥滚子轴承：外圈内圈和滚动体外圈内圈和滚动体英制尺寸的圆锥滚子轴承英制尺寸的圆锥滚子轴承的设计用于滚子和保持架的设计用于滚子和保持架总成附近，并属于整体系总成附近，并属于整体系列列: 基本设计基本设计(整套整套)2021/5/890后缀：密封件和防护罩后缀：密封件和防护罩ZRZ2ZNU2RZNRRS2RS2021/5/891保持架类型保持架类型2021/5/892圆锥孔的后缀圆锥孔的后缀后缀后缀 K后缀后缀 K30锥体 1:12锥体 1:3

18、02021/5/893日期编码日期编码字母字母年份年份年份年份年份年份年份年份字母字母年份年份年份年份年份年份年份年份A1910193419581981N1922194619701993B1911193519591982O1923194719711994C1912193619601983P1924194819721995D1913193719611984R1925194919731996E1914193819621985S1926195019741997F1915193919631986T1927195119751998G1916194019641987U1928195219761999H19

19、17194119651988V19291953 J1918194219661989W1930195419772000 K1919194319671990X1931195519782001L1920194419681991Y1932195619792002M1921194519691992Z1933195719802003在轴承或轴承配件上标明的年份应包含下表中的单个字母在轴承或轴承配件上标明的年份应包含下表中的单个字母2021/5/894防护罩防护罩低摩擦密封件低摩擦密封件密封件密封件-Z和和-2Z-RZ和和-2RZ-RS1和和-2RS1污物排除污物排除静音运行静音运行润滑脂保留润滑脂保留速度

20、能力速度能力密封件和防护罩的类型密封件和防护罩的类型2021/5/895不同密封件的特性不同密封件的特性应用应用防护罩防护罩密封件密封件需要2Z2RZ2RS1低摩擦低摩擦+(+)扭矩扭矩高速高速+(+)能力能力保留保留+润滑脂润滑脂排除排除+灰尘灰尘排除排除+分水分水低低/高高取决于：取决于：取决于：取决于：运行运行温度温度润滑脂润滑脂 润滑脂润滑脂 橡胶混合物橡胶混合物+ 优+ 良+ 中 差2021/5/896SKF轴承的公差轴承的公差ISO公差公差ABEC公差公差SKF公差公差RHP / NSK公差公差P01常规常规P0P63 P6 P6P55 P5 P5P47 SP P4P4AP29UP

21、P2PA9A2021/5/897相对精度等级相对精度等级ABEC ISOSKFRHPFAGFAFNIRNTN1N(N)(N)(N)(N)(N)36P6P6P6MP655P5EP5P5P5/B574P4EP7P4MMP4/B79(2)PA9EP9T9MMXB9P4AEP7/9HG精度等级应用于：精度等级应用于：(a) 外部尺寸（互换性）(b) 运行准确性2021/5/898公差定义公差定义大小（尺寸）变化大小（尺寸）变化的允许极限的允许极限2021/5/899公差级别表公差级别表名义名义尺寸尺寸ITITIT IT IT IT ITITITITIT ITITITITITITIT010123456*

22、789 1011121314+15+16+公差级别公差级别毫米毫米超过超过 包含包含 0336610101818303050508080120120180180250250315 315 400 400 500 500 630 630 800 800 1000 1000 1250 1250 1600 1600 2000 2000250025003150* 不建议用于尺寸大于不建议用于尺寸大于500毫米的装配毫米的装配 / + 不适用于尺寸小于不适用于尺寸小于 1毫米的应用毫米的应用0,30,50,81,22346101425 40601001402504006000,40,611,22,5458121830 48751201803004807500,40,611,52,5469152236 58901502203605809000,50,81,2235811182743 7011018027043070011000,611,5 2,546913213352 841302103305208401300 0,611,5 2,5 471116253962 100160250390620100016000,81,223581319304674 120190300460740