工業軸承的基本知識

第一節 滾動軸承的基本結構

    以滑動軸承為基礎發展起來的滾動軸承，其工作原理是以滾動摩擦代替滑動摩擦，一般由兩個套圈，一組滾動體和一個保持架所組成的通用性很強、標準化、系列化程度很高的機械基礎件。由于各種機械有著不同的工作條件，對滾動軸承在負荷能力、結構和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動軸承需有各式各樣的結構。但是，最基本的結構是由內圈、外圈、滾動體和保持架所組成。 

    各種零件在軸承中的作用分別是：

    對于向心軸承，內圈通常與軸緊配合，并與軸一起運轉，外圈通常與軸承座或機械殼體孔成過渡配合，起支承作用。但是，在某些場合下，也有外圈運轉，內圈固定起支承作用或者內圈、外圈都同時運轉的。對于推力軸承，與軸緊配合并一起運動的稱軸圈，與軸承座或機械殼體孔成過渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內通常借助保持架均勻地排列在兩個套圈之間作滾動運動，它的形狀、大小和數量直接影響軸承的負荷能力和使用性能。保持架除能將滾動體均勻地分隔開以外，還能起引導滾動體旋轉及改善軸承內部潤滑性能等作用。

    第二節 滾動軸承的分類

    1．按滾動軸承結構類型分類

    (1) 軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同，分為：

      1) 向心軸承----主要用于承受徑向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角從0到45。按公稱接觸角不同，又分為：徑向接觸軸承----公稱接觸角為0的向心軸承：向心角接觸軸承----公稱接觸角大于0到45的向心軸承。

      2) 推力軸承----主要用于承受軸向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角大于45到90。按公稱接觸角不同又分為：軸向接觸軸承----公稱接觸角為90的推力軸承：推力角接觸軸承----公稱接觸角大于45但小于90的推力軸承。

    (2) 軸承按其滾動體的種類，分為：

      1) 球軸承----滾動體為球：

      2) 滾子軸承----滾動體為滾子。滾子軸承按滾子種類，又分為：圓柱滾子軸承----滾動體是圓柱滾子的軸承，圓柱滾子的長度與直徑之比小于或等于3 ；滾針軸承----滾動體是滾針的軸承，滾針的長度與直徑之比大于3，但直徑小于或等于5mm; 圓錐滾子軸承----滾動體是圓錐滾子的軸承; 調心滾子軸承一一滾動體是球面滾子的軸承。

    (3) 軸承按其工作時能否調心,分為:

      1) 調心軸承----滾道是球面形的,能適應兩滾道軸心線間的角偏差及角運動的軸承;

      2) 非調心軸承(剛性軸承)----能阻抗滾道間軸心線角偏移的軸承。

    (4) 軸承按滾動體的列數,分為:

      1) 單列軸承----具有一列滾動體的軸承;

      2) 雙列軸承----具有兩列滾動體的軸承;

      3) 多列軸承----具有多于兩列滾動體的軸承,如三列、四列軸承。

    (5) 軸承按其部件能否分離,分為：

　　 1)可分離軸承----具有可分離部件的軸承；

　　 2)不可分離軸承----軸承在最終配套后,套圈均不能任意自由分離的軸承。

    (6) 軸承按其結構形狀(如有無裝填槽,有無內、外圈以及套圈的形狀,擋邊的結構,甚至有無保持架等)還可以分為多種結構類型。

    2.按滾動軸承尺寸大小分類 軸承按其外徑尺寸大小，分為:

    (1) 微型軸承----公稱外徑尺寸范圍為26mm以下的軸承;

    (2) 小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為28-55mm的軸承;

    (3) 中小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為60-115mm的軸承;

    (4) 中大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為120-190mm的軸承

    (5) 大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為200-430mm的軸承;

    (6) 特大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為440mm以上的軸承。

    第三節滾動軸承的基本生產過程 

    由于滾動軸承的類型、結構型式、公差等級、技術要求、材料及批量等的不同,其基本生產過程也不相同。

    一、各種軸承主要零件的加工過程: 

    1．套圈的加工過程: 軸承內圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同,其中車加工前的工序可分為下述三種,整個加工過程為：棒料或管料（有的棒　　料需經鍛造和退火、正火）----車加工----熱處理----磨加工----精研或拋光----零件終檢----防銹----入庫----(待合套裝配>

    2．鋼球的加工過程, 鋼球的加工同樣依原材料的狀態不同而有所不同,其中挫削或光球前的工序,可分為下述三種,熱處理前的工序,又可分為下述二種，整個加工　　過程為：棒料或線材冷沖（有的棒料冷沖后還需沖環帶和退火）----挫削、粗磨、軟磨或光球----熱處理----硬磨----精磨----精研或研磨----終檢分組----防銹、包裝----入庫<待合套裝配>。

    3．滾子的加工過程 滾子的加工依原材料的不同而有所不同,其中熱處理前的工序可分為下述兩種,整個加工過程為: 棒料車加工或線材冷鐓后串環帶及軟磨----熱處理----串軟點----粗磨外徑----粗磨端面----終磨端面----細磨外徑----終磨外徑----終檢分組----防銹、包裝----入庫（待合套裝配>。

    4．保持架的加工過程 保持架的加工過程依設計結構及原材料的不同,可分為下述兩類：

    （1）板料→剪切→沖裁→沖壓成形→整形及精加工→酸洗或噴丸或串光→終檢→防銹、包裝→入庫(待合套裝配) 

    （2）實體保持架的加工過程: 實體保持架的加工,依原材料或毛壞的不同而有所不同,其中車加工前可分為下述四種毛坯型式,整個加工過程為: 棒料、管料、鍛件、鑄件----車內徑、外徑、端面、倒角----鉆孔（或拉孔、鏜孔）----酸洗----終檢----防銹、包裝----入庫<待合套裝配>。

    二、滾動軸承的裝配過程:

    滾動軸承零件如內圈、外圈、滾動體和保持架等,經檢驗合格后,進入裝配車間進行裝配,其過程如下:

零件退磁、清洗→內、外滾<溝>道尺寸分組選別→合套→檢查游隙→鉚合保持架→終檢→退磁、清洗→防銹、包裝→入成品庫(裝箱、發運>。

    第四節 滾動軸承的特點

    滾動軸承與滑動軸承相比,具有下列優點:

    1．滾動軸承的摩擦系數比滑動軸承小,傳動效率高。一般滑動軸承的摩擦系數為0.08-0.12,而滾動軸承的摩擦系數僅為0.001-0.005;

    2．滾動軸承已實現標準化、系列化、通用化,適于大批量生產和供應，使用和維修十分方便；

    3．滾動軸承用軸承鋼制造,并經過熱處理,因此,滾動軸承不僅具有較高的機械性能和較長的使用壽命,而且可以節省制造滑動軸承所用的價格較為昂貴的有色金屬;

    4．滾動軸承內部間隙很小,各零件的加工精度較高,因此,運轉精度較高。同時,可以通過預加負荷的方法使軸承的剛性增加。這對于精密機械是非常重要的;

    5．某些滾動軸承可同時承受徑向負荷和軸向負荷,因此,可以簡化軸承支座的結構;

    6．由于滾動軸承傳動效率高,發熱量少,因此,可以減少潤滑油的消耗,潤滑維護較為省事;

    7．滾動軸承可以方便地應用于空間任何方位的鈾上。

    但是,一切事物都是一分為二的,滾動軸承也有一定的缺點,主要是： 

    1． 滾動軸承承受負荷的能力比同樣體積的滑動軸承小得多,因此,滾動軸承的徑向尺寸大。所以,在承受大負荷的場合和要求徑向尺寸小、結構要求緊湊的場合<如內燃機曲軸軸承),多采用滑動軸承；

    2． 滾動軸承振動和噪聲較大,特別是在使用后期尤為顯著,因此,對精密度要求很高、又不許有振動的場合,滾動軸承難于勝任,一般選用滑動軸承的效果更佳

    3． 滾動軸承對金屬屑等異物特別敏感,軸承內一旦進入異物,就會產生斷續地較大振動和噪聲,亦會引起早期損壞。此外,滾動軸承因金屬夾雜質等也易發生早期損壞的可能性。即使不發生早期損壞,滾動軸承的壽命也有一定的限度。總之,滾動軸承的壽命較滑動軸承短些。

可是,滾動軸承與滑動軸承相比較,各有優缺點,各占有一定的適用場合,因此,兩者不能互相取代,并且各自向一定的方向發展,擴大自己的領域。但是,由于滾動軸承的突出優點,頗有后來者居上的趨勢。目前,滾動軸承已發展成為機械的主要支承型式,應用愈來愈廣泛。

(運轉世界大國龍騰 龍出東方 騰達天下 龍騰三類調心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

軸承的一些基本概念

    1．滾動進口軸承的理論旋轉軸心線，對向心進口軸承即內圈軸心線，對推力進口軸承則指軸圈軸心線。

    2. 內圈（軸圈）軸心線 inner ring (shaft washer)axis

內圈（軸圈）的基本圓柱孔或圓錐孔的內接圓柱體或內接圓錐體的軸心線。

    3. 外圈（座圈）軸心線 outer ring (housing washer)axis

如果外圈的外表面是圓柱形的，則外表面的外接圓柱體的軸心線即為外圈軸心線，如果該表面基本是球面形的，則通過套圈外表面外接球體中心，垂直于外圈基準端面的線，為該外圈的軸心線。

    4. 圓錐內圈（外圈）軸心線 cone (cup)axis

圓錐滾子軸承內圈（外圈）的軸心線。

    5. 徑向平面 radial plane

垂直于軸心線的平面，與套圈基準端面或墊圈背面的切面平行的平面，可以認為是徑向平面。

    6. 徑向 radial direction

在徑向平面內通過軸心線的方向。

    7. 軸向平面 axial plane

包容軸心線在內的平面。

    8. 軸向 axial direction

平行于軸承軸心線的方向。與套圈基準端面或墊圈背面的切面垂直的方向，可以認為是軸向。

    9. 徑向（軸向）距離 radial (axial) distance

在徑向（軸向）測出的距離。

    10. 接觸角（公稱接觸角） contace angle (nominal contact angle)

垂直于軸承軸心線的平面（徑向平面）與經軸承套圈或墊圈傳遞給滾動體的合力作用線（公稱作用線）之間的夾角。

    11. 公稱接觸點 nominal contact point

軸承零件在正常相對位置時，滾動體與滾道表面接觸的點。

    12. 套圈（墊圈）基準端面 reference face of a ring (a washer)

軸承制造廠作為基準面的套圈（墊圈）端面，可以作為測量的基準。

    11. 公稱接觸點 nominal contact point

軸承零件在正常相對位置時，滾動體與滾道表面接觸的點。

    12. 套圈（墊圈）基準端面 reference face of a ring (a washer)

軸承制造廠作為基準面的套圈（墊圈）端面，可以作為測量的基準。