滚动轴承

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编辑次数: 6 次  更新时间: 2015-07-17 16:38:40
参考资料:
中国轴承制造行业产销需求预测与转型升级分析报告

滚动轴承(rollingbearing)是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成,内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转;外圈作用是与轴承座相配合,起支撑作用;滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间,其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命;保持架能使滚动体均匀分布,防止滚动体脱落,引导滚动体旋转起润滑作用。

滚动轴承(rollingbearing)是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成,内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转;外圈作用是与轴承座相配合,起支撑作用;滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间,其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命;保持架能使滚动体均匀分布,防止滚动体脱落,引导滚动体旋转起润滑作用。

作用

支承转动的轴及轴上零件,并保持轴的正常工作位置和旋转精度,滚动轴承使用维护方便,工作可靠,起动性能好,在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较,滚动轴承的径向尺寸较大,减振能力较差,高速时寿命低,声响较大。

结构

滚动轴承的结构由部分组成

1.外圈——装在轴承座孔内,一般不转动

2.内圈——装在轴颈上,随轴转动

3.滚动体——滚动轴承的核心元件

4.保持架——将滚动体均匀隔开,避免摩擦

润滑剂也被认为是滚动轴承第五大件,它主要起润滑、冷却、清洗等作用

滚动轴承特征

1.专业化

轴承零件加工中,大量采用轴承专用设备。如钢球加工采用磨球机、研磨机等设备。专业化的特点还体现在轴承零件的生产上,如专业生产钢球的钢球公司、专业生产微型轴承的微型轴承厂等。

2. 先进性

由于轴承生产的大批量规模要求,使得其使用先进的机床、工装和工艺成为可能。如数控机床、三爪浮动卡盘及保护气氛热处理等。

3.自动化

轴承生产的专业化为其生产自动化提供了条件。在生产中大量采用全自动、半自动化专用和非专用机床,且生产自动线逐步推广应用。如热处理自动线及装配自动线等。

基本特点

好处

(1).节能显著。由于滚动轴承自身运动的特点,使其摩擦力远远小于滑动轴承,可减少消耗在摩擦阻力的功耗,因此节能效果显著。从理论分析及生产实践中,主轴承采用滚动轴承的一般小型球磨机节电达30%~35%,中型球磨机节电达15%~20%,大型球磨机节电可达10%~20%。由于球磨机本身是生产中的耗能大户,这将意味着可节约一笔及其可观的费用。

(2).维修方便,质量可靠。采用滚动轴承可以省去巴氏合金材料的熔炼、浇铸及刮瓦等一系列复杂其技术要求甚高的维修工艺过程以及供油、供水冷却系统,因此维修量大大减少。而且滚动轴承由于是由专业生产厂家制造,质量往往得到保证。也给球磨机使用厂家带来了方便。

优点

1、摩擦阻力小,功率消耗小,机械效率高,易起动;

2、尺寸标准化,具有互换性,便于安装拆卸,维修方便;

3、结构紧凑,重量轻,轴向尺寸更为缩小;

4、精度高,转速高,磨损小,使用寿命长;

5、部分轴承具有自动调心的性能;

6、适用于大批量生产,质量稳定可靠,生产效率高;

7、传动摩擦力矩比流体动压轴承低得多,因此摩擦温升与功耗较低;

8、起动摩擦力矩仅略高于转动摩擦力矩;

9、轴承变形对载荷变化的敏感性小于流体动压轴承;

10、只需要少量的润滑剂便能正常运行,运行时能够长时间提供润滑剂;

11、轴向尺寸小于传统流体动压轴承;

12、可以同时承受径向和推力组合载荷;

13、在很大的载荷-速度范围内,独特的设计可以获得优良的性能;

14、轴承性能对载荷、速度和运行速度的波动相对不敏感。

缺点

1、噪音大。

2、轴承座的结构比较复杂。

3、成本较高。

4、即使轴承润滑良好,安装正确,防尘防潮严密,运转正常,它们最终也会因为滚动接触表面的疲劳而失效。

性能

调心性能

轴中心线相对轴承座孔中心线倾斜时,轴承仍能正常工作的能力。双列向心球面球轴承和双列向心球面滚子轴承具有良好的调心性能。滚子轴承和滚针轴承不允许内、外圈轴线有相对倾斜。各类滚动轴承允许的倾斜角不同,如单列向心球轴承为8′~16′,双列向心球面球轴承为2°~3°,圆锥滚子轴承≤2′。

极限转速  在一定载荷和润滑条件下轴承所允许的最高转速。极限转速与轴承类型、 尺寸、精度、 游隙、保持架、负荷和冷却条件等有关。轴承工作转速应低于极限转速。选用高精度轴承、 改善保持架结构和材料、采用油雾润滑、改善冷却条件等,都可以提高极限转速。

轴承润滑

主要有脂润滑和油润滑。采用脂润滑不易泄漏、易于密封、使用时间长、维护简便且油膜强度高,但摩擦力矩比油润滑大,不宜用于高速。轴承中脂的装填量不应超过轴承空间的1/2~1/3,否则会由于搅拌润滑剂过多而使轴承过热。油润滑冷却效果好,但密封和供油装置较复杂。油的粘度一般为 0.12~0.2厘米/秒。负荷大,工作温度高时宜选用粘度高的油,转速高时选用粘度低的油。润滑方式有油浴润滑、滴油润滑、油雾润滑、喷油润滑和压力供油润滑等。油浴润滑时,油面应不高于最下方的滚动体中心。若按弹性流体动压润滑理论设计轴承和选择润滑剂粘度,则接触表面将被油膜隔开。这时,在稳定载荷作用下,轴承寿命可提高很多倍。

现代机器、仪器等设备正向高速、重载、精密、轻巧等方面发展,这对滚动轴承提出许多新的要求,如在减小尺寸的同时要求轴承保持甚至提高额定负荷,采用新技术改进工艺,提高制造精度,降低成本。通用滚动轴承已很难满足各式各样的要求,对生产量大的机器设备应设计制造专用轴承,在加强标准化的同时,增加品种,扩大专用轴承的比例。现代工业的发展还需要在特殊工况下工作的特种轴承,如在高速、高温、低温、强磁场或在酸、碱等介质中工作的轴承。

分类

按结构类型分类

1、轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分为向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承,其公称接触角从0°到45°。按公称接触角不同,又分为:径向接触轴承----公称接触角为0的向心轴承:向心角接触轴承----公称接触角大于0°到45°的向心轴承。

推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承,其公称接触角大于45°到90°。按公称接触角不同又分为:轴向接触轴承----公称接触角为90°的推力轴承:推力角接触轴承----公称接触角大于45°但小于90°的推力轴承。

2、轴承按其滚动体的种类,分为:

1) 球轴承----滚动体为球:

2) 滚子轴承----滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类,又分为:圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承,圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3 ;滚针轴承----滚动体是滚针的轴承,滚针的长度与直径之比大于3,但直径小于或等于5mm;圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承;调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。

3、轴承按其工作时能否调心,分为:

1) 调心轴承----滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承。

2) 非调心轴承(刚性轴承)----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。

轴承按滚动体的列数,分为:

a.单列轴承----具有一列滚动体的轴承。

b.双列轴承----具有两列滚动体的轴承。

c.多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承,如三列、 四列轴承。

4、轴承按其部件能否分离,分为:

1)可分离轴承----具有可分离部件的轴承;

2)不可分离轴承----轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。

轴承按其结构形状(如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状,挡边的结构,甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型。

按尺寸大小分类

轴承按其外径尺寸大小

(1)微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承。

(2) 小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承。

(3) 中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承。

(4) 中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承。

(5) 大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承。

(6) 特大型轴承----公称外径尺寸范围为440-2000mm的轴承。

(7) 重大型轴承----公称外径尺寸范围为2000mm以上的轴承。

辨别轴承

辨别设备轴承的质量,我们通常从以下几个方面进行

外包装是否明晰 双列圆锥滚子轴承一般情况下,正规厂家生产的品牌都有自己专门的设计人员对外包装进行设计,并且安排生产条件过关的工厂进行制作生产,因此,产品的包装无论从线条到色块都应该是非常清晰,毫不含糊。

钢印字是否清晰

每一个轴承产品都会在轴承产品体上印有其品牌字样、标号等。虽然字体非常小,但是正规厂家生产的产品都采用了钢印技术印字,而且在未经过热处理之前就进行压字,因此其字体虽然小,但是凹得深,非常清晰。而通常情况下,仿冒产品的字体非但模糊,由于印字技术粗糙,字体浮于表面,有些甚至轻易地就可以用手抹去或者手工痕迹严重。

是否有杂响

左手握住轴承体内套,右手小幅度的往复拨动外套使其旋转,听轴承运转过程中是否有杂响。由于大部分仿冒产品的生产条件落后,完全手工作坊式操作,在生产过程中轴承体内难免会掺进灰尘、沙子一类的杂质,所以在轴承旋转的时候会出现杂响或者运行不顺畅的现象。这一点是判断产品是否出自生产标准严格,并且用机器操作的正规厂商的品牌产品的关键。

表面是否有浑浊的油迹

表面是否有浑浊的油迹这需要我们在购买进口轴承时应该特别注意。由于国内的防锈技术与国外先进制造国还有一定的差距,因此对轴承体进行防锈处理时很容易留下厚厚的油迹,用手接触时感觉粘粘稠稠的,而国外原装进口的轴承上几乎看不到任何防锈油的痕迹。据业内人士介绍,特别细心的人可以在进口轴承上闻到一种特殊的味道,这就是防锈油的味道。

倒角是否均匀

所谓轴承的倒角,也就是横面与竖面的交接处,仿冒的轴承产品由于生产技术的限制,在这些边边角角的部位处理得不尽人意,这一点我们可以轻松辨别。

轴承包装

包装分内包装和外包装轴承在制造完毕并经检验合格后,即进行清洗和防锈处理,再放入内包装中,以达到防水、防潮、防尘、防冲击、维护轴承的质量和精度以及方便使用和销售的目的。

轴承内包装按防锈期分为三类:

①短防锈期包装:防锈期3~6个月,适用于大批量发货到同一订户,短期内便投入使用的轴承。经双方协议,以方便使用为原则,采用简易包装。

②一般防锈期包装:防锈期一年,适用于一般用途的轴承。

③长防锈期包装:防锈期二年,适用于专用和精密轴承。

轴承内包装材料有聚乙烯塑料筒(盒)、牛皮纸、平纹和皱纹聚乙烯复合纸、纸盒、聚乙烯或聚乙烯塑料膜、尼龙紧固带或塑料编制紧固带、防水高强度塑料带、麻布袋等。以上材料均需保证材料的耐腐蚀性能试验合格。

选择

滚动轴承类型多种多样,选用时可考虑以下方面因素,从而进行选择。

a.载荷的大小、方向和性质

球轴承适于承受轻载荷,滚子轴承适于承受重载荷及冲击载荷。当滚动轴承受纯轴向载荷时,一般选用推力轴承;当滚动轴承受纯径向载荷时,一般选用深沟球轴承或短圆柱滚子轴承;当滚动轴承受纯径向载荷的同时,还有不大的轴向载荷时,可选用深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承及调心球或调心滚子轴承;当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承,或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起,这在极高轴向载荷或特别要求有较大轴向刚性时尤为适合。

b.允许转速

因轴承的类型不同有很大的差异。一般情况下,摩擦小、发热量少的轴承,适于高转速。设计时应力求滚动轴承在低于其极限转速的条件下工作。

c.刚性

轴承承受负荷时,轴承套圈和滚动体接触处就会产生弹性变形,变形量与载荷成比例,其比值决定轴承刚性的大小。一般可通过轴承的预紧来提高轴承的刚性;此外,在轴承支承设计中,考虑轴承的组合和排列方式也可改善轴承的支承刚度。

d.调心性能和安装误差

轴承装入工作位置后,往往由于制造误差造成安装和定位不良。此时常因轴产生捞度和热膨胀等原因,使轴承承受过大的载荷,引起早期的损坏。自动调心轴承可自行克服由安装误差引起的缺陷,因而是适合此类用途的轴承。

e.安装和拆卸

圆锥滚子轴承、滚针轴承等,属于内外圈可分离的轴承类型(即所谓分离型轴承),安装拆卸方便。

f.市场性

即使是列入产品目录的轴承,市场上不一定有销售;反之,未列入产品目录的轴承有的却大量生产。因而,应清楚使用的轴承是否易购得。

尺寸检查

由于薄壁外圈在加工过程中可能不圆,所以冲压滚针轴承尺寸精度在安装前无法检验。只有当压入到具有推荐公差极限的轴承座孔中时,轴承才可达到所必需的几何精度。

滚针轴承的内切圆直径偏差的检查方法如下:

(1)把轴承压入环规中(壁厚≥20mm),环规的尺寸按表2的规定。

(2)用圆柱形通规和止规检查轴承的内切圆直径。

负荷与寿命

滚动轴承中任一元件出现接触疲劳磨损前的运转总转数或在一定转速下的总工作时数,称为轴承寿滚动轴承的寿命参差很大,同一批生产的轴承在相同条件下运转,其寿命可相差数倍甚至数十倍。同一批轴承中的90%在疲劳剥落前能达到或超过的总转数(或工作时数)时称为额定寿命L。

额定寿命为100万转时所能承受的载荷为额定动负荷C。承受载荷最大的滚动体与滚道接触处的塑性变形量之和达到万分之一滚动体直径时,所能承受的负荷为额定静负荷C0。额定负荷越大,轴承的负荷能力越强。向心轴承的额定负荷是纯径向负荷,推力轴承的额定载荷是纯轴向载荷。轴承的实际负荷情况常与额定负荷不同,须换算成当量负荷。

在当量动负荷P作用下,轴承的寿命与实际负荷条件下的寿命相同。在当量静负荷P0作用下,负荷最大的滚动体和滚道接触处的总塑性变形量与实际载荷条件下的相同。轴承的额定寿命、额定动负荷与当量动负荷之间的关系为

式中ε为寿命指数:球轴承ε=3,滚子轴承ε=10/3。在选择轴承时通常取机器中修或大修期限作为轴承的预期寿命。例如,不经常使用的设备为500~2000小时;每天工作8小时连续使用的机器为2~3万小时;每天连续使用24小时的机器为 4~10万小时。实际上达到预期寿命时只有少数轴承损坏。

代号

滚动轴承代号是用字母加数字来表示轴承结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的产品符号。国家标准GB/T272-93规定轴承的代号由三部分组成:前置代号、基本代号、后置代号。基本代号是轴承代号的基础。前置代号和后置代号都是轴承代号的补充,只有在遇到对轴承结构、形状、材料、公差等级、技术要求等有特殊要求时才使用,一般情况可部分或全部省略

a.基本代号

基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸。它由轴承类型代号、尺寸系列代号、内径代号构成。

a1、轴承类型代号 用数字或字母表示不同类型的轴承,详见资料库。

a2、尺寸系列代号 由两位数字组成。前一位数字代表宽度系列(向心轴承)或高度系列(推力轴承),后一位数字代表直径系列。尺寸系列表示内径相同的轴承可具有不同的外径,而同样的外径又有不同的宽度(或高度),由此用以满足各种不同要求的承载能力。

a3、内径代号 表示轴承公称内径的大小,用数字表示。

例:轴承 2 32 24

2-类型代号,调心滚子轴承;32-尺寸系列代号;24-内径代号,d=120mm;

例:轴承 6208-2Z/P6

6-类型代号,深沟球轴承;2-尺寸系列代号;08-内径代号,d=40mm;

2Z-轴承两端面带防尘罩;P6-公差等级符合标准规定6级

日常维护

一,对安装表面和安装场所要求吗?

是的。如果轴承内有铁屑、毛刺、灰尘等异物进入,将使轴承在运转时产生噪声与振动,甚至会损伤滚道和滚动体。所以,在安装轴承前,您必须确保安装表面和安装环境的清洁。

二,轴承安装前必须清洗吗?

轴承表面涂有防锈油,您必须用清洁的汽油或煤油仔细清洗,再涂上干净优质或高速高温的润滑油脂方可安装使用。清洁度对轴承寿命和振动噪声的影响是非常大的。但我们要特别提醒您的是:全封闭轴承不须清洗加油。

三,如何选择润滑脂?

润滑对轴承的运转及寿命有极为重要的影响,这里向您简要介绍选择润滑脂的一般原则。润滑脂由基础油、增稠剂及添加剂制成,不同种类和同一种类不同牌号的润滑脂性能相差很大,允许的旋转极限不同,在选择时务必注意。润滑脂的性能主要由基础油决定,一般低粘度的基础油适用于低温、高速,高粘度的适用于高温、高负荷。增稠剂也关系着润滑性能,增稠剂的耐水性决定润滑脂的耐水性。原则上,牌子不同的润滑脂不能混合,而且,即使是同种增稠剂的润滑脂,也会因添加剂不同相互带来坏影响。

四,在润滑轴承时,油脂涂的越多越好吗?

润滑轴承时,油脂涂的越多越好,这是一个常见的错误概念。轴承和轴承室内过多的油脂将造成油脂的过度搅拌,从而产生极高的温度。轴承充填润滑剂的数量以充满轴承内部空间1/2~1/3为宜,高速时应减少到1/3。

五,如何安装和拆卸?

安装时勿直接锤击轴承端面和非受力面,应以压块、套筒或其它安装工具(工装)使轴承均匀受力,切勿通过滚动体传动力安装。如果安装表面涂上润滑油,将使安装更顺利。如配合过盈较大,应把轴承放入矿物油内加热至80~90℃后尽快安装,严格控制油温不超过100℃,以防止回火效应硬度降低和影响尺寸恢复。在拆卸遇到困难时,建议您使用拆卸工具向外拉的同时向内圈上小心的浇洒热油,热量会使轴承内圈膨胀,从而使其较易脱落。

六,轴承的径向游隙越小越好吗?

不是所有的轴承都要求最小的工作游隙,您必须根据条件选用合适的游隙。国标4604-93中,滚动轴承径向游隙共分五组-2组、0组、3组、4组、5组,游隙值依次由小到大,其中0组为标准游隙。基本径向游隙组适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合;在高温、高速、低噪声、低摩擦等特殊条件下工作的轴承则宜选用大的径向游隙;对精密主轴、机床主轴用轴承等宜选用较小的径向游隙;对于滚子轴承可保持少量的工作游隙。另外,对于分离型的轴承则无所谓游隙;最后,轴承装机后的工作游隙,要比安装前的原始游隙小,因为轴承要承受一定的负荷旋转,还有轴承配合和负荷所产生的弹性变形量。

与滑动轴承的区别

基本区别

滚动轴承和滑动轴承的区别首先表象在结构上,滚动轴承是靠滚动体的转动来支撑转动轴的,而接触部位是一个点,滚动体越多,接触点就越多;滑动轴承是靠平滑的面来支撑转动轴的,因而接触部位是一个面。其次是运动方式不同,滚动轴承的运动方式是滚动;滑动轴承的运动方式是滑动,因而摩擦形势上也就完全不相同。

滑动轴承

滑动轴承(slidingbearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。

为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。常用的滑动轴承材料有轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨,聚四氟乙烯(PTFE)、改性聚甲醛(POM)、等。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。

滚动轴承

滚动轴承中的向心轴承(主要承受径向力)通常由内圈、外圈、滚动体和滚动体保持架4部分组成。内圈紧套在轴颈上并与轴一起旋转,外圈装在轴承座孔中。在内圈的外周和外圈的内周上均制有滚道。当内外圈相对转动时,滚动体即在内外圈的滚道上滚动,它们由保持架隔开,避免相互摩擦。推力轴承分紧圈和活圈两部分。紧圈与轴套紧,活圈支承在轴承座上。套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好的滚动轴承钢制造,淬火后表面硬度应达到HRC60~65。保持架多用软钢冲压制成,也可以采用铜合金夹布胶木或塑料等制造。

常见故障

滚动轴承常见故障

滚动轴承的故障现象一般表现为两种,一是轴承安装部位温度过高,二是轴承运转中有噪音。

1.轴承温度过高

在机构运转时,安装轴承的部位允许有一定的温度,当用手抚摸机构外壳时,应以不感觉烫手为正常,反之则表明轴承温度过高。

轴承温度过高的原因有:润滑油质量不符合要求或变质,润滑油粘度过高;机构装配过紧(间隙不足);轴承装配过紧;轴承座圈在轴上或壳内转动;负荷过大;轴承保持架或滚动体碎裂等。

2.轴承噪音

滚动轴承在工作中允许有轻微的运转响声,如果响声过大或有不正常的噪音或撞击声,则表明轴承有故障。

滚动轴承产生噪音的原因比较复杂,其一是轴承内、外圈配合表面磨损。由于这种磨损,破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配合关系,导致轴线偏离了正确的位置,在轴在高速运动时产生异响。当轴承疲劳时,其表面金属剥落,也会使轴承径向间隙增大产生异响。此外,轴承润滑不足,形成干摩擦,以及轴承破碎等都会产生异常的声响。轴承磨损松旷后,保持架松动损坏,也会产生异响。

3.轴承磨损

滚动轴承磨损是轴使用过程中常见的设备问题,主要是由轴的金属特性造成的:金属虽然硬度高,但是退让性差(变形后无法复原)、抗冲击性能差、抗疲劳性能差,因此容易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等。大部分的轴类磨损不易察觉,只有出现机器高温、跳动幅度大、异响等情况时,才会引起察觉,但是到人们发觉时,大部分滚动轴都已磨损,从而造成机器停机。

正确使用

1.轴承的拆装

轴承安装前应清洗干净。安装时,应使用专用工具将辅承平直均匀地压入,不要用手锤敲击,特别禁止直接在轴承上敲击。当轴承座圈与座孔配合松动时,应当修复座孔或更换轴承,不要采用在轴承配合表面上打麻点或垫铜皮的方法勉强使用。轴承拆卸时应使用合适的拉器将轴承拉出,不要用凿子、手锤等敲击轴承。

2.轴承的润滑

滚动轴承常用的润滑剂有润滑油和润滑脂两种。当轴的圆周速度小于4-5m/s时,或汽车上不能使用润滑油润滑的部位,都采用润滑脂润滑。润滑脂润滑的优点是密封结构简单,润滑脂不易流失,受温度影响不大,加一次润滑脂可以使用较长的时间。

使用润滑脂要注意两个问题,一是要按汽车说明书的要求,选用合适牌号的润滑脂。例如,汽车水泵轴承就不宜选用纳基润滑脂,因其耐水性较差。二是加入轴承中的润滑脂要适量,一般只充填轴承空腔的1/2-l/3为宜,过多不但无用,还会增加轴承的运转阻力,使之升温发热。特别要注意的是汽车轮毂轴承,要提倡“空毂润滑”,即只在轴承上涂一层适量的润滑脂即可,否则,不但浪费和散热不良,还会使润滑脂受热外溢,可能影响制动性能。

润滑油润滑的优点是摩擦阻力小,并能散热,主要用于高速和工作环境温度较高的轴承。润滑油的牌号要按汽车说明书的要求选用,并接汽车保养周期及时更换,放出旧油后要对机构进行清洗后再加新油,加油应加到规定的标线,或与加油口平齐(视汽车具体结构、要求而定),不可多加。

常见故障解决方案

传统维修方法

国内针对滚动轴磨损一般采用的是补焊、换滚珠、打麻点等方法,但当轴的材质为45号钢(调质处理)时,如果仅采用堆焊处理,则会产生焊接内应力,在重载荷或高速运转的情况下,可能在轴肩处出现裂纹乃至断裂的现象,如果采用去应力退火,则难于操作,且加工周期长,检修费用高;当轴的材质为HT200时,采用铸铁焊也不理想。一些维修技术较高的企业会采用电刷镀、激光焊、微弧焊甚至冷焊等,这些维修技术往往需要较高的要求及高昂的费用。

故障频率计算方法

滚动轴承外环故障频率:BPFOr≌0.4Nn

滚动轴承内环故障频率:BPFIr≌0.6Nn

滚动轴承保持架故障频率:FTFr≌0.4N

轴承外环故障频率:BPFOe≌N(0.5n-1.2)

轴承内环故障频率:BPFIe≌N(0.5n+1.2)

轴承滚动体故障频率:BSFe≌N(0.2n-1.2/n)

轴承保持架故障频率:FTFe≌N(0.5-1.2/n)

以上符号:n=滚动体数目。N=轴的转速。

注:1.滚动轴承没有滑动;2.滚动轴承几何尺寸没有变化;3.轴承外环固定不旋转。

最新维修方法

对于以上修复技术,在欧美日韩企业已不太常见,发达国家一般采用的是高分子复合材料技术和纳米技术,高分子技术可以现场操作,有效提升了维修效率,且降低了维修费用和维修强度。其中应用最为广泛的是美嘉华福世蓝技术体系,相比传统技术,高分子复合材料既具有金属所要求的强度和硬度,又具有金属所不具备的退让性(变量关系),可以最大限度确保修复部位和配合部件的尺寸配合;同时,利用复合材料本身所具有的抗压、抗弯曲、延展率等综合优势,可以有效地吸收外力的冲击,极大化解和抵消轴承对轴的径向冲击力,并避免了间隙出现的可能性,也就避免了设备因间隙增大而造成的二次磨损。

地位与作用

滚动轴承是应用广泛的重要机械基础件,广泛应用于国民经济和国防事业各个领域。

滚动轴承的发明历史非常久远。据在中国山西省永济县的考古文物发现,早在公元前221~207年(秦代),即已有了青铜制滚动轴承;据在意大利的尼米湖的考古文物发现,公元12~41年,也已有了青铜制滚动轴承。现代轴承工业的诞生,则是以1883年德国发明了世界上第一台磨球机,从此进入工业化生产钢球时代为标志。滚动轴承伴随着第二次工业革命时期的自行车、汽车等工业而蓬勃发展,在世界范围内,逐步成为一个专业性很强的工业产业,在现代工业中具有十分重要的地位和作用。

滚动轴承的重要性主要体现在以下几个方面:

(1)在国民经济中——滚动轴承被称为“工业的关节”。轴承工业作为机械 工业的基础产业和骨干产业,其发展水平的高低,往往代表或制约着一个国家机械工业和其他相关产业的发展水平。在日本,人们常把轴承称作工业的食粮,轴承工业被称为“机械工业的核心产业”、“提高国民生活的基础产业“,受到日本政府振兴政策的保护与支持,是14个”特定机械工业“行业之一。在中国,滚动轴承是国家确定的11类特定振兴机械产品之一,有33家轴承企业被列为特定振兴产业。在国家新确定的520家重点企业中,轴承行业在占有6家。在《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录中》,轿车轴承、铁路机车车辆、精密轴承和高速轴承制造被列入其中。

(2)在国防事业上——滚动轴承是必备的军备物资。没有轴承,导弹不能升空、飞机不能上天、军舰不能出海、坦克无法出击... ...轴承在许多军事装备中,都是重要或者核心零部件;在战争中,轴承制造厂是敌对国列入重点打击的目标之一;冷战时期,轴承专用设备曾是西方国家对社会主义国家实行经济封锁的禁运物资之一。至今,很多轴承产品和技术仍被许多军事大国列入技术封锁的范畴。

(3)在技术地位上——轴承钢是各种合金钢中要求技术指标最多而且最严的钢种。世界公认,轴承钢的冶炼水平是一个国家冶金技术水平的标志。在中国,在不锈钢、高速钢、齿轮钢、阀门钢、弹簧钢等诸多特殊钢中,轴承钢是迄今需要颁发生产许可证的少数钢种之一。滚动轴承还是许多新材料如工程陶瓷、工程塑料的重要应用领域。

滚动轴承工业是最早开展标准化活动、最早采用可靠性技术的工业领域之一。早在1949年,就已建立了滚动轴承疲劳寿命与可靠性经典理论,1963年,又将其纳入了国际标准ISO281:1963。

轴承行业在中国的发展

随着中国改革开放政策的对外执行,大批国外先进技术领域的轴承产品相继走进中国,由于在新中国成立初期受到政治方面的影响,曾经国外民用轴承技术的传播和产品销售也都一度受到过阻塞,不过终其因为中国庞大的消费市场和民族工业的兴起,国外大多数知名的轴承品牌都在中国设立了子公司乃至生产工厂。虽然国内轴承产业有了显著的进步和提升,不过在技术质量,产品售后维护理念的推广上依旧有着不小的差距,总体来说,商业产值相比国外轴承有着先天的弱势,高端轴承国内工业产业的知名度有待扩充和发展。

由于中国国内发展所处的特殊时期,市场经济体制下轴承类产品的买卖就显得尤为混乱,在中国从事各类进口和国产类轴承的大小经销商数量众多,由于市场需求量大,各行各业都离不开轴承,也就铸成了中国国内奇特的轴承产品”对号入座“现象,根据不同企业(除军队外)的需要,在中国,从进口的高质量轴承产品到一般性国产轴承,市场价格都有着极其巨大的差异和抖动变化。

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磨机中的应用

磨机中空轴安装滚动轴承的老式方法是将中空轴加工成适合轴承的内径,将轴承热装置、轴承部位、轴承内套圈的外部有顶套,顶套靠进出料螺旋筒(或进出料衬套)用螺栓固定在中空轴上,进行压紧。在磨运行过程中,进出料螺旋筒、固定螺栓经常松动,造成了顶套和中空轴产生位移,粉尘会从中空轴与顶套之间的缝隙中进入轴承盒内,使润滑脂变脏,导致润滑不良,造成轴承的损坏现象时有发生。

为了克服上述若干缺点,经过几年的实践和摸索,设计出了一种新式的安装方法,并在一些使用厂家得到了良好的应用。

其方法是:在磨机中空轴安装滚动轴承的部位将直径加粗,中空轴被冷却的稀油又将中空轴传导到轴承上的温度降至60度以下的正常范围内。

装配标准

1、首先选用质量合格的滚动轴承,再检查与轴承配合的轴径或轴承体,从而来确定采用哪种配合方式,主要考虑因素包括滚动轴承的工作条件、负荷、转速、温度等。

2、滚动轴承上标有型号的端面应装在可见部位,这样在更换轴承时能够很方便地识别轴承型号。

3、轴径或壳体孔台肩处的圆弧半径应小于轴承的圆弧半径,以保证装配后轴承与轴肩和壳体孔台肩靠紧。

4、滚动轴承的固定装置必须完好可靠,紧固程序适中,防松可靠。

5、装配滚动轴承过程中,应严格保持清洁,防止杂物进入轴承内。

6、装配后,应检查滚动轴承是否转动灵活,有无噪音,一般工作温度不超过50℃。

装配方法

滚动轴承的装配工作开始之前,首先需要对滚动轴承进行清洗,保持其干净整洁;然后对滚动轴承进行检查,按照其装配要求进行装配。

1、首先将滚动轴承中残留的润滑脂及防锈油清除干净。

2、先用煤油冲洗滚动轴承,再用汽油洗净,并用干净的布擦干。

3、也可用其它清洗剂清洗,并将轴承用布擦干净。

4、切记,不要用脏油或脏布、棉纱清洗或擦干轴承。

滚动轴承的装配原则:根据轴承结构、尺寸大小、工作条件和轴承部件的配合性质而定,装配时的压力应直接加在待配合的套圈端面上,不允许通过滚动体传递压力。滚动轴承的装配一般有压入装配法、温差装配法及工频感应加热器等。

1、滚动轴承不宜从机件上拆下,如必须拆下时,应选用正确的工具和方法。

2、在装配滚动轴承前,应根据滚动轴承的防锈方式,选用适当的清洗剂和方法清洗洁净。

3、在装配前应用内、外径千分尺检查轴承套的内径及轴颈的直径,其配合公差必须符合图纸要求。

4、滚动轴承装在对开式轴承座内,轴承盖和轴承座的结合面间应无间隙,但轴承外圈与轴承座两侧的瓦口处应留出一定的间隙。瓦口的侧间隙可用塞尺测量检查,如果间隙太小或出现“夹帮”现象时,可用刮刀刮削,为增大间隙,并符合表《滚动轴承与对开轴承座的间隙》。

5、滚动轴承装配,有打入法、压入法和热装法。打入法在捶击时,应采用紫铜棒或套管作为传递力的工具,使作用在轴承上的力对称。压入法是用压力机代替锤击,仍然利用套管传递力量。热装时严禁用火焰直接加热,应用80~90℃热油加热,油温不宜超过100℃。轴承加热时不得与加热油箱座接触,应将轴承吊挂在油层中部,以免局部过热引起退火。

加热时间不得少于15min,使内套膨胀到要求的数值后再装配。热装过程中不得停顿,应快速一次将轴承装到正确位置上。如轴承内钢球保持架为不耐油塑料,则宜用水加热,但装配后应及时将水分擦干。

6、滚动轴承装配时,应符合下列要求:

⑴对清洗后的轴承应进行检查,轴承应无损伤、锈蚀,转动灵活无异响,核对轴承与轴颈及轴承座的配合类别和尺寸,符合要求后方可进行装配;

⑵装配时对轴承所加压力应均匀分布并垂直于端面,禁防单侧受力。根据装配关系选择受力点,如往轴颈上装配轴承则压力应加在轴承内圈上;

⑶装配时,应使轴承和轴肩靠紧,圆锥滚子轴承和向心推力轴承与轴肩的间隙不得大于0.05mm,其它轴承不得大于0.1mm。轴承盖和挡圈必须平整,并均匀地紧贴在轴承端面上,并按技术文件规定调整留出间隙;

⑷装配时,应尽量将轴承上注有规格的一端向外,便于检查更换。装配后用手转动检查有无卡涩现象,然后加注适量油脂。密封装置必须按规定装配,密封后不得有漏油现象;

⑸单列、双列和四列圆锥滚子轴承、向心推力轴承,在装配时均应检查其轴向游隙,并按轴承标准或技术文件进行调整;

⑹各种向心轴承、滚针轴承、螺旋滚子轴承装配后,必须转动灵活。采用润滑脂的轴承装配后轴承空腔内注入65%~80%的空腔容积的清洁润滑脂,对用稀油润滑的轴承,不准注入润滑脂。

 

⑺装配轴承时,应调整的轴向游隙、轴向预紧程度(轴向预过盈量),均应符合轴承标准或设备技术文件规定。

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