滚动轴承由哪几部分组成?
滚动轴承由于用途和工作条件不同,其结构变化甚多,但基本结构都是由内
圈、外圈、滚动体(钢球或滚子)和保持架四个零件组成。
(1)内圈(又称内套或内环) 。通常固定在轴颈上,内圈与轴一起旋转。内
圈外表面上有供钢球或滚子滚动的沟槽,称为内沟或内滚道。
(2)外圈(又称外套或外环) 。通常固定在轴承座或机器的壳体上,起支承
滚动体的作用。外圈内表面上也有供钢球或滚子滚动的沟槽, 称为内沟或内滚道。
(3)滚动体(钢球或滚子) 。每套轴承都配有一组或几组滚动体,装在内圈
和外圈之间,起滚动各传递力的作用。滚动体是承受负荷的零件,其形状、大小
和数量决定了轴承承受载荷的能力各高速运转的性能。
(4)保持架(又称保持器或隔离器) 。将轴承中的滚动体均匀地相互隔开,
使每个滚动体在内圈和外圈之间正常地滚动。 此外,保持架具有引导滚动体运动,
改善轴承内部润滑条件,以及防止滚动体脱落等作用。
在推力轴承中,与轴配合的套圈叫轴圈, 与轴承座或机器壳体配合的套圈叫
座圈,轴圈和座圈统称垫圈。 除了上述四个零件外, 各种不同结构的轴承还有与
其相配的其他零件。 例如,铆钉、防尘盖、密封圈、止动垫圈、挡圈及紧定套等。
一、接触疲劳强度
轴承在周期负荷的作用下,接触表面很容易发生疲劳破坏,即出现龟裂剥落,
这是轴承的主要损坏形式。 因此,为了提高轴承的使用寿命, 轴承钢必须具有很
高的接触疲劳强度。
二、耐磨性能
轴承工作时,套圈、滚动体和保持架之间不仅发生滚动摩擦,而且也会发生
滑动摩擦,从而使轴承零件不断地磨损。 为了减少轴承零件的磨损, 保持轴承精
度稳定性,延长使用寿命,轴承钢应有很好的耐磨性能。
三、硬度
硬度是轴承质量的重要质量之一,对接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限都有
直接的影响。轴承钢在使用状态下的硬度一般要达到 HRC61~65,才能使轴承获
得较高的接触疲劳强度和耐磨性能。
四、防锈性能
为了防止轴承零件和成品在加工、存放和使用过程中被腐蚀生锈,要求轴承
钢应具有良好的防锈性能。
五、加工性能
轴承零件在生产过程中,要经过许多道冷、热加工工序,为了满足大批量、
高效率、高质量的要求, 轴承钢应具备良好的加工性能。 例如,冷、热成型性能,
切削加工性能,淬透性等。
轴承钢除了上述基本要求外,还应该达到化学成分适当、内部组织均匀、非
金属夹杂物少、内部表面缺陷符合标准以及表面脱碳层不超过规定浓度等要求,
这些项目在原材料标准中都有明确的规定。
轴承零件常用材料主要有:高碳铬轴承钢、渗碳钢(如 20Cr2Ni4A、15Mn、
20Cr2MnMoA)、高温轴承钢 (如 Cr4Mo4V、Cr14Mo4、Cr15Mo4V、W18Cr4V)、
不锈轴承钢 (9Cr18、 9Cr18Mo、 1Cr18Ni9Ti)、真空脱气钢、防磁轴承钢等,其
中最常用的是高碳铬轴承钢。高碳铬轴承钢的基本钢号有 GCr6 、GCr9、
GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn,它是我国轴承制造工业中用途最广、用量最
大的钢种,具备良好的耐磨性能和接触疲劳性能, 有较理想的加工性能, 具备一
定的弹性和韧性。
所谓滚动轴承的游隙,是将一个套圈固定,另一套
圈沿径向或轴向的最大活
动量。沿径向的最大活动量叫径向游隙, 沿轴向的最大活动量叫轴向游隙。 一般
来说,径向游隙越大,轴向游隙也越大,反之亦然。 按照轴承所处的状态,游隙
可分为下列三种:
一、原始游隙
轴承安装前自由状态时的游隙。原始游隙是由制造厂加工、装配所确定的。
二、安装游隙
也叫配合游隙,是轴承与轴及轴承座安装完毕而尚未工作时的游隙。由于过
盈安装,或使内圈增大,或使外圈缩小,或二者兼而有之,均使安装游隙比原始
游隙小。
三、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。
有些滚动轴承不能调整游隙,更不能拆卸,这些轴承有六种型号,即 0000型
至 5000型;有些滚动轴承可以调整游隙, 但不能拆卸,有 6000型(角接触轴承)
及内圈锥孔的 1000型、2000型和 3000型滚动轴承,这些类型滚动轴承的安装
游隙,经调整后将比原始游隙更小; 另外,有些轴承可以拆卸, 更可以调整游隙,
有 7000型(圆锥滚子轴承)、8000型(推力球轴承) 和 9000型(推力滚子轴承)
三种,这三种轴承不存在原始游隙; 6000型和 7000型滚动轴承,径向游隙被调
小,轴向游隙也随之变小,反之亦然,而 8000型和 9000型滚动轴承,只有轴向
游隙有实际意义。
合适的安装游隙有助于滚动轴承的正常工作。游隙过小,滚动轴承温度升高,
无法正常工作,以至滚动体卡死;游隙过大,设备振动大,滚动轴承噪声大。
1、感觉法
用手指检查滚动轴承的轴向游隙,这种方法应用于轴端外露的场合。当轴端
封闭或因其他原因而不能用手指检查时,可检查轴是否转动灵活。
2、测量法
(1)用塞尺检查,操作方法与用塞尺检查径向游隙的方法相同,但轴向游隙
应为c=λ/(2sin β)式中 c——轴向游隙, mm;λ——塞尺厚度, mm;
β——轴承锥角,(°)。
(2)用千分表检查,用撬杠窜动轴使轴在两个极端位置时,千分表读数的差
值即为轴承的轴向游隙。 但加于撬杠的力不能过大, 否则壳体发生弹性变形, 即
使变形很小,也影响所测轴向游隙的准确性。
一、敲击法
敲击力一般加在轴承内圈,敲击力不应加在轴承的滚动体和保持架上,此法
简单易行,但容易损伤轴承, 当轴承位于轴的末端时, 用小于轴承内径的铜棒或
其它软金属材料抵住轴端,轴承下部加垫块,用手锤轻轻敲击,即可拆下。应用
此法应注意垫块放置的位置要适当,着力点应正确。
二、拉出法
采用专门拉具,拆卸时,只要旋转手柄,轴承就会被慢慢拉出来。拆卸轴承
外圈时,拉具两脚弯角应向外张开;拆卸轴承内圈时,拉具两脚应向内,卡于轴
承内圈端面上。
1、应将拉具的拉钩钩住轴承的内圈,而不应钩在外圈上,以免轴承松动过度
或损坏;
2、使用拉具时,要使丝杆对准轴的中心孔,不得歪斜。还应注意拉钩与轴承
的受力情况,不要将拉钩及轴承损坏;
3、注意防止拉钩滑脱;
4、拉具两脚的弯角小于 90°。
三、推压法
用压力机推压轴承,工作平稳可靠,不损伤机器和轴承。压力机有手动推压,
机械式或液压式压力机推压。
注意事项:压力机着力点应在轴的中心上,不得压偏。
四、热拆法
用于拆卸紧配合的轴承。 先将加热至 100℃左右的机油用油壶浇注在待拆的轴
承上,待轴承圈受热膨胀后,即可用拉具将轴承拉出。
1、首先,应将拉具安装在待拆的轴承上,并施加一定拉力;
2、加热前,要用石棉绳或薄铁板将轴包扎好,防止轴受热胀大,否则将很难
拆卸,从轴承箱壳孔内拆卸轴承时, 只能加热轴承箱壳孔, 不能加热轴承;
3、浇油时,要将油壶平稳地浇在轴承套圈或滚动体上, 并在其下方置一油盆,
收集流下的热油,避免浪费和烫伤;
4、操作者应戴石棉手套,防止烫伤。
一、向心球轴承
1、内外圈滚道剥落,严重磨损,内外圈有裂纹。
2、滚珠失圆或表面剥落,有裂纹。
3、保持架磨损严重。
4、转动时有杂音和振动,停止时有制动现象及倒退反转。
5、轴承的配合间隙超过规定游隙最大值。
二、圆锥滚子轴承
1、内外圈滚道剥落,严重磨损,内外圈有裂纹。
2、在滚子长方向度上,中心前移量超过 1.5mm,锥形滚子前端离外圈边缘大
于 2~3 mm。
3、保持架磨损,不能将滚子收拢在内圈上,破裂,变形无法修复。
三、向心球面滚子轴承和向心短圆柱滚子轴承
1、内外圈滚道和滚子有破碎、麻点和较深的磨痕。
2、保持架变形,不能将滚子收拢在内圈上。
3、内外圈滚道与滚子的配合间隙大于 0.06mm。
四、推力球轴承
1、两滚道垫圈剥伤和严重磨损。
2、滚珠破碎或有麻点。
3、保持架变形严重,不能收拢滚珠。
一、滚动轴承的代用原则
1、轴承的工作能力系数和允许静载荷等技术参数要尽量等于原配轴承的技术
参数。
2、应当选择允许极限转速等于或高于原配轴承的实际转速。
3、代用轴承的精度等级要不低于原配轴承的精度等级。
4、尺寸要相同,不能因为更换轴承而随意改变机器与轴承相配合的尺寸。
5、采用镶套方法的轴承,要保证所镶轴套的内外圆柱面的同心度,并应正确
选用公差与配合。
二、滚动轴承的代用方法
1、直接代用
代用轴承的内径、外径和厚度尺寸与原配轴承完全相同,不需采取任何措施
即可安装使用。
2、加垫代用
代用轴承的内径、外径与原配轴承完全相同,仅宽度较窄时,可采用加垫代
用。所加垫圈的厚度等于原配原配轴承和代用轴承的宽度差。 垫圈内径与轴采用
间隙配合,外径为轴承内圈的外径。 垫圈两端面要平行, 安装时垫圈应紧靠轴的
台肩。
4、以宽代窄
当没有与原配轴承尺寸相近的代用轴承, 可以采取改变轴颈或外壳孔的办法,
使其与代用轴承相配合。 但轴颈或孔径的加工量不能太大以免影响零件强度。 采
用标准型号的轴承的机器,尽量不采用此法。
5、改变轴或外壳孔的尺寸
对于非标准的已淘汰的轴承,可以采取改变轴颈或外壳孔的办法,使其与代
用轴承相配合。但轴颈或孔径的加工量不能太大以免影响零件强度。 采用标准型
号的轴承的机器,尽量不采用此法。
6、外国轴承的代用
代用外国轴承可根据其牌号和型号,从有关手册中找出与其相对应的国产型
号。
利用轴和轴承用滑动运动而承受载荷的轴承叫滑动轴承。根据滑动轴承两个
相对运动表面油膜形成原理的不同。可分为流体动压润滑轴承(也称动压轴承)
和流体静压轴承(也称静压轴承) 。一般讨论的是流体动压润滑轴承,它通过轴
和轴承的相对运动把油带入两表面之间, 形成足够的压力膜, 将两表面隔开, 从
而承受载荷。
常用的轴瓦材料分金属材料和非金属材料两类。
(1)铸铁。普通灰铸铁或加有镍、铬、钛使合金成分的耐磨灰铸铁,或者球
墨铸铁,都可以作轻载低速轴瓦的材料。 这些材料中片状或球状石墨成分在材料
表面覆盖后,可以形成一层起润滑作用的石墨层。耐磨铸铁表面以磷化处理后,
即可形成一多孔性薄层,有助于提高其耐磨性。
(2)轴承合金。(通常巴氏合金或白合金)轴承合金分两大类:一是以锡为
基本成分,加入适量的锑和铜而成的,叫做锡基轴承合金,如 ZChSnSb11-6;另
一类是以铅为基本成分,加入适量的锡和锑,叫做铅基轴承合金,如
ZCnPbSn16-16。
(3)铜合金。铜合金可分为: 铸造铅青铜; 铸造锡锌铅青铜; 铸造锡磷青铜;
铸造铝青铜;铸造黄铜。
(4)铝合金。它分为两类:低锡铝合金,含锡约为 6.5%;高锡铝合金,含锡
达 20%。
(5)陶质金属。这是用不同的金属粉末经压制、烧结而成的轴瓦材料。这种
材料是多孔结构的,孔隙约占体积的 10%~35%,使用前在热油中浸泡,使孔隙
充满润滑油,它具有自润滑性,也称含油轴承。
(6)石墨。石墨轴瓦可以是纯石墨的,它的强度较低;也可以加入塑料、树
脂、银、铜或巴氏合金等,以提高强度及改善适应性。
(7)其他非金属材料。
1)橡胶。主要用于水作润滑剂且比较脏污之处。
2)酚醛胶布。它是棉布、石棉布或其他人造纤维布用酚醛树脂粘合起来的层
状结构的材料。
3)尼龙。用于低载荷轴承上。