轴承基本知识和选型

P4 0/-7 µm
P3 0/-2,5 µm
公差级别
0/-15 µm
相对精度等级
ABEC ISO 1 3 5 7 9 N 6 5 4 (2) SKF (N) P6 P5 P4 PA9 RHP (N) P6 EP5 EP7 EP9 FAG (N) P6 P5 P4 T9 MM MMX FAFNIR (N) M NTN (N) P6 P5/B5 P4/B7 B9
轴承选型考虑主要因素
• 预定承担的工作负荷 ----- 轴承的寿命对负荷比对转速更为敏感 ，力 求轴承的负荷平稳，避免冲击和振动 研究轴承的实际负荷情况 -----必须校验所选轴承的额定静负荷 -----轴承需要一个防止打滑的最小负荷。 -----考虑设备本身产生的轴向力和径向力，齿轮、 轴等零件的重量 ，有关零部件的应力等 -----对计算负荷的数值进行必要的修正。
轴承选型考虑主要因素
• 极限转速 -----极限转速是轴承的最高允许工作转速 ,所选轴 承的极限转速取比轴承预定的最高工作转速高出 10%为宜。 -----dmn值的10／9倍不应高于所选轴承的极限转 速。 -----极限转速并非一成不变，而是与润滑方式直接 相关。 ----- 极限转速不但要考虑到轴承的类型，有时还 必须考虑到轴承的组成元件、形式设计与工艺因 素等。
(这些稠度等级已被证实可提供充分的启动扭矩及旋转扭矩)
稠化剂类型
• 锂基 = 成本低, 易采购, 工业标准。 • 聚脲基 = 更好的抗热性, 低噪音, 成本高, 和锂基不兼容。 • ―稳定型” 聚脲基 = 具有聚脲基所有的特 性,同时与锂基兼容。
稠度的作用 - NLGI #
• NLGI#较高则产生的启动扭矩较高。 • NLGI#较高则产生的旋转扭矩较低。 在轴承运转初期，油脂被推离出滚动体的运动路径并粘结在 密封件上。坚硬的稠化剂会停留在这一新位置，几乎不对滚 动体的运动产生干涉。柔软一些的稠化剂则会掉下来重新回 到滚动体的运动路径上。 • NLGI#较高，轴承比较不容易漏脂。
润滑的作用
润滑Lubrication :
防止轴承元件之间的金属直接接触
Prevents direct metallic contacts between the bearing components
防止磨损Prevents 防止腐蚀Protects
wear against corrosion
润滑的作用
润滑油膜
Lubricant film
建立润滑油膜后With
lubricant film
可以隔离轴承元件,减少摩擦和磨损
Separation of bearing components reduces friction and wear
没有润滑油Without lubricant film 无法隔离轴承元件No separation
the bearing components
of
影响润滑的因素
影响轴承中润滑油膜厚度的因素:
轴承温度
轴承转速 载荷
基油粘度 是调整润滑油膜厚度的主要工具
润滑剂的选择
• 标准 – 运转速度 – 工作环境 – 工作温度 – 密封方法 – 启动扭矩 – 旋转扭矩
润滑的种类--油润滑
• 适合封闭的循环润滑系统，比如传动部位，齿轮箱， 等。 • 适合高转速。 • 配过滤系统后有良好的可靠性。 • 覆盖轴承表面以防止储存和运输中的锈蚀问题。 • 由于油的粘度很低，容易从密封的轴承中漏出。 • 为了防止漏油，可在油中添加稠化剂生成油脂。
保持架的功能-分隔并引导滚动体
• 在安装或卸装可分离设计的轴承时， 固定滚动元件
保持架的类型
冲压钢 车制 尼龙
保持器
冲压钢板保持器
弯爪保持器 带铆钉浪型保持器
冲压保持架的特点
+ 重量轻 + 高强度 + 无运行温度限制 冲压钢保持器 + 高度防震抗加速
对不良润滑敏感
尼龙保持架的特点
+
重量轻
弹性强，吸震性能优异
润滑的种类—脂润滑
油脂 = 稠化剂 + 润滑油 + 其它添加剂（抗氧、防锈、润滑等）
稠化剂就象一块海绵，将油脂吸入， 然后在缓慢的释放出来
油脂类型
• 油脂由基础油和稠化剂两部分组成。 • 稠化剂的作用是储油，把基础油保持在需要润滑的那些部位， 并在油脂的寿命期内缓慢地释放出基础油. 实际起润滑作用的 是基础油。 • 油脂稠度的NLGI#。 – NLGI#0的流动性最好, 稠度最低。 – NLGI#6非常厚, 稠度最大。 – NLGI#2,#3为适合轴承的稠度。
表面硬化钢
铬镍合金钢及锰铬合金 钢含有
•大约0,15 %碳
内外套圈
• 选用52100轴承钢制作并经
过热处理淬硬． • 按ABMA标准生产，包括 材料，硬度，清洁度，及 尺寸精度要求。 • 超精研加工的滚道.
钢 球
• • • • 钢球组合可影响轴承的承载能力. 钢球越大承载能力就越大. 钢球越多承载能力就越大. 可提供标准额定载荷及加强型额 定载荷轴承.
+
+ +
-
尼龙保持架
良好的滑动、润滑性能 级高的额定转速
运行温度< 120 °C
车制保持架的特点
+ 强度极高 + 极高的防震抗加速性能 + 适合与循环油润滑相关的超高速运转 黄铜保持架
相对（非常）昂贵
密封件的作用
防止污染物进入轴承 密封件
防止润滑剂溢出
密封件的类型
PEER公司所提供的密封件包括橡胶密 封圈、防尘盖和挡圈，防尘盖分为挂胶和非 挂胶两种；挡圈只应用于宽内圈系列
PEER轴承类型
• • • • 深沟球轴承 圆锥滚子轴承 农机轴承 带座外球面轴承
深沟球轴承
• 产品范围 ID： 6mm-200mm OD：18mm-350mm
圆锥滚子轴承
• 产品范围 ID： 15mm-100mm OD：30mm-200mm
农机轴承
定义 农机轴承是对轴承内孔、密封进行特殊设计并专用于 农业机械设备上的向心球轴承 PEER认为什么样的轴承是农机轴承？ •使用在专业的农业设备上（播种机、联合收割机 、耕地机、采棉机等） •带座轴承对农机行业很重要，但并不归入农机轴承之类。 •我们也向农机市场提供圆锥滚子轴承 ，但我们并不认为它是农机轴承。
滚动轴承配合的选择原则
1）转动圈比不动圈配合松一些 2）高速、重载、有冲击、振动时，配合应紧一些， 载荷平稳时，配合应松一些
3）旋转精度要求高时，配合应紧一些
4）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合
5）与空心轴配合的轴承应取较紧的密合。
轴承选型考虑主要因素
• 极限转速 • 要求的使用寿命 • 预定承担的工作负荷 ------这是所选轴承必须满足的三项性 能要求
2）主要受Fr → 向心轴承 ——圆锥滚子轴承3类（n较低时）
主要受Fa，n不高时→推力轴承
同时受Fr和Fa均较大时 ——角接触球轴承7类（n较高时） Fr较大，Fa较小时 ——深沟球轴承
Fa较大，Fr较小时 ——深沟球轴承+推力球轴承 推力角接触轴承
滚动轴承类型的选择
3）要求n<nlim——极限转速
农机轴承
如何成为优质的农机轴承？ 优质的向心球轴承加上： •优质的密封材料和优质的密封设计
•适合的油脂及油脂填充量
农机轴承的部件
配件 内圈 外圈 钢球 保持架
材料 SAE 52100 钢 SAE 52100 钢 SAE 52100 钢 两片带铆钉钢 一片 玻纤加强尼龙66
密封
“R” 型密封: • 单唇. • 适合中度污染 • 高速
轴承外径公差带
轴承内圈与轴 基孔制：
d k6
轴外径公差带
m6
n6
松 ————→紧
js6，j6，k6，m6，n6 轴承外圈与轴承座孔 基轴制： 松 ————→紧 G7，H7，JS7，J7
D H7 d k6
0
js6
j6
k6
轴承内径公差带
0
G7 轴承座孔公差带 H7 Js7 J7
轴承外径公差带
油脂的注意事项
• • • •
再润滑时稠化剂类型必须兼容。 避免混用不同NLGI等级的油脂。 缓慢的加入油脂, 同时转动轴承。 不要加过量的油脂。
轴承的选用标准
现有空间 不对心
速度
寿命
负荷/方向
运行条件
选择轴承的原则
• 负荷 - 方向、数量和工作周期 • 速度 - 运行的快慢
– 热生成和负荷确定速度级别 – 速度一般受到保持架最大承受力的限制
–
–
P4A
EP7/9 HG
–
–
滚动轴承的分类
• 按滚动体形状分：
•
• • • •
球轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 滚针轴承 球面滚子轴承(对称）
滚动轴承的分类
按轴承接触角来分：
向心轴承(0 α<45 )
推力轴承(45 <α 90 )
内、外圈、钢球的材料
淬火钢
碳铬钢含有大约
• 1% 碳，和 • 1.5 %铬
6、7、N——nlim较高 5——nlim较低
4）轴的刚性较差，轴承孔不同心——调心轴承
5）便于装拆和间隙调整——内、外圈分离的轴承
6）3、7两类轴承应成对使用，对称安装
7）旋转精度较高时——较高的公差等级和较小的游隙
8）优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承
滚动轴孔的配合
DH7
0
Js7
J7
PEER的密封件
考虑到密封件的材料和种类的多样性，适用的场合也不同，建议您在遇 到该类问题是与PEER的应用工程师谈谈，由我们来为您选择最佳的方案
密 封 圈
• • • • 和内圈接触。 防止漏脂/漏油。 有金属骨架提供保护。 按客户对扭矩，密封性能的要求选用。
密封圈橡胶材料的类型
密封橡胶材料的选用主要基于其工作温度，PEER公司 为客户提供多种密封材料，满足客户的不同需要。 工作温度 密封橡胶的材料 -20F 到 250F (不超过125C)
“Y” 型密封: • 双唇. • 适合中度到高度污 染 • 中速
“P” 型密封: • 三唇. • 适合高度的污染 • 低速
密封圈及其轮廓
绝大多数PEER农机轴承带有双面密封。密封件有单唇、双唇或三唇 挂胶（丁晴橡胶）厚钢板防尘盖可供选择。
密封圈及其轮廓
防尘盖经冲压固定在外圈上，防止唇边的磨损，以及来自碎片及 谷物缠裹的损伤。
材料 丁睛橡胶
硅橡胶
氟橡胶
-80F 到 400F (不超过200C)
-40F 到 400F (不超过206C)
防尘盖
• • • • • 主要为冲压钢制. 冲压进外圈的防尘槽. 不和内圈接触. 防尘盖 . 适合低扭矩要求 防尘盖上可根据客户的需要 挂胶
润滑剂
轴承润滑剂
防止轴承过热 减少摩擦 降低噪音
课程大纲
• 轴承的基本结构和类型 • 正确选择轴承的建议 • PEER轴承的类型
轴承的基本部件
密封 外圈
滚动体 保持架
内圈 密封
重要参数-载荷
重要参数-游隙
径向游隙
轴向游隙
重要参数-精度等级
µ有多大?
1µ
普通 精密轴承 高精度轴承
人的一 根头发
0,06 毫米
标准
P6 0/-12 µm
P5 0/-9 µ---- 通常取可靠性系数为90% -----对于主轴轴承，最高的要求是与整台机器有 相同或稍高的使用寿命，最低的要求是寿命长于 主轴部件的大修期 -----选型计算还应考虑轴承的失效形式，必须校 核磨损寿命 ，其他失效形式如果涉及也必须加以 考虑。 ----- 所选轴承额定寿命必须与所提供润滑、清洁 度和密封的条件相适应，而改善这些条件也能够 提高轴承的实际使用寿命。
钢球等级
• 钢球按质量分为不同的等级. • 钢球等级数越低，其表面粗糙度越好. • 皮尔选用市场上商用钢球中最好的10级球 (甚 至更好). • 钢球按表面粗糙度分级. • 低级别的钢球会降低轴承寿命.
保持架的作用
• 防止与滚动元件的直接接触，使摩 擦和热量生成降到最低 • 滚动元件的导向,分隔并引导滚动 体。 • 提供润滑空间
• • • •
环境- 密封与防护罩、挡圈 润滑 不对心 安装和卸装考虑
选择轴承的原则
温度 精度和硬度 成本 经验
球轴承：轻载高速 滚子轴承：低速重载
滚动轴承类型的选择
工作载荷、转速、支承刚性、安装精度
1） n高，载荷小，旋转精度高→ 球轴承
n低，载荷大，或冲击载荷→ 滚子轴承
滚动轴承类型的选择
油脂&油脂填充量
Mobil Polyrex® EM
用于非再润滑轴承(L151)
Shell Alvania RL # 3
用于再润滑轴承(L16)
PEER农机轴承的标准填充量是:
60-80%
泥浆试验
把产品放入一个充满泥浆的 盒子里，泥浆包含有以下成 分（重量百分比）： %25 水 %65 亚利桑那州试验泥 %5 化肥 %5 氯化钙