轴承选择和应用原则

的组成部分，因为润滑剂要防磨损防腐蚀，这样轴承才能充分发挥作用。此外，密封件也是一个非常重要的部件，密封件的性能对润滑剂的清洁至关重要。保持清洁对轴承的使用有深远影响，这就是为什么润滑剂和密封件已成为SKF业务一部分的原因所在。但这还不够。还要考虑其它几个方面：在综合技术介绍之后的章节，轴承配置的设计人员会看到按照一般要求的顺序而提供的必要基本信息。显而易见，不可能将每一种可以想到的轴承应用所需要的所有信息都包括在内。基于这个理由，我们会在多处提到全面的SKF5593：1997:滚动轴承-词汇表。圆柱滚子轴承2.四点接触球轴承3.轴承箱4.轴5.轴对接轴肩6.轴径7.8.径向轴密封件9.定距环10.11.轴承箱孔12.轴承箱盖13. 图1.内 2.外圈3.滚动体:球，圆柱滚子，滚针，圆锥滚子，球面滚子4.保持5.覆盖装置密封件-弹性材料制，接触型（见图）-6.外圈外 7.内圈 8.内圈轴肩直 9.外圈轴肩直径10.止动环槽11.止动12.13.14.16.17.18.19.20.22.23.内圈向一边伸出 图 图 带标准内圈(图)带六角孔或方孔(图 开放基本型设计(图)四点接触球轴承(图) NU、N、NJ、NUP设计(图)NUNJ设计轴承 NN设计(图带圆柱 NCF设计(图NJG单列(图 不带内圈(图) 带内圈(图 双向(图) 不带盖 图TDO配置（背对背）(图) TDI配置（面对面）(图)TQO配置(图TQI CARB®环形轴承带保持架导向的滚子组(图带扁座圈 图带(图)或不带底座带 单向 图单件安装的基本型设计(图高速设计 图滚针及保持架推力组件(图单向(图窄设计，单列球轴承凸轮滚子(图) 带迷宫密封件(图 球面和CARB滚子轴承可以承受非常高的载荷并能自动。这样的特性使它们很适合用在例如重型工程中，这类这里所提供的信息应该可以提示在选择轴承的号时，哪些是应该考虑的最重要因素，以便于作出合适的选运转速度又受到轴承及其相关部件的精密度以及保持架的设计所影响。尽管有其局限性，但依据该表格，还是能在设计轴承配置时，还有其他重要标准需要遵守，這包括承载能力和、摩擦、可容许的速度范围、轴承内部清 图对于大直径的轴，圆柱、圆锥、球面和CARB轴承和深沟球轴承(图2)都适89系列的轴承(见“轴承数据–一般”一节中的“尺寸”部分)。滚针和保持架组件、冲压外圈滚针轴承和无内圈或甚至带有内圈的滚针轴承

(图4)，也可以用不同种类的混合滚针轴承(图子轴承(图6)。（图7），而拥有满滚子滚动体的轴承比带保持架的轴承可承受更大的负荷。轻负荷或中等和8)。所有其它的径向轴承除了径向负荷外，还可承受一些轴向负荷；请参看“混合负荷”。（图11)。球面滚子推力轴承也可承受同时作用的径向负荷。对于交替变换的重轴向负混合负荷包括同时作用的径向和轴向负荷。轴承承载轴向负荷的能力由接触角度a-角度越大，轴承越适合承载轴向负荷。这种情况用计算系数Y代表，Y随着接触角度a增加而减小。有关各轴承类型或个别轴承系数Y 滚子轴承、NJ型和NUP型的圆柱滚子承，以及带有HJNJNU（图13)单列角接触球轴承、圆锥滚子轴承、NJNU+HJ型圆柱滚子轴承以及球面滚子推力轴承只可承受单向轴向负荷。当轴向负荷为交替方向时，这些轴承必须与另一个轴承组合。因为这个原因，单列角接触球轴承可成为“通用轴承”2个单列轴承的配套组合，请参看“单列角接触球轴”“”轴承，例如深沟球轴承或四点接触球轴承（图14），也适合用作这种独立支承。为了确保在这种情况但是，自轴承，即自球轴承、球面滚子轴承、圆环滚子轴承和球面滚子推力轴承（如16），则能容许因运行负荷造成的不对中，也能够补超过了可允许值，请与SKF应用工程服务部联系。自球轴承示范CARB轴承示范 图17）能够补每类产品表格前的介绍正文中包含有关生产该轴承所依据的公差等级资料。SKF生产范围广泛的高精度轴承，包 允许工作温度限制了滚动轴承能够运行的速度，见参考速度”一节”。低摩擦轴承类型内部所产生的热相应较低， 球轴承（图18)；若是联合负荷，可用角接触球轴承（图19）。高精度的角接触球轴承或有陶瓷滚动体的深沟球轴承尤其如此。向与轴向支撑与定位。根据应用场合、负荷、所需要的运行精度及成本考虑，轴承配置可以包括：由承受径向、轴向与力矩负荷（例如关节轴承）置，建议跟SKF应用工程服务部门联系。（例如，有一个无法兰挡圈的圆柱滚子轴承）轴另一端的非固定端轴承仅提供径向支撑。它还必须允许轴向位移，以便在轴长度因热膨胀而有变化等情况下，NU-N-型圆柱滚子轴承和CARB圆环滚 图 图–– 5)对于上述组合，轴的角度不对中必须保持在最小值内。如果不可行时，最好使用自轴承组合，以承受不对 图6） 图7)轴承座之间。最常用的组合是 图自球或球面滚子轴承/自球或球面滚子轴承（ 图9） 图10)被称为“交叉定位”，通常用于短轴。适用的轴承包括能够允许至少一个方向轴向负荷的各种径向轴承，包括角接触球轴承（图11）和圆锥滚子轴承（用于交叉定位配置的单列角接触球轴承或圆锥滚子轴承，在某些情况下，有必要施加预载荷，参见“”一 图自球轴承NJ-型圆柱滚子轴承组成（图14)。在这种情况下，轴向移动可以在轴承内出现。实均匀，甚至支撑面可以是圆柱形或支承面，对于推力轴承圈而言，则可是平面支撑。这就是说，轴承支通常说来，只有在安装轴承内外圈时给予适当的过盈量，才能获得令人满意的径向定位和充分的支撑。固定不充分或不正确的轴承圈通常会造成轴承与相关部件的损坏。但是，如果需要安装与拆卸方便，或非固定端轴承要求有轴向位移时，不应该采用过盈配合。在某些采用松配合的情况下，有必要采取特别预防措施，来限制蠕动引起1旋转负荷”、“静止负荷”及“不定向"旋转负荷”的适用状况是轴承圈在旋转而负荷是静止的，或者轴承圈是静止的而负荷在旋转，则在转一圈的过程中，滚道的各个点都承受负荷。不旋转但却摆动的重负荷，例如作用于连杆轴承上的负荷，通常被认为是旋转负承受旋转负荷的轴承圈，如果安装时带有游隙配合，会在轴承支承面上转动（蠕动或漂移）面的磨损（摩擦腐蚀）。要防止这一点，必须使用过盈配合。所需要的过盈配合量视运行状况而定（见以下第2、4点)。例如:例如:“静止负荷”的适用状况是当轴承圈是静态而负荷也是静态的，或者轴承圈与负荷以同等速度旋转，负荷始终指向例如:例如:回转式碎石机、（旋转木马传动“不定向负荷”不容易准确描述。当负荷方向不确定时，特别是在有重负荷时，建议内外圈都有过盈配合。对于内圈，通常使用对于旋转负荷的推荐配合。但是，当外圈必须在轴承座内自由地轴向移动并且负荷不重的时候，可以使用比旋转;（图15)。冲击负荷和振动也需要考虑。P≤0.05C-0.05C＜P≤0.1C-0.1C＜P≤0.15C-P＞0.15C-轴承在轴上或轴承座内的过盈配合会造成轴承圈弹性变形（膨胀或压缩），导致轴承的内部游隙减少。但是，必须保持一定的最小游隙，见“” 在运行服务过程中，轴承圈达到的温度通常比与其装配在一起的部件温度要高。这可能导致内圈在其支承面上的为了减少弹性变形与振动，对于运行精度要求高的轴承来说，一般不应使用游隙配合。轴与轴承座内的轴承支承56应较小一点（3)。轴承圈在其支承面上的配合不得导致轴承圈的不均匀变形（不圆度)H组（或最多K组）所获得的配合更紧。为了确保安装在薄壁轴承座内、轻合金轴承座内或空心轴上的轴承圈有足够的支撑，所选用的过盈配合应比用于厚钢板或铸铁轴承座或实心轴的正常推荐过盈配合更紧，见“空心轴的配合”一动。要对载静负荷轴承采用隙配，就做到这点。（ 图24。当外圈承静止荷时轴承孔内许发轴向移时候，常在圈上装淬的中轴套套筒例在采用轻合轴承的情下。这样能避出现承座支承面材料度低变形现象;不然话，间长这会造轴向移受限制甚至移受。如果使用轴承圈上无挡边的圆柱滚子轴承、滚针轴承或CARB圆环滚子轴承，由于轴向位移发生在轴承内部，轴承滚动轴承的内径与外径公差已经国际标准化，见“”合适的公差范围。对于滚动轴承应用来说，可选择的ISO18所示。上。在这种情况下，轴承内圈的配合并非像圆柱形孔的轴承一样由所选的轴公差来决定，而是由内圈在锥形轴颈支承面或套筒上推移的距离来决定的。这时必须特别注意内部游隙减少的情况，如“自球轴承”、“球面滚子轴承”和“CARB®圆环滚子轴承”各节中所提到的。如果轴承要用紧定套或退卸套来固定，锥套支承面允许有较大的直径公差，但是圆柱度公差必须减少，见“轴承支较高精度的径向轴承（表推力轴承（精密轴承除外）（表较高精度的推力轴承（表非剖分轴承座内的径向轴承（精密轴承除外）（表剖分或非剖分轴承座内的径向轴承（精密轴承除外）（表较高精度的径向轴承（表推力轴承（精密轴承除外）（表较高精度的推力轴承（表这些推荐值参照了上述的一般选择方法，是根据轴承设计的发展和多年轴承的广泛应用。现代轴承相比早期的传统轴承在承载能力方面有了显著的提高。这些推荐值体现了更严格的应用条件。轴承座公差的推荐数值也反映了轴承外圈能否在轴承座孔内作轴向移动。根据这些信息，可以核对所选择的公差是否适用于非定位端不能承受径向位移的离型轴承。T1T3T5T6和T8T1中角注2)和3)的限制值。T11)T1更紧的配合，请咨询SKF应用工程服务部。同时需轴和轴承座孔径偏差的上下限符合ISO286-2:1988 表 表 表k5、k6、m5、m6、n51dn6、p6、p7、r6、r7、s6、s71eF7、G6、G7、H5、H6表2aH7、H8、H9、H10、J6表2bJ7、JS5、JS6、JS7、K5表2cK6、K7、M5、M6、M7表2d 表孔径和外径的普通级公差所计算的上下限数值对所有公制滚动轴承有效，d30mm和D150mm的公制圆锥滚子轴承和D150mm的推力轴承除外。这些轴承的公差值偏离其他滚动轴承的普通公差，参见"公差"一节。况下需要更精确地计算公差范围，最好同SKF应用工程服务部联系。相同的表面压力。在决定所选用的配合时，下列直径比很重要:cidi/dce当空心轴的直径比ci≥0,5时，配合才会略有影响。如果不知道内圈的外径，直径比ce可以用下列非常精确ce=d/[k(Dd)+ci=ced=空心轴的外径，di=空心轴的内径，mmde=内圈的外径，mmD=轴承的外径，mmk=对于22与23系列的自球轴承，k=对于圆柱滚子轴承，k对于所有其它轴承，k之间的平均估计过盈量。如果忽略安装过程中产生的配合面塑性变形（光滑），则有效过盈量等于平均估计过盈空心钢轴所需要的过盈量ΔH1实心轴已知过盈量ΔV来确定。ΔV等于实心轴估计过盈量最小值1获得的过盈量ΔH6208，d40mm，D＝80mmi0,8的空心轴上。所需的过盈量是多k5T140mm轴直径，平均估计过盈量ΔV=(22+5)/2=13,5μm。对于ci=0,8以及ce=40/[0,3(80-40)+40]=1，ΔH/ΔV1,7则空心轴所需的过盈量为△H1,713,523μm。因此，当按照该方法得出的平均估计过盈量时，空心轴选m6或退卸套时，可以允许有比轴承座更广的直径公差（910级）1。符合ISO286-1:1988的标准公差级别IT2中找到。对于精度较高的轴承，应使用相应较高的公差等级。在ISO1101:198312IT级高于规定的尺寸公差，但视要求情况而定。例如，如可得t1由t1IT5/218/29μm。但是，公差t12t13列出圆柱度形位当轴承安装在紧定套或退卸套上的时候，套筒支承面的圆柱度应是IT5/2（h9）IT7/2（对h10），见表轴承圈的挡肩应满足ISO1101:1983规定的垂直度公差，该规定至少比相应的圆柱形支承面的直径公差高一个ITIT5的数值。垂直度及轴向总跳动公差的推荐值可以在表3中找到。199级的直径公差，而形位公差规定与圆柱轴支承面情况相同。SKF对滚动轴承锥形轴支承面的建议如下。B(19)按得出的±Δk=Vk=1/k±vkΔk 1230为圆锥1:30 =轴承宽度IT7平直度公差为IT5/2，根据直径d而定，定义如下不圆度的径向偏差为IT5/2，根据直径d则用IT4/2来代替。所需过盈配合的精度越高。对于不那么关键的轴承配置，允许有较高的表面粗糙度。Ra4力，所加工的滚道硬度必须在HRC5864之间。表面粗糙度应该是Ra≤0.2μm或Rz≤1μm。对于要求不太高的应用场合，可以使用较低的硬度与较粗糙的表面。2550%。推力组件滚道的允许轴向跳动与推力轴承的轴圈与座圈相同，如表T16较适合的支承面材料包括整体淬硬钢，例如符合ISO683-17:1999100Cr6对有关部件中加工的滚道推荐的硬化层深度取决于各种因素，包括动负荷与静负荷比（P/C与P0/C0）以及350HV的条件下，推荐硬化层深度大约为滚动体直径的十分之一。动态负荷允许较小的硬化层深度。要想进一步了解情况，请跟SKF 图1)。但是，对于够相对于轴承座自由地轴向移动图9，除非是内外圈都是轴向固定的CARB轴承（图7)。 12)（图20)。在另一边，内圈通常是用“锁紧螺母”一节所说明的锁紧螺母来固定，例如其类型为KM+MB（图20），或者用装在轴端的端盖 套或隔圈（图24)。轴上定位也可以用开口轴套，它位于轴的沟槽内，并由另一个不开口隔圈或由轴承内圈。卡环与卡环槽之间常有的轴向间隙。外圈带有卡环槽的轴承（ 图24）可以用卡可以在SKF型录“高精度轴承”中找到详情。（图27)。在使用无挡肩的光轴时（图28），轴与轴套"自球轴承”轴承相邻的部件（轴肩与轴承座孔肩，隔套等）止部件之间不得有接触。在产品表中列出每个轴承适当的挡肩与圆角尺寸。ra与rb采用简单圆角的形式，或者用根切5列出经根切倒圆的合适尺寸。倒圆半径越大（对于光滑形状的曲线），对轴圆角区的应力分布就越有利。因此，对于负荷较重的轴，通常要求在“CARB®圆环滚子轴承”一节可以找到进一步说明承配置，需要负的工作游隙，即要加预载荷，来提高轴承配置的刚性或提高运行精度。在空载或极轻负荷条件下作用，防止因滚动体打滑而造成轴承损坏，见“要求的最低负荷”。轴承的预载荷-力球轴承与圆柱滚子推力轴承则只能承受轴向预载荷。单列角接触球轴承与圆锥滚子轴承 35（a）或面对面（b）37），L小于I。这就是说背对背布置的轴承即使轴承中心距离较短，也能够承受较大的倾覆力矩。这类轴承中由增加量大于背对背布置的增加量。在两种情况下，径向热膨胀都起到减少游隙或增加预载荷的作用。当轴承面对面布置时，径向热膨胀会增加这种趋势，而背对背布置时，则会减少这种趋势。仅就背对背布置来说，轴承之间-轴承预载荷的作用轴承刚性（单位为千/微米）的定义为：作用在轴承上的力同轴承性变形的比例。预载荷轴承由载荷引起的在一些应用中，预载荷轴承配置可提高运行可靠性并延长使用。程度适当的预载荷可对轴承的载荷分布产生轴承预载荷-最佳预载荷的经验值可从经过验证的设计中取得，并可用于相似设计。对于新的设计，SKF建议计算预载荷力并通正。计算的可靠性首先取决于关于运行中温度条件以及相关部件-最重要的是轴承座-的弹性表现的假定同实际Fa=0,5其中Fr为轴承的径向载荷（图38）轴向系数Y当单个轴承要承受径向载荷Fr时，如要达到基本载荷额定值（载荷轴承圆周的一半）的必要条件，就必须施加上述强度的外部轴向力Fa。如果施加的外力较小，支撑载荷的滚动部件数量就会较少，轴承的载荷能力就会相应降承圈的安装配合以及应力场中所有其它部件包括支座的弹性变形的影响。这些因素都对整个轴系统的弹性有相当Ka作用下，预载荷轴承配置的轴向位移比无预载荷轴承配置的轴向位移小（2）。外轴向力 有预负载cA和cB，预载荷力为F0。如果轴向力Ka作用于轴承甲，轴承乙就会无载荷，并作用于轴承甲的额外载荷和轴向位移δa会比无预载荷的轴承Ka=F0[1+的弹簧常数决定。为了防止轴承乙在轴承甲承受载荷Ka时完全无载荷，需要以下预载荷力：F0KacB/(cAcB)预载荷轴承配置中的力和弹性偏移以及预载荷力变化的影响最容易在预载荷力/预载荷路径图解（3）中识别。这个图解由部件的弹簧曲线组成，这些部件针对预载荷相整，使以下条件成为可能。Ka同预载荷轴承配置的轴承载荷以及由外力产生的弹性变形的关系。3中，轴承轴承轴承位置B，全 轴承位置A，全1、23代表不同的预载荷力（F01、F02F01和F03=0）。虚线代表轴承本身，而实线代表整个轴Ka（齿轮力的轴向部件）F01之上（1），A的载荷指定为FaAB的载荷指定为在力Ka的影响下，小齿轮轴发生δa1程度的轴向位移。选择了较小的预载荷力F02（2），这样轴承B