轴承基本知识(滑动轴承、关节轴承、滚动轴承)

轴承基础知识第一章轴承的结构分类滑动轴承：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，轻载及加注润滑油及维护困难的机械转动部位。关节轴承：关节轴承的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。滚动轴承：滚动轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分为向心轴承和推力轴承。按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。滚子轴承按滚子种类分为：圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承。第二章滑动轴承1滑动轴承概述一、目前滑动轴承应用的主要场合：1.转速极高的轴承滚动轴承在极高的转速下会由于高温使元件回火，流体润滑滑动轴承由于摩擦系数极小，发热少，容易散热等原因，不会对轴承的工作性能产生影响。（内圆磨床）2.载荷特重的轴承由于滚动轴承元件上为高副接触，接触应力大，特别是在重载情况下，极高的接触应力会使元件失效。滑动轴承是低副接触，接触应力小。3.冲击很大的轴承由于滚动轴承元件上为高副接触，接触应力大，在冲击作用下，极易造成永久变形，滑动轴承的油膜可以起到缓冲作用，不会对元件造成永久性伤害。（轧钢机）第二章滑动轴承4.要求特别精密的轴承有些应用场合载荷很大，转速极低，同时要求设备具有极高的定位精度。（大型天文望远镜，大型雷达）5.剖分式轴承滑动轴承很容易做成剖分式结构，但是滚动轴承入做成剖分结构则对性能有很大影响，（内燃机曲轴轴承，连杆轴承，曲柄压力机轴承）6.有特殊要求的轴承（特大尺寸，特殊介质，）根据承载方向分径向轴承推力轴承第二章滑动轴承二、滑动轴承的特点1．承载能力大，耐冲击；2．工作平稳，噪音低；3．结构简单，径向尺寸小。缺点：起动阻力大，润滑、维护较滚动轴承复杂。三、滑动轴承的应用场合１．高速、高精度、重载的场合；如汽轮发电机、机床等。２．极大型的、极微型的、极简单的场合；如自动化办公设备等。3．结构上要求剖分的场合；如曲轴轴承。4．受冲击与振动载荷的场合。一、径向滑动轴承的结构１．整体式径向滑动轴承第二章滑动轴承2滑动轴承的结构轴承座整体轴套油杯孔特点：结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。磨损后轴颈与轴承孔之间的间隙无法调整；只能沿轴向装拆。２．对开式径向滑动轴承第二章滑动轴承特点：便于轴的安装，间隙可调整，但结构复杂。应用比较广泛注：剖分面最好垂直于载荷方向。二、推力滑动轴承结构第二章滑动轴承空心轴端单止推环式多止推环式实心轴端◆空心轴端：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式好。◆单止推环式：利用轴颈的环形端面作为止推面，结构简单，润滑方便，可承受双向轴向载荷。广泛用于低速、轻载的场合。◆多止推环式：承载能力大，可承受双向轴向载荷。但各环间载荷分布不均匀。三、轴瓦结构第二章滑动轴承按构造分类整体式对开式减摩材料——轴承衬按材料分类单金属多金属不便于装拆，可修复性差。便于装拆，可修复。如黄铜，灰铸铁等制成的轴瓦。以钢、铸铁或青铜作轴瓦基体，在其表面浇铸一层或两层很薄的减摩材料（称为轴承衬）。轴承衬的厚度很小，通常不超过6mm。第二章滑动轴承轴瓦的固定整体式轴瓦第二章滑动轴承轴承衬整体式轴瓦剖分式轴瓦第二章滑动轴承第二章滑动轴承轴瓦结构：由1~3层材料制成轴瓦内表面结构第二章滑动轴承油沟与油槽的位置油槽的尺寸可查相关的手册。轴瓦上开设油孔和油沟油孔：供应润滑油；油沟：输送和分布润滑油；第二章滑动轴承3滑动轴承的材料1）减摩性、耐磨性、耐蚀性要好；2）抗胶合能力强，导热性、散热性好；◆顺应性：材料通过表层的弹、塑性变形来补偿轴承滑动表面接触不良的能力。◆嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动的刮伤和磨粒磨的性能。◆磨合性：轴瓦与轴颈表面应易于磨合，从而改善摩擦面的接触状况。一、对轴承材料性能的要求：3）具有足够的强度，主要包括疲劳强度和抗压强度；4）具有良好的适应性，主要包括：二、滑动轴承的材料1.轴承合金：仅用于轴承衬2.青铜：广泛应用3.铝基合金4.铸铁：经济、耐磨5.粉末冶金：含油轴承6.非金属材料第二章滑动轴承第二章滑动轴承摩擦和磨损1.干摩擦：表面间无润滑剂或保护膜的纯金属间的摩擦；2.边界摩擦：表面被吸附在表面的边界膜隔开；3.流体摩擦：表面被流体完全隔开，摩擦性能取决于内部分子间的粘性阻力；4.混合摩擦：前面三种的混合状态，部分固体凸峰接触。4滑动轴承的润滑干摩擦液体摩擦边界摩擦第二章滑动轴承边界摩擦：表面被吸附在表面的边界膜隔开按边界膜形成机理，边界膜分为：吸附膜——润滑剂中分子吸附在金属表面而形成的边界膜；化学反应膜——润滑剂中以原子形式存在的某些元素与金属反应生成化合物，在金属表面形成的薄膜。反应膜具有较高的熔点，比吸附膜稳定。对于要求低摩擦的摩擦副，液体摩擦是比较理想的的状态，维持边界摩擦或混合摩擦是最低要求。磨损：使摩擦表面物质不断损失的现象称为磨损。第二章滑动轴承一、润滑油的主要指标1.粘度:流体抵抗变形的能力，标志着流体内摩擦阻力的大小。2.油性（润滑性）：润滑油在摩擦表面形成各种吸附膜和化学反应膜的性能，边界润滑取决于油的吸附能力。其它：燃点、闪点、凝点、化学稳定性。2.转速高、压力小时，油的粘度应低一些；反之，粘度应高一些。1.高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。二、选择原则第二章滑动轴承三、润滑脂（速度较小时可选择）◆特点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜，承载能力大，但性能不稳定，摩擦功耗大。◆适用场合：要求不高、难以经常供油，或者低速重载、温度变化不大以及作摆动运动的轴承中。◆性能指标：锥入度和滴点。四、润滑脂的选择原则：1.当压力高和滑动速度低时，选择针入度小的润滑脂；反之，选择锥入度大的润滑脂。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。第二章滑动轴承固体润滑剂◆用于有特殊要求的场合，如要求环境清洁、真空或高温等。常用的有：二硫化钼，碳―石墨，聚四氟乙烯等。◆使用方法：1.涂敷、粘结或烧结在轴瓦表面；五、其它润滑材料2.或调配到润滑油和润滑脂中使用；六、润滑方法将润滑剂送入轴承的方法主要有：1）压力润滑；2）滴油润滑；3）飞溅润滑；4）润滑杯（脂润滑）；5）油环润滑；7）油绳润滑；6）油垫润滑；第二章滑动轴承七、混合摩擦滑动轴承失效形式主要失效形式：胶合、磨损等设计准则：至少保持在边界润滑状态，即维持边界油膜不破裂。磨损及胶合关节轴承(Jointbearing)是一种特殊结构的滑动轴承。它的结构比滚动轴承简单，其主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成，能承受较大的负荷，根据其不同的类型和结构，可以承受径向负荷、轴向负荷或径向、轴向同时存在的联合负荷。关节轴承一般用于速度较低的摆动运动（即角运动），由于滑动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动（即调心运动），在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。第三章关节轴承关节轴承的分类：关节轴承按其所承受能力承受载荷的方向.公称接触角按和结构形式,可分为向心关节轴承.角接触关节轴承.推力关节轴承和杆端关节轴承.向心关节轴承(GE型)的公称接触角为0度,适于承受径向载荷和较小的轴向载荷.角接触关节轴承(GAC型)又分角接触向心关节轴承和角接触推力关节轴承两种,角接触向心关节轴承的公称接触角大于0度但小于或等于30度,适应承受径向载荷和轴向载荷同时作用的联合载荷;角接触推力关节轴承的公称接触角大于30度小于90度,适于承受轴向载荷,也能承受联合载荷,但此时其径向载荷不得大于轴向载荷的0.5倍.推力关节轴承(GX)的公称接触角为90度,适于承受轴向载荷,不能承受径向载荷.杆端关节轴承适于承受径向载荷较小的轴向载荷(一般小于或等于0.2倍径向载荷)。第三章关节轴承关节轴承的特点：关节轴承有润滑型和自润滑型。关节轴承主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成。关节轴承能承受较大的负荷。根据其不同的类型和结构，可以承受径向负荷、轴向负荷或径向、轴向同时存在的联合负荷。由于在内圈的外球面上镶有复合材料，故该轴承在工作中可产生自润滑。一般用于速度较低的摆动运动，和低速旋转，也可在一定角度范围内作倾斜运动，当支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。第三章关节轴承关节轴承的应用：关节轴承广泛应用于工程液压油缸,锻压机床,工程机械,自动化设备，汽车减震器，水利机械等行业.关节轴承简介及分类关节轴承是球面滑动轴承，基本型是由具有球形滑动球面接触表面的内、外圈组成。根据其结构和类型的不同，可承受径向载荷、轴向载荷，或者是径向、轴向同时作用的联合载荷。因为关节轴承的球形滑动接触面积大，倾斜角大，同时还因为大多数关节轴承采取了特殊的工艺处理方法，如表面磷化、镀锌、镀铬或外滑动面衬里、镶垫、喷涂等。因此有较大的载荷能力和抗冲击能力，并具有抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好或自润滑无润滑污物污染的特点，即使安装错位也能正常工作。因此，关节轴承广泛用于速度较低的摆动运动、倾斜运动和旋转运动。第三章关节轴承滚动轴承的四大件：序号部件代号1外圈012内圈023滚动体044保持架07/46外圈内圈滚动体保持架第四章滚动轴承1、滚动轴承的组成0746无外圈轴承无内圈轴承既无外圈也无内圈带油脂密封轴承外圈带止动环轴承1、滚动轴承的组成（续）为了适用于某些特殊的使用要求，有的轴承会增加或减少一些零件。第四章滚动轴承◆内圈通常与轴是紧配合，并与轴一起旋转。◆外圈通常与轴承座孔或机械部件的壳体配合，起支撑作用。◆滚动体借助保持架均匀的排列在内、外圈之间，它的行状、大小和数量直接决定轴承的承载能力。◆保持架将滚动体均匀的分隔开，引导滚动体在正确的轨道上运动。2、滚动轴承四大件的功能第四章滚动轴承圆锥滚子球面滚子(对称形)滚针圆柱滚子滚珠（钢球）球面滚子(非对称形)3、滚动体的类型滚子形状、大小、数量对轴承载荷和性能的影响？第四章滚动轴承4、保持架的类型非金属保持架黑色金属保持架有色金属保持架黄铜\青铜\铝合金低碳钢\不锈钢胶木\塑料(尼龙66)第四章滚动轴承5、滚动轴承的分类◆按照轴承所承受的载荷方向分类;◆按照轴承的外形尺寸大小分类;◆按照轴承滚动体形状分类;◆按照轴承运动方式分类;◆按照轴承滚动体的列数分类;◆按照轴承部件是否可分离进行分类;第四章滚动轴承5、滚动轴承的分类(续)◆按照轴承所承受的载荷方向分类：（1）向心轴承（2）推力轴承第四章滚动轴承◆向心轴承包括径向接触轴承和向心角接触轴承。径向接触轴承—公称接触角为0°，主要用于承受径向载荷，也能在承受径向载荷的同时，承受不大的轴向载荷。向心角接触轴承—公称接触角大于0°到45°的向心轴承，能承受轴向和径向的联合载荷5、滚动轴承的分类（续）第四章滚动轴承深沟球圆柱滚子角接触圆锥滚子球面滚子径向接触轴承向心角接触轴承5、滚动轴承的分类（续）第四章滚动轴承◆推力轴承包括轴向接触轴承和推力角接触轴承。轴向接触轴承—公称接触角为90°的推力轴承，仅用于承受轴向载荷。推力角接触轴承—公称接触角大于45°但小于90°推力轴承，主要用于承受轴向载荷，也能在承受轴向载荷的同时承受较小的径向载荷。5、滚动轴承的分类（续）第四章滚动轴承推力球圆柱滚子角接触圆锥滚子轴向接触轴承推力角接触轴承5、滚动轴承的分类（续）第四章滚动轴承5、滚动轴承的分类（续）◆按照滚动体的类型滚动轴承可分为：（1）球轴承（2）滚子轴承第四章滚动轴承●从形状上看，滚针和滚柱区别的标准有两种：第一就是比例2.5为分界点。第二种标准是以比例4为标准。5、滚动轴承的分类（续）圆柱轴承与滚针轴承的区分原则:●从受力的角度来讲，滚针完全不承受轴向力（滚针的端面是不磨的，如果和挡肩接触，则摩擦非常大），而滚柱，如果滚道带挡肩的话是可以承受一定轴向力的，当然不能太大，原则是不超过径向力的1/10。●从应用上看，滚针主要应用于空间受限制的场合，所以汽车，摩托车，纺机上应用广泛。而且滚针的内圈是选配的，说白了就是如果轴的硬度，粗糙度等符合要求的，可以不配内圈（空间本来就有限），但是如果轴的加工程度比较低，或者比较软，则