轴承检修与维护

三
二 一
内 径 代 号
类 型 代 号
尺寸系列代号
宽度系列 直径系列 代号 代号
内 部 结 构 代 号
公 差 等 级 代 号
游 隙 代 号
1）内径代号---基本代号右起第一、二位数字。
轴承的内径表示方法
内径代号 轴承内径尺寸 mm
00
10
01
12
02 15
03
17
04~99
代号 5
2）直径系列代号----基本代号右起第三位数字。
结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
调心球轴承 10000
中
2˚ ~ 3˚
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
轴承的调心性能 轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈 轴线发生相对倾斜。其倾斜角 ---角偏差。 角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。 θ 调心轴承 ----在轴与轴承座孔的轴线有 不大的相对偏斜时仍能正常工作。
§13-1
概
述
滚动轴承是现代机器中应用广泛的一种部件，它 是依靠主要元件间的滚动接触来支承旋转的轴。
优点：摩擦阻力小、功率损耗少、启动灵敏和易 于互换等。 缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。
§13-1
（一）结构
概
述
组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。
常用的滚动体: 球 圆柱滚子 圆锥滚子
球面滚子 滚针
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
(一) 类型
按载荷方向分 向心轴承 ----主要承受径向载荷Fr 推力轴承 ----只能承受轴向载荷Fa 向心推力轴承 ----可同时承受径向和轴向载荷
座圈
轴圈
Fa Fr
Fr
Fa
向心轴承
推力轴承
向心推力轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
向心推力轴承的接触角α ：
Fr
向心推力轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
(一) 滚动轴承的主要类型、性能与特点
按载荷方向分 向心轴承 推力轴承 向心推力轴承
表13-1
轴承名称、 类型及代号
常用滚动轴承的类型、主要性能和特点
主要特性和应用 主要承受径向载 荷，同时也能承受 少量轴向载荷。因 为外滚道表面是以 轴承中点为中心的 球面，故能调心。
Fdi
Fd Fd
F F aa
α FNi F’Ni
2. 轴向力Fa 对载 荷分布的影响
Fr Fdi d F F Ni N
α
Fa
Fr FN
α FNi
▲当只有最下方一个滚动体受载时：Fd = Fr tanα = Fa
当受载滚动体数目增多时，派生轴向力Fd将增大， 这时平衡派生轴向力Fd 所需施加的轴向力 Fa 也随 之增大为： F = F > F tanα
Fr
向心轴承：
在径向载荷Fr作用下，上半圈滚 FN2 动体不受力，下半圈各滚动体承受 大小不同的载荷。 FN1 最下方的滚动体受载最大，两旁逐渐减少。
δ
0
FN2 FN1
各滚动体从开始受力到受力终止 所对应的区域------承载区
FN0 径向载荷的分布
（二）轴承元件上的载荷及应力的变化
滚动体所处位臵不同，所受 载荷不同。
径向载荷 Fr 径向分力FNi 轴向分力Fdi
α
Fr
Fa
F’Ni
∑FNi = Fr
Fd =∑Fdi --- 派生轴向力
Fdi
α FNi
F’Ni Fdi = FNi tanα
派生轴向力：
Fd =∑Fdi
αБайду номын сангаас
Fr FrFr
Fd --- 将迫使轴颈（连同内
圈和滚动体）有向右移动的趋
势，从而与外圈分离。 为避免在Fd 的作用下，滚 动体与套圈相分离，向心推力 轴承必须成对使用。 派生轴向力Fd 应在轴向力 Fa作用下达到平衡。
表13-1
轴承名称、 类型及代号
常用滚动轴承的类型、主要性能和特点（续）
主要特性和特点
结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
推力圆柱 滚子轴承 80000 圆柱滚 子轴承 N0000
低
不允许
能承受很大的单 向轴向载荷。
较高
2’~4’
外圈（或内圈）可分离， 故不能承受轴向载荷，工 作时允许内外圈有少量的 轴向错动。有较大的径向 承载能力，但因线性接触， 内外圈轴线的允许偏斜量 很小。
a d r
§13-4
滚动轴承的工作情况
2. 轴向力Fa对载荷分布的影响
当受载滚动体数目增多时，派生轴向力Fd 将增大 ，
这时平衡派生轴向力Fd 所需施加的轴向力Fa 也随 之增大： Fa = Fd > Fr tanα 根据研究：
▲当Fa ≈ 1.25 Fr tanα时， ---约半圈滚动体同时受载
套圈的转数。
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
3、基本额定寿命 L10 规定： 一组在相同条件下运转的相同型号的轴承，其可
靠度为90%时的寿命作为标准寿命。 一批相同的轴承在相同的运转条件下工作，其中 10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点蚀破 坏前的转数（以106为单位）或工作小时数。 对每一个轴承来讲，在额定寿命期内能正常工作的
深沟球轴承 60000 角接触 球轴承
70000C(α=15˚ ) 70000AC(α=25˚ ) 70000B(α=40˚ )
高
8’~16’
主要承受径向载荷，也 可同时承受小的轴向载荷。 当量摩擦系数最小。高速 时，可用来承受纯轴向载 荷。大量生产，价格最低。
较高
2’~10’
α
可同时承受径向及轴向 载荷。α大的，承受轴向 载荷的能力也高。由于一 个轴承只能承受单向的轴 向力，故一般成对使用。
表13 -7
轴承类型
接触角 α=15˚
轴承内部结构常用代号
角接触球轴承
α=25˚ α=40˚
代
示
号
例
C
7210C
AC
7210AC
B
7210B
表13-8
公差等级 代 说 号 明 2级 /P2 4级 /P4
公差等级代号
5级 /P5 6级 /P6 6x级 /P6x
仅用于圆锥轴承
0级 /P0（可省略）
普通级
FNi σH
FN2
Fr
FN2 FN1 FN0 FN1
o
t
承载区 非承载区
滚动体、转动套圈上某点的应力变化
是周期性不稳定变化
FNi σH t
FN2 FN1
Fr
o 固定套圈上某点的应力变化
FN2
FN1 FN0
是稳定的脉动循环变化
滚动轴承各元件承受的都是脉动变化的接触应力
（三）向心推力轴承的派生轴向力
2）滚动轴承的失效形式，基本额定寿命、基本额定动载荷C和 基本额定静载荷C0的概念，当量动载荷及轴承寿命的计算； 3）滚动轴承的组合结构设计，包括轴承的安装结构形式，轴承 的定位及固定，内外圈的配合、装拆要求，轴承的预紧及间 隙的调整；
本章的重点：
滚动轴承的尺寸选择计算和组合结构设计。难点是角接触球 轴承和圆锥滚子轴承的轴向力和当量动载荷的计算。 滚动轴承的组合结构设计要与轴的结构设计等联系起来考虑。
机 器 类 不经常使用的仪器或设备
短时间或间断使用的机械，中断时不致引起严重后果
间断使用的机械，中断使用后果严重 每天8h工作的机械 （利用率不高）
每天24h连续工作的机械
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
（二）滚动轴承的基本额定动载荷 C
定义：使轴承的基本额定寿命恰好为106 转时，轴承所
第十三章
§13-1 概述
滚动轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
§13-3 滚动轴承类型的选择
§13-4 滚动轴承的工作情况
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
§13-6 轴承装置的设计 §13-7 滚动轴承典型例题分析
本章学习的基本要求：
熟练掌握的内容
1）各类滚动轴承的特点、代号（代号的主要内容），正确选择 滚动轴承的原则和方法；
推力球轴承 50000
b)双向
低
不允许
表13-1
轴承名称、 类型及代号
常用滚动轴承的类型、主要性能和特点（续）
主要特性和应用
结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
圆锥滚 子轴承 30000
中
2’
α
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。因线性接 触，承载能力大，内外圈 可分离，装拆方便，对称 使用。
▲当Fa ≈ 1.7 Fr tanα时， ---全部滚动体同时受载
§13-4
以上分析说明：
滚动轴承的工作情况
▲ 为了平衡Fd 就必须在Fd 的反向增加轴向力Fa。
当Fa ↑，→受载滚动体数目↑，→套圈滚道上径 向载荷的承载区↑，→轴承承受径向载荷的能力↑。 ▲ （角）及（锥）轴承须在Fr 和Fa 的联合作用下工
表示：结构、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列
7、8、9、0、1、2、3、4、5
内径相同，而直径系列 代号不同的四种轴承的尺 寸对比：
6110
6210
6310
6410
3）宽度系列代号-----基本代号右起第四位数字。
表示：结构、内、外径都相同的轴承，在宽度方面的变化系列
正常系列----0系列，代号0可不标出 （除圆锥滚子轴承、调心滚子轴承外）
滚动体与外圈滚道接触点处的 法线与轴承半径方向之间的夹角。
接触角α ↑
→ 轴向承载能力 ↑
α
它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的受力 分析和承载能力等都与接触角有关。
向心推力轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
轴承实际所承受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的
合力与半径方向的夹角β----载荷角
β
Fa
滚针轴承 a)NA0000 b)RNA0000
a) 低 不允许
b)
只能承受径向载荷。 承载能力大，径向尺寸 特小。一般无保持架， 因而滚针间有摩擦，极 限转速低。
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
(二 ) 滚动轴承的代号
表13-2
前臵代号
滚动轴承代号的构成
基本代号 后臵代号
五
轴承分 部件代号
四
作。一般都是成对使用。 ▲ 为了保证轴承能可靠地工作，应使它至少达到下半
圈滚动体全部受载。
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
（一）滚动轴承的失效形式及基本额定寿命
1、失效形式（正常）----- 点蚀破坏 烧伤
过度磨损
卡死、元件破裂 2、轴承的寿命
----非正常失效
（维护保养不当而造成）
单个轴承在出现点蚀破坏前，一个套圈相对另一个
调心轴承
表13-1
轴承名称、 类型及代号
常用滚动轴承的类型、主要性能和特点（续）
结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用 能承受很大的径向 载荷和少量轴向载荷。 承载能力大，具有调 心性能。
调心滚 子轴承 20000C
低
0.5˚ ~2˚
推力球轴承 50000
a)单向
低
不允许
只能承受轴向载荷，且作 用线必需与轴线重合。分为单、 双向两种。高速时，因滚动体 离心力大，球与保持架摩擦发 热严重，寿命降低，故极限转 速很低。 只能承受轴向载荷，且作 用线必需与轴线重合。分为 单、双向两种。高速时，因 滚动体离心力大，球与保持 架摩擦发热严重，寿命降低， 故极限转速很低。
§13-3
滚动轴承的类型选择
不同类型的轴承应用场合是不一样的。 要合理地选择轴承的类型，首先对各种类型轴承 的性能特点有充分的了解，然后依据以下几个因素：
（一）轴承的载荷
（二）轴承的转速 （三）轴承的调心性能 （四）轴承的安装和拆卸 课后阅读
§13-4
滚动轴承的工作情况
潘存云教授研制
（一）轴承元件上的载荷分布
其中，滚动体必不可少，其余可有可无。
§13-1
（二）材料
概
述
内、外圈和滚动体---用轴承铬钢制造，热处理后硬度达：61~ 65HRC。 保持架 ---- 低碳钢板冲压制成。
§13-1
概
述
滚动轴承作为一种标准件，由专业工厂大量生产。
设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用。 本章主要讨论如何根据具体的工作条件选择轴承 的类型及尺寸并计算其寿命，以及如何解决轴承的 安装、调整、润滑和密封等问题。
注：公差等级中2级最高，从左向右依次降低。
表13-9
游隙系列 代 号 1 组 / C1
径向游隙系列常用代号
2 组 /C2 0 组 3组 /C3 4组 /C4 5组 /C5
常用、不标出
（三） 滚动轴承代号示例
6 3 03
0级公差 0组游隙 轴承内径 d=17 mm 尺寸系列03 深沟球轴承
7 3 12 AC / P6
6级公差 0组游隙 接触角 α=25˚ 轴承内径 d=12×5=60 mm
尺寸系列03 角接触球轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型及其代号
N 1 05 / P5 游隙组为0组；
公差等级为5级 轴承内径 d =25 mm 直径系列为1 (正常宽度系列) 圆柱滚子轴承
公差等级为0级; 3 0 2 13 游隙组为0组； 轴承内径 d =65 mm 直径系列为2 宽度系列为0系列（正常系列） 圆锥滚子轴承
概率为90% ，提前发生破坏的概率仅为10%。
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
预期计算寿命L’h ----设计机器时所要求的轴承寿命；通常可参照
机器的大修期限取定。
表13-3 推荐的轴承预期计算寿命 L’h
型
L’h /h 300 ~ 3000 3000 ~ 8000 8000 ~ 12000 12000 ~ 20000 40000 ~ 60000