第12章轴承

第12章轴承§12.1滑动轴承概述§12.2滚动轴承的结构、类型和代号§12.2滚动轴承的组成、类型及特点§12.3滚动轴承类型的选择§12.4滚动轴承的工作能力计算§12.5滚动轴承的组合设计第12章轴承基本要求1、了解滑动轴承的类型、结构特点及轴瓦材料。2、了解各类型滚动轴承的特点及使用条件；3、掌握滚动轴承的主要类型、性能与特点；4、掌握滚动轴承代号的构成和基本代号的含义；5、掌握滚动轴承寿命汁算的理论和计算方法；6、能合理地设计出轴承组合；重点滚动轴承尺寸选择计算(确定代号)难点角接触轴承轴向载荷的计算第12章轴承思考题1、滑动轴承有什么特点?主要应用在什么场合?2、滑动轴承的摩擦状态有几种，各有什么特点?3、简述剖分式滑动轴承和整体式滑动轴承的结构特点?4、对轴承材料提出的主要要求是什么?常用的轴承材料有哪些?5、试述在轴瓦或轴颈上开油孔或油槽的基本原则。6、非液体摩擦滑动轴承的设计准则是什么?7、滚动轴承由那些基本元件组成?它们的作用是什么?8、滚动轴承有那些类型?类型选择应考虑那些因素?试比较3、6、7、N这四类型轴承的主要特点和适用场合?第12章轴承9、轴承代号由几部分组成，各代表什么意义?基本代号有几位，各代表什么意义？10、什么是滚动轴承基本额定动载荷、基本额定寿命及当量动载荷?11、滚动轴承装置设计包括哪些内容？12、什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙?常用哪些方法调整游隙？13、角接触轴承和圆锥滚子轴承为什么要成对使用、对称安装？14、滚动轴承常用哪几种润滑方式及密封方式？适用范围如何？15、滚动轴承的装拆方法如何？注意事项有那些？第12章轴承16、滚动轴承装置设计包括哪些内容？17、什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙?常用哪些方法调整游隙？18、角接触轴承和圆锥滚子轴承为什么要成对使用、对称安装？19、滚动轴承常用哪几种润滑方式及密封方式？适用范围如何？20、滚动轴承的装拆方法如何？注意事项有那些？第12章轴承轴承的作用支承轴或轴上回转零件的部件。1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。一、轴承应满足如下基本要求：二、轴承的分类根据能承受载荷的方向，可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。(或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承）。12.1滑动轴承概述滚动轴承和滑动轴承示例12.1滑动轴承概述12.1滑动轴承概述根据所承受载荷的方向、滑动轴承可分为径向轴承、推力轴承两大类。根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和剖分式两类。滑动轴承的分类根据颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承12.1.1滑动轴承的结构径向滑动轴承的典型结构1(1)整体式滑动轴承特点：结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔因磨损而造成的间隙无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。12.1滑动轴承概述(2)剖分式滑动轴承特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。剖分式轴承(整体轴套)螺栓轴承盖轴承座油杯座孔螺母套管上轴瓦下轴瓦对开式轴承(剖分轴套)12.1滑动轴承概述12.1滑动轴承概述12.1滑动轴承概述(3)调心式滑动轴承应用场合：轴颈较宽（宽径比B/d＞1.5），变形较大，不能保证两轴孔轴线重合时，将引起两端轴套严重磨损。特点：利用球面支承，自动调整轴承位置，适应轴的倾斜。径向滑动轴承的典型结构3（4）推力滑动轴承推力滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。由于各环间载荷分布不均，其单位面积的承载能力比单环式低50%。空心式单环式多环式12.1滑动轴承概述实心式12.1滑动轴承概述12.1.2轴瓦的结构和滑动轴承的材料1.轴瓦的结构常用的轴瓦结构有整体式和剖分式两类。整体式整体式轴承采用整体式轴瓦，整体式轴瓦又称轴套，分为光滑轴套和带纵向油槽轴套两种。轴瓦轴套12.1滑动轴承概述为了润滑轴承的工作表面，一般在轴瓦上要开出油孔和油沟（槽）。油孔用来供油，油沟用来输送和分布润滑油。常见的油沟形式油孔和油沟的开设原则：（1）油沟的轴向长度应比轴瓦长度短，大约为轴瓦长度的80%，不能完全开通，以免两端泄漏，影响承载能力。（2）油孔和油沟应开在非承载区，以保证油膜的连续性。12.1滑动轴承概述2.轴承材料轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料，如轴瓦和轴承衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求：减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的表面形状和粗糙度的能力（或性质）。12.1滑动轴承概述常用轴承材料有：金属材料粉末冶金材料非金属材料—轴承合金（巴氏合金、白合金）是由锡、铅、锑、铜等组成的合金—铜合金分为青铜和黄铜两类。—铸铁有普通灰铸铁、球墨铸铁等。—由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成的多孔隙轴瓦材料。—有塑料、硬木、橡胶和石磨等，其中塑料用的最多12.1滑动轴承概述滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合。已知轴颈的直径d、转速n、及轴承径向载荷Fr。选择轴承类型、轴瓦材料、确定轴承宽度B，并进行校核计算。常取轴承宽度B=（0.8～1.5）d12.1.3非液体摩擦滑动轴承的设计计算1.径向滑动轴承（1）验算平均压强防止轴颈与轴瓦间的润滑油被挤出而发生过度磨损。pdBFprp12.1滑动轴承概述防止轴承因温度升高过热而发生胶合，应限制轴承单位面积上的摩擦功率值。（3）验算轴颈的圆周速度防止轴产生弯曲或不同心，轴承局部区域可能产生相当高的压力，当速度过高时，局部的pv值可能超过其许用值，轴承会加速磨损。BnFpr19100（2）验算100060dnpfpp≤≤12.1滑动轴承概述（2）校核值))(4/(2122ddFpa2.推力滑动轴承的计算100060ndmm（1）校核压强mp221dddmppp≤≤≤p12.1滑动轴承概述特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜。适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动的轴承中。选择原则：(1)当压力高和滑动速度低时，选择锥入度小一些的品种；反之，选择锥度大一些的品种。(2)所用润滑脂的滴点，一般应较轴承的工作温度高约20～30℃，以免工作时润滑脂过多地流失。(3)在有水淋或潮湿的环境下，应选择防水性能强的钙基或铝基润滑脂。在温度较高处应选用钠基或复合钙基润滑脂。12.1.4滑动轴承的润滑1.润滑剂（1）润滑油主要性能指标是粘度,随温度升高而降低。（2）润滑脂12.1滑动轴承概述2.润滑方法根据公式算出K值，通过查表确定滑动轴承的润滑方法和润滑剂类型。3pvK式中：p为轴颈上的平均压强，单位MPa，v为轴颈的圆周速度，单位m/sK值润滑方式≤19001900~1600016000~3000030000润滑脂润滑润滑油滴油润滑飞溅式润滑循环压力润滑12.1滑动轴承概述油润滑1）旋套式注油油杯2）压配式压注油杯12.1滑动轴承概述3）油芯式油杯4）油环润滑12.1滑动轴承概述5）针阀式注油杯6）旋盖式油杯12.2滚动轴承的结构、类型和代号12.2.1滚动轴承的结构滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。内圈装在轴径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。内外圈上设置有滚道，当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，减少滚动体之间的碰撞和磨损。滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性一般用特殊轴承钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光，以提高其接触疲劳强度。保持架多用低碳钢板通过冲压成形方法制造，也可采用有色金属或塑料等材料。为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。12.2滚动轴承的结构、类型和代号12.2.2滚动轴承的特性和类型（1）接触角滚动轴承中滚动体与外圈接触处的法线和垂直于轴承轴心线的平面的夹角，用α表示。α越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。12.2滚动轴承的结构、类型和代号1.滚动轴承的4个基本特性（2）游隙内、外滚道与滚动体之间的间隙称为游隙，即为当一个座圈固定时，另一座圈沿径向或轴向的最大移动量。分为轴向游隙和径向游隙。游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。12.2滚动轴承的结构、类型和代号（4）极限转速滚动轴承在一定载荷和润滑条件下，允许的最高转速称为极限转速。转速过高会产生高温，润滑失效产生破坏。（3）偏位角安装误差或轴的变形等都会引起内、外圈轴线相对倾斜，所夹锐角称为偏位角。能自动适应偏位角的轴承称为调心轴承。12.2滚动轴承的结构、类型和代号常见的滚动体有五种形状，一种是球形，四种是滚子。12.2滚动轴承的结构、类型和代号(1)按滚动体的形状分为球轴承和滚子轴承。2.滚动轴承的类型(3)按工作时能否调心分为调心轴承和非调心轴承。调心轴承允许的偏位角大。12.2滚动轴承的结构、类型和代号(2)按滚动体的列数分为单列、双列和多列。12.2滚动轴承的结构、类型和代号向心轴承径向接触轴承：公称接触角α=0°，主要承受径向载荷，可承受较小的轴向载荷。向心角接触轴承：公称接触角α=0°～45°，同时承受径向载荷和轴向载荷。推力轴承推力角接触轴承：公称接触角α=45°～90°，主要承受轴向载荷,可承受较小的径向载荷。轴向接触轴承：公称接触角α=90°，只能承受轴向载荷。前置代号基本代号后置代号轴承的分部件代号内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其它代号五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，刻在轴承套圈的端面上前置代号——表示轴承的分部件。基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。12.2滚动轴承的结构、类型和代号12.2.3滚动轴承的代号12.2滚动轴承的结构、类型和代号宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。12.2滚动轴承的结构、类型和代号12.2滚动轴承的结构、类型和代号后置代号——轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）内部结构代号C、AC、B——角接触球轴承的接触角015（2）密封、防尘与外部形状变化代号（3）轴承的公差等级精度高————————————→低代号/P2、/P4、/P5、/P6X(圆锥滚子轴承)、/P6、/P0(省略)公差等级2456X60025040（4）轴承的径向游隙游隙代号：游隙分1、2、0、3、4、5共六个组别。以/C1、/C2、/C3、/C4、/C5为代号，0组不标注。游隙值：小大12.3滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择原则1.载荷条件轴承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据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2）主要受Fr→向心轴承（径向接触轴承）主要受Fa，n