搜索【专业积累】轴承基本常识大汇总——第一篇
2017-10-10 by:CAE仿真在线 来源:互联网
一、 概述
轴承作为一种基本的机械零件,要机械设备中应用极为广泛,几乎有转动的地方就有轴承的应用。目前世界上的大的轴承供应商主要有:FAG、SKF、NSK、TIMKEN等。
二、 分类
u 轴承有滚动轴承和滑动轴承之分。滑动轴承受速度和载荷的限制,应用较少。滚动轴承和滑动轴承相比有以下特点:
Ø 起动摩擦小;
Ø 在国际上推广了标准化、规格化,其互换性好;
Ø 简化了轴承的外围构造,便于保养、检查;
Ø 一般可以同时承受径向负荷和轴向负荷;
Ø 比较易于高、低温下使用;
Ø 为了提高刚性,即使在负间隙(预负荷状态)也可以使用;
u 滚动轴承的分类:
Ø 以滚动体分:球轴承和滚子轴承;
Ø 以负荷方向分:向心轴承和推力轴承:
l 主要承受径向载荷,同时也能承受少量的轴向载荷的轴承叫向心轴承 ,其公称接触角α<45°
· 尺寸相同时,滚子轴承比球轴承的承载能力更大;
· N型、NU型圆柱滚子轴承只能承受径向载荷,不能承受轴向载荷;
l 主要承受轴向载荷的轴承叫推力轴承,其公称接触角α>45°;
· 轴向力高时,优先选用推力圆柱滚子轴承和推力调心滚子轴承;
· 推力调心滚子轴承和单向推力角接触轴承同时能承受径向和轴向载荷,而其它推力轴承只能承受轴向载荷;
三、 轴承组成
u 一般由内圈、外圈、滚动体、保持架组成;碳化硅轴承由两个环组成;
u 材料:一般情况下的轴承钢—低合金、高纯度整体淬火铬钢;
对承受高冲击载荷和交变弯曲应力的轴承—渗碳钢;
腐蚀环境:要求轴承具有耐蚀性—不锈钢;
新型材料;碳化硅;
四、 保持架
u 作用:
Ø 分离各个滚动体,使工作中的摩擦和发热量最小;
Ø 保持滚动体之间距离相等,使载荷平均分配;
Ø 使可分离轴承和内外圈相互摆时滚动体不致掉出;
Ø 在轴承非承载区引导滚动体;
u 分类:
Ø 冲压钢板保持架:常见的浪形保持架(铆接的),其特点是:重量轻, 占轴承空间小,能贮藏较多的润滑脂;
Ø 黄铜实体保持架:也有铆接的,多为窗式;其特点是:能承受较高的强度和高温的环境;
Ø 玻璃纤维增强尼龙(聚酰胺66)保持架:窗式;尼龙66的弹性大,重量轻的特点使得这类保持架适用于:有冲击振动力,有高的加速度(或减速度),内外圈出现相互倾斜的情况。
保持架的引导形式:
大多数由滚动体引导 :在轴承代号中不显示;
由轴承外圈引导 :在轴承代号中加后缀“A”;
由轴承内圈(轴)引导 :在轴承代号中加后缀“B”;
五、工作温度
u 内径小于240MM:轴承的热处理工艺确保其在150℃时尺寸稳定;
u 内径大于240MM:轴承需要特殊的热处理工艺
u 轴承一般在低于200℃的环境中运行;
u 当高于200℃时,轴承代号后面有相应的后缀符号:S1—S4,分别代表相应的最高工作温度为:S1:200℃;S2:250℃;S3:300℃;S4:350℃;
u 当使用尼龙66材料作保持架时,工作温度不超过120℃;
六、 轴承游隙
u 概念:一个轴承圈套相对于加一个轴承圈子套在由一个极限位置到另一个极限位置可以移动的距离:径向上:叫径向游隙;轴向上:叫轴向游隙;
u 一般情况下,轴承内圈温度高于外圈温度,受安装时预压力及热胀冷缩的影响,安装前的游隙、安装后的游隙及工作状态的游隙逐渐缩小;
u 几种情况下的游隙的变化:
Ø 由轴件导入热量或通过轴承座散热时,径向间隙就会缩小 ;
Ø 由轴承座导入热量或通过轴件散热时,径向间隙就会加大;
Ø 起动过程短,此时内外圈套的温差大于稳定状态时的温差,就会产生上述两种情况的游隙变化;
u 游隙等级
Ø C0 :普通级;
Ø C1 :轴承内部游隙小于C2级;
Ø C2 :轴承内部游隙小于普通级;
Ø C3 :轴承内部游隙大于普通级;
Ø C4 :轴承内部游隙大于C3级;
Ø C5 :轴承内部游隙大于C4级;
也就是说:游隙等级按下面的顺序排列:C5>C4>C3>C0>C2>C1
七、 轴承的补偿
u 固定—游动支承:支承一根轴的轴承通常采用固定轴承和游动轴承组合的结构,游动轴承补偿轴的加工长度误差和热膨胀;
Ø 轴承自身的长度补偿:NU型和N型轴承是理想的游动轴承,这些轴承自身可以对长度化进行补偿;轴承内外圈可以用紧配合。
Ø 滑动配合的长度补偿:不可分离轴承如深沟球轴承和调心滚子轴承也可作游动轴承;这类轴承两个套圈中的一个采用松配合,没有轴向固定面。因此轴承的一个套圈可以在其支承面上活动;
u 两端可调的固定支承:这种支承可以通过弹簧进行预紧,这种调节方法可以补偿热膨胀量,也可以用于停机时有振动的场合;
u 两端游动支承:在不需要轴向紧密定位的轴上选用两端游动支承是一个很经济的办法;这种支承与两端固定支承相似,但轴与轴承座之间的相对移动可达到轴向游隙(S)。
八、 密封
u 密封有防尘盖和密封圈之分,两种设计均能防污染,保持油脂;
u 密封件的种类:Z、RZ、RS
Ø Z型:后缀为Z或2Z系列的轴承;当轴承外径小于或等于110MM 时,一般采用钢板防尘盖。这种防尘盖是非接触式的:靠近内圈的部分弯卷,形成一条较长的密封间隙,但较大的轴承其防尘盖的靠近内圈的部分不弯卷;主要适用于内圈的场合,若外圈旋转,在高速时,油脂有从轴承逸出的可能。
Ø RZ型油封:RZ型油封是由硫化橡胶和钢板垫圈组成,它既可以做到最小摩擦,又保证有效的密封;油封的唇部和内圈形成非常小的间隙,基本上是非接触式的,但密封性要比Z型防尘盖的好;
Ø RS型油封:属接触式密封,与内外圈均接触,这种类型的轴承与具有非接触式密封的轴承相比其转速低些;其中:RS1型为硫化橡胶圈和钢板垫圈组成,RS2为氟化橡胶圈和钢板垫圈组成。
u 密封圈性能对比:
|
应用要求 |
2Z |
2RZ |
2RS |
|
低摩擦力矩 |
+++ |
++(+) |
+ |
|
高转速性能 |
+++ |
++(+) |
/ |
|
润滑脂的保存 |
+ |
++ |
+++ |
|
防尘 |
+ |
++ |
+++ |
|
防水 |
/ |
/ |
+ |
u 密封件材料:一般采用晴橡胶(NBR),对于工作温度或环境相关的特殊应用标可以采用其它的材料的密封圈:聚丙烯(ACM)、氟塑料(FKM)和硅树脂(MVQ)合成橡胶;
性能对比:
|
性能 |
NBR |
ACM |
FKM |
MVQ |
|
连续最高温度 ℃ |
100 |
150 |
190 |
180 |
|
峰值温度 ℃ |
130 |
180 |
230 |
240 |
|
低温下限 ℃ |
-30 |
-20 |
-15 |
-60 |
|
耐润滑脂 |
好 |
好 |
很好 |
满意 |
|
耐磨损 |
好 |
很好 |
优秀 |
好 |
|
耐矿物油 |
好 |
不好 |
好 |
不好 |
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