滚动轴承的基础知识

滚动轴承的基础知识

★滚动轴承的最高允许转速通常由允许的工作温度确定，旋转速度极限是能够不产生烧结、过热、持续运转的经验的速度允许值。轴承的迹象转速因轴承结构尺寸、保持架结构、材料、轴承负荷、润滑方法、包括轴承周围的冷却情况而各异。

★滚动轴承长寿命的根本条件：使用合适的安装工具，认真负责地操作以及安装现场的清洁。

★热力学参考转速和动力学允许转速表现了轴承的高速适应性能★如何提高轴承的允许转速—提高轴承的尺寸精度、旋转精度以及配合部位的精度，采用的润滑冷却方式，使用特殊形式的保持架都可以达到。

一、轴承游隙

轴承在安装前的游隙与安装后在工作温度下的游隙（工作游隙）是有所不同的；通常：工作游隙小于安装前的游隙。

☆设定轴向游隙时必须考虑热膨胀

二、影响轴承游隙的因素

1、由温度引起的径向游隙的减少

ΔGrt=Δtα(d + D)/2 mm

式中：α—钢的线膨胀系数α=0.000011/k

当轴承有热量输入或输出时，它的径向间隙会有更大的变化；当通过轴传入热量或通过轴承座散热时，径向间隙就会减小；如果由轴承座传入热量或由轴散热，径向间隙就会加大；起动过程短，迅速达

到工作转速的轴承，轴承套圈间的温度差比稳定状态时的温差大；为了避免轴承有害的预负荷和变形，应使轴承缓慢起动或选择比工作温度下需要的理论有隙更大的轴承有隙——高速轴承游隙大的原因

2、由过盈配合引起的径向游隙减小

轴承内圈滚道的扩张量可近似取为其配合过盈量的80％而外圈的收缩量可大致定为其过盈量的70％（先决条件：实心钢轴，正常的钢制轴承座）。

3、滚动轴承运转中的内部游隙的大小，对疲劳寿命、振动、噪声、温升等轴承性能影响很大。选择轴承内部游隙，对于决定了结构尺寸的轴承是一项重要研究项目。

☆角接触球轴承的极限转速与接触角有关、接触角大极限转速低，反之则高。

☆安装角接触球轴承轴与轴承座间不允许发生任何的偏斜，不然就会对轴承的寿命有严重的影响。

★球轴承、圆柱滚子轴承的游隙是不可调整的，圆锥滚子轴承的游隙是可以根据需要进行调整的。

三、保持架的主要功能

分离各个滚动件，令工作中摩擦和发热量最小

保持滚动体检距离相等，使载荷平均分配

使可分离轴承和内外圈可相互摆动的轴承的滚动体不致于掉出

在轴承非承载区引导滚动体

★轻材料制成的保持架，以保证其较小的惯性力（轻金属或酚醛树脂织物）

★保持架的引导功能？

四、英制轴承与公制轴承的区别

英制轴承是按孔径和外径的上公差制造

公制轴承是按孔径和外径的下公差制造

五、轴承润滑基本知识

1、润滑剂的基本功能

A、分离接触表面、减少摩擦；

B、散热（使用油润滑）

C、防腐蚀、食用油脂润滑可防止灰尘侵入

2、弹性流体动力润滑（EHD）的原理是在轴承接触面间形成一层油膜，从而控制相邻轴承表面的摩擦和磨损。弹性流体动力（EHD）薄膜的形成取决于轴承表面的弹性变形和润滑剂的流体动力学特性。EHD润滑机理的两个重点：

A、承载时、接触部位发生弹性变形；

B、油膜的流动性使两个接触表面分离，油膜的压力同时使接触表面变形；

3、加脂方法

选好油脂后，应将油脂填入轴承，仔细检查，确保油脂进入滚子和轴承保持架之间，如用手填，将油脂从轴承保持架的大端挤入小端，保证油脂分布均匀。加满油脂的轴承在转动时会将多余的油脂挤出，

如果不能及时排泄，在转速较高时，多余油脂的搅动会产生过热。铁姆肯（TIMKEN ）公司的操作手册，详细介绍装配程序和各种自动的定量加油工具

4、油脂用量

为确保最佳的润滑状态，油脂的用量必须适当，油脂量的计算是以轴承内的自由体积为基础

V =4

πT （D 2 + d 2）⨯10-3 –

3

108.7-⨯M cm 3

油脂用量取决于操作条件： A 、普通的矿物油脂为V 的2/3 B 、合成油脂为V 的1/3

按0.9 g/cm 3 油脂比重估算油脂重量 5、加油周期

应该特别注意轴承油脂的加注，油脂过量会导致过热，烧坏轴承。确定补加油脂周期需要考虑两个主要因素：操作温度、密封效果和污染；一般认为温度越高、油脂氧化越快，温度每升高10℃，油脂寿命缩短一半。

油脂的加注没有通用标准，主要基于系统的密封效果以及经验；通常在每次为非密封型轴承更换滚子和检查时（大约500～1000小时）加油。油脂添加量应为最初加入量的十分之一左右，过量添加会导致发热量上升。如果速度很低（＜150 rpm ），且工作环境粉尘大，建议在轴承内注满油脂；高速运转时，油脂不能过多，否则会产生过热，导致润滑脂降解、损坏轴承。

润滑油中的水分，不管是溶解的还是游离的，都会给轴承的使用寿命带来有害的影响；水分能侵蚀轴承，缩短轴承的使用寿命。

★铁姆肯（TIMKEN）轴承在出厂前对轴承内、外圈及间隔环的端面均标有安装顺序标志，其位置是唯一的；一般推荐在轴承使用一段时间后，把轴承承载位旋转90°后继续使用，可以提高使用次数。六、滚动轴承的失效及预防

滚动轴承的失效模式较多，其基本类型可有：磨损（磨粒磨损、点蚀与剥落、微动磨损、胶合、擦伤等），开裂与断裂（内、外圈开裂、滚动体碎裂），压痕，腐蚀与腐蚀磨损，电蚀以及“旋转爬行”（要求过盈配合的内圈或外圈与配合件之间出现的相对运动—不允许的松动）

由于滚动轴承的结构和使用特点，决定了其失效的因素多而复杂；但是，可归纳为以下几个主要方面：装配不良（过紧、过松，轴线歪斜等）；润滑不良（润滑剂选用不当，供给量不当等）；严重过载或冲击、振动；环境条件恶劣（温度过高或过低，磨料侵入，杂散电流的作用等）；材质或制造精度不良等。

应该指出：对于某一具体轴承而言，其失效常是不止一种模式、不止一种影响因素在起作用。在这种情况下，更要注意分清主次。