轴承

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历史发展

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早期的直线运动轴承形式,就是在一排撬板下放置一排木杆。现代直线运动轴承使用的是同一种工作原理,只不过有时用球代替滚子。最简单的旋转轴承是轴套轴承,它只是一个夹在车轮和轮轴之间的衬套。这种设计随后被滚动轴承替代,就是用很多圆柱形的滚子替代原先的衬套,每个滚动体就像一个单独的车轮。

意大利奈米湖发现的一艘建造于公元前40年的古罗马船只上,发现了早期的球轴承的实例:一个木制球轴承是用来支撑旋转桌面。据说列昂纳多·达·芬奇在1500年左右曾经对一种球轴承进行过描述。球轴承的各种不成熟因素中,有很重要的一点就是球之间会发生碰撞,造成额外的摩擦。但是可以通过把球放进一个个小笼里防止这种现象。17世纪,伽利略对“笼装球”的球轴承做过最早的描述。十七世纪末,英国的C.瓦洛设计制造球轴承,并装在邮车上试用以及英国的P.沃思取得球轴承的专利。最早投入实用的带有保持架的滚动轴承是钟表匠约翰·哈里逊于1760年为制作H3计时计而发明的。十八世纪末德国的H.R.赫兹发表关于球轴承接触应力的论文。在赫兹成就的基础上,德国的R.施特里贝克、瑞典的A.帕姆格伦等人进行了大量的试验,对发展滚动轴承的设计理论和疲劳寿命计算作出了贡献。随后,俄国的N.P.彼得罗夫应用牛顿粘性定律计算轴承摩擦。*个关于球沟道的专利是卡马森的菲利普·沃恩在1794年获得的。

1883年,弗里德里希·费舍尔提出了使用合适的生产机器磨制大小相同、圆度准确的球的主张,奠定了轴承工业的基础。英国的O.雷诺对托尔的发现进行了数学分析,导出了雷诺方程,从此奠定了流体动压润滑理论的基础。


行业概况

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根据国家统计局数据,2011年中国轴承制造行业规模(年销售收入2000万元以上)企业共有1416家企业,全年实现工业总产值1932.11亿元,同比增长27.59%;销售收入为1910.97亿元,同比增长30.30%;利润总额125.23亿元,较上年增长为26.54%。预计到2015年,我国轴承产量有望超过280亿套,主营业务收入有望达到2100亿元,成为全球*的轴承生产和销售基地。

当前我国轴承行业主要面临三大突出问题:分别是行业生产集中度低、研发和创新能力低、制造技术水平低。

*,行业生产集中度低。在全世界轴承约300亿美元的销售额中,世界8大跨国公司占75%~80%。德国两大公司占其全国总量的90%,日本5家占其全国总量的90%,美国1家占其全国总量的56%。而我国瓦轴等10家*的轴承企业,销售额仅占全行业的24.7%,前30家的生产集中度也仅为37.4%。

第二,研发和创新能力低。全行业基础理论研究弱,参与国际标准制订力度弱,少原创技术,少专利产品。

当前我们的设计和制造技术基本上是模仿,产品开发能力低,表现在:虽然对国内主机的配套率达到80%,但高速铁路客车、中xxx轿车计算机空调器、高水平轧机等重要主机的配套和维修轴承,基本上靠进口。

第三,制造技术水平低。我国轴承工业制造工艺和工艺装备技术发展缓慢,车加工数控率低,磨加工自动化水平低,全国仅有200多条自动生产线。对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备,如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等复盖率低,许多技术难题攻关未能取得突破。轴承钢新钢种的研发,钢材质量的提高,润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发,尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。因而造成工序能力指数低,一致性差,产品加工尺寸离散度大,产品内在质量不稳定而影响轴承的精度、性能、寿命和可靠性。


轴承分类

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轴承轴承

向心轴承、推力轴承液体润滑轴承、不完全液体润滑轴承、无润滑轴承。调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、双列深沟球轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承


轴承类型

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滚针轴承

滚针轴承装有细而长的滚子(滚子长度为直径的3~10倍,直径一般不大于5mm),因此径向结构紧凑,其内径尺寸和载荷能力与其他类型轴承相同时,外径最小,特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构.滚针轴承根据使用场合不同,可选用无内圈的轴承或滚针和保持架组件,此时与轴承相配的轴颈表面和外壳孔表面直接作为轴承的内、外滚动表面,为保证载荷能力和运转性能与有套圈轴承相同,轴或外壳孔滚道表面的硬度,加工精度和表面质量应与轴承套圈. 用途组合滚针轴承是由向心滚针轴承和推力轴承部件组合的轴承单元,其结构紧凑体积小,旋转精度高,可在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷。并且产品结构形式多样、适应性广、易于安装。组合滚针轴承广泛用于机床、冶金机械纺织机械和印刷机械等各种机械设备,并可使机械系统设计的十分紧凑灵巧。


调心球轴承

调心球轴承:二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间,装配有鼓形滚子的轴承。 外圈滚道面的曲率中心与轴承中心一致,所以具有与自动调心球轴承同样的调心功能。在轴、外壳出现挠曲时,可以自动调整,不增加轴承负担。调心滚子轴承可以承受径向负荷及二个方向的轴向负荷。 调心球轴承径向负荷能力大,适用于有重负荷、冲击负荷的情况。内圈内径是锥孔的轴承,可直接安装。或使用紧定套、拆卸筒安装在圆柱轴上。保持架使用钢板冲压保持架、聚酰胺成形. 调心球轴承适用于承受重载荷与冲击载荷、精密仪表、低噪音电机汽车、摩托车、冶金、轧机、矿山、石油、造纸、水泥、榨糖等行业及一般机械等。


深沟球轴承

深沟球轴承进口轴承主要用于承受纯径向载荷,也可同时承受径向载荷和轴向载荷。当其仅承受纯径向载荷时,接触角为零。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时,具有角接触轴承的性能,可承受较大的轴向载荷 。深沟球轴承的摩擦系数很小,极限转速也很高, 特别是在轴向载荷很大的高速运转工况下,深沟球轴承比推力球轴承更有优越性。深沟球轴承是xxx代表性的滚动轴承,用途广泛。


在结构上深沟球轴承的每个套圈均具有横截面大约为球的赤道圆周长的三分之一的连续沟型滚道。深沟球轴承主要用于承受径向载荷,也可承受一定的轴向载荷。当轴承的径向游隙增大时,具有角接触球轴承的性质,可承受两个方向交变的轴向载荷。与尺寸相同的其它类型轴承相比,该类轴承摩擦系数小,极限转速高,精度高,是用户选型时首选的轴承类型。深沟球轴承结构简单,使用方便,是生产批量*,应用范围最广的一类进口轴承。


适用于高转速甚至极高转速的运行,而且非常耐用,无需经常维护。该类轴承摩擦系数小,极限转速高, 结构简单,制造成本低,易达到较高制造精度。 尺寸范围与形式变化多样,应用在精密仪表、低噪音电机、汽车、摩托车及一般机械等行业,是机械工业中使用最为广泛的一类轴承。主要承受径向负荷,也可承受一定量的轴向负荷深沟球轴承可用于变速箱、仪器仪表、电机、家用电器内燃机、交通车辆、农业机械建筑机械、工程机械


选取较大的径向游隙时轴向承载能力增加,承受纯径向力时接触角为零。有轴向力作用时,接触角大于零。一般采用冲压浪形保持架,车制实体保持架,有时也采用尼龙架。


深沟球轴承装在轴上后,在轴承的轴向游隙范围内,可限制轴或外壳两个方向的轴向位移,因此可在双向作轴向定位。此外,该类轴承还具有一定的调心能力,当相对于外壳孔倾斜2′~10′时,仍能正常工作,但对轴承寿命有一定影响。深沟球轴承保持架多为钢板冲压浪形保持架,大型轴承多采用车制金属实体保持架。


调心滚子轴承

调心滚子轴承是在有二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间,组装着鼓形滚子的轴承。


调心滚子轴承具有两列滚子,主要承受径一载荷,同时也能承受任一方向的轴向载荷。有高的径向载荷能力,特别适用于重载或振动载荷下工作,但不能承受纯轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形,故其调心性能良好,能补偿同轴度误差。


调心滚子轴承有两列对称型球面滚子,外圈有一条共用的球面滚道,内圈有两条与轴承轴线倾斜一角度的滚道,具有良好的调心性能,当轴受力弯曲或安装不同心时轴承仍可正常使用,调心性随轴承尺寸系列不同而异,一般所允许的调心角度为1~2.5度 ,该类型轴承的负荷能力较大,除能承受径向负荷外轴承还能承受双向作用的轴向负荷,具有较好的抗冲击能力,一般来说调心滚子轴承所允许的工作转速较低。


调心滚子轴承按滚子截面形状分为对称形球面滚子和非对称形球面滚子两种不同结构,非对称调心滚子轴承属早期产品,主要是为主机维修服务,新设计主机时则很少选用对称形调心滚子轴承,内部结构经过全面改进设计及参数优化,与早期生产的调心滚子轴承相比,能够承受更大的轴向负荷,这种轴承的运行温度较低,故可适应较高转速的要求,根据内圈有无挡边及所用保持架的不同可分为C型与CA型两种,C型轴承的特点是内圈无挡边和采用钢板冲压保持架,CA型轴承的特点则为内圈两侧均有挡边和采用车制实体保持架为了改善轴承的润滑, 可向用户提供外圈带有环状油槽和三个油孔的调心滚子轴承,以轴承后置代号/W33 表示,根据用户的要求也可供应带内圈油孔的调心滚子轴承,为了便于客户装卸和更换轴承, 还可提供内孔带有锥度的调心滚子轴承轴承,锥孔锥度为1:12 以后置代号为K 表示,为了适应特殊用户的要求也可提供内孔锥度为1:30 的轴承,其后置代号为K30 内孔带锥度的轴承可用锁紧螺母将轴承直接装在锥形轴颈上,也可借助紧定套或退卸套将轴承安装在圆柱形轴颈上。


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。


推力滚子轴承

滚动体是滚子的推力滚动轴承。


直线轴承

直线轴承分为金属直线轴承和塑料直线轴承


金属直线轴承是一种以低成本生产的直线运动系统,用于无限行程与圆柱轴配合使用。由于承载球与轴呈点接触,故使用载荷小。钢球以极小的摩擦阻力旋转,从而能获得高精度的平稳运动。


塑料直线轴承是一种自润滑特性的直线运动系统,其于金属直线轴承*的区别就是金属直线轴承是滚动摩擦,轴承与圆柱轴之间是点接触,所以这种适合低载荷高速运动;而塑料直线轴承是滑动摩擦,轴承与圆柱轴之间是面接触,所以这种适合高载荷中低速运动;


推力圆柱滚子轴承

滚动体是圆柱滚子的推力滚动轴承。推力圆锥滚子轴承:滚动体是圆锥滚子的推力滚动轴承。


推力滚针轴承

滚动体是滚针的推力滚动轴承。


推力球面滚子轴承

滚动体是凸球面或凹面滚子的调心推力滚动轴承。有凸球面滚子的轴承座圈的滚道为球面形,有凹球面滚子的轴承轴圈的滚道为球面形。


带座轴承

向心轴承与座组合在一起的一种组件,在与轴承轴心线平行的支撑表面上有个安装螺钉的底板。


关节轴承

滑动接触表面为球面,主要适用于摆动运动、倾斜运动和旋转运动的球面滑动轴承


组合轴承

一套轴承内同时由上述两种以上轴承结构形式组合而成的滚动轴承。如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。


其他轴承:除上述以外的其他结构的滚动轴承。


滑动轴承:滑动轴承不分内外圈也没有滚动体,一般是由耐磨材料制成。常用于低速,重载及加注润滑油及维护困难的机械转动部位。


轧机轴承

轧机轴承一般只用来承受径向负荷,与相同尺寸的深沟球轴承相比,有较大的径向负荷能力,极限转速接近深沟球轴承,但与这类轴承配合的轴﹑壳体孔的加工要求较高,允许内圈轴线与外圈轴线倾斜度很小(2°-4°),两轴线倾斜如超越限度,滚子与套圈滚道的接触情况将要恶化,严重影响轴承的负荷能力,降低轴承的使用寿命。所以该类轴承如需要安装在承受轴向负荷作用的主机部件中,只有在同时使用其他类型轴承去承受轴向负荷的前提下,才可使用。


角接触球轴承

一般习惯上称为36、46型轴承为代表的六类轴承,角接触一般为15度、25度、45度等。

  • 外球面球轴承种类
  • 带座外球面球轴承
  • 带立式座外球面球轴承
  • 带方形座外球面轴承
  • 带菱形座外球面球轴承
  • 带凸台圆形座外球面球轴承
  • 带环形座外球面球轴承
  • 带滑块座外球面球轴承
  • 带悬吊式座外球面球轴承
  • 带悬挂式座外球面球轴承
  • 带可调菱形座外球面球轴承
  • 带冲压座外球面球轴承
  • 带其他座的外球面球轴承
  • 推力角接触球轴承


推力角接触球轴承接触角一般为60°常用的推力角接触球轴承一般为双向推力角接触球轴承,主要用于精密机床主轴,一般与双列圆柱滚子轴承一起配合使用,可承受双向轴向载荷,具有精度高,刚性好,温升低,转速高,装拆方便等优点。


注意事项

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一般说来从使用角度讲要注意以下几点:

1.轴承间隙要适当,过大产生冲击,过小则润滑不良,可能烧瓦;

2.轴承及轴颈表面质量和几何形状应严格得到保证;

3.改善润滑质量,控制机油的压力、温度及流量,加强机油滤清;

4.控制柴油机的温度状态,在过冷过热的情况下工作都是不利的。冷天,柴油机起动前应先预热,并用手转动曲轴使机油进入磨擦表面;

5.采用符合规定的燃油及润滑油。

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词条目录
  1. 历史发展
  2. 行业概况
  3. 轴承分类
  4. 轴承类型
  5. 滚针轴承
  6. 调心球轴承
  7. 深沟球轴承
  8. 调心滚子轴承
  9. 推力滚子轴承
  10. 直线轴承
  11. 推力圆柱滚子轴承
  12. 推力滚针轴承
  13. 推力球面滚子轴承
  14. 带座轴承
  15. 关节轴承
  16. 组合轴承
  17. 轧机轴承
  18. 角接触球轴承
  19. 注意事项

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