滾動(dòng)軸承

滾動(dòng)軸承（Rolling   bearing）它是一種精密的機(jī)械元件，將運(yùn)轉(zhuǎn)軸座與軸之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦，從而減少磨損。工作時(shí)依靠主要部件之間的滾動(dòng)來支撐旋轉(zhuǎn)部件，一般用于低速場(chǎng)合。滾動(dòng)軸承通常由外圈組成、內(nèi)圈、滾子和保持架等，主要特點(diǎn)是摩擦阻力低、徑向和軸向間隙較小，易于選擇和更換，但其抗沖擊性較差，高速工作時(shí)容易振動(dòng)。滾動(dòng)軸承的制造材料可分為特種軸承鋼、陶瓷材料、合金等應(yīng)根據(jù)其用途由合適的材料制成。具體來說，滾動(dòng)軸承可分為滾柱軸承、球軸承、向心軸承、推力軸承、向心推力軸承、調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承等。由于滾動(dòng)軸承的種類繁多，選擇符合各自技術(shù)要求的常規(guī)滾柱軸承是一件復(fù)雜的事情。這時(shí)各種軸承都要用代號(hào)表示，以統(tǒng)一各種特性的軸承。滾動(dòng)軸承的代碼主要由基本代碼組成、預(yù)編碼和后編碼。而且滾動(dòng)軸承工作時(shí)容易失效，基本分為塑性變形、疲勞點(diǎn)蝕、磨料磨損和膠合會(huì)對(duì)軸承的使用壽命產(chǎn)生很大影響。

滾動(dòng)軸承作為組合標(biāo)準(zhǔn)件，主要由內(nèi)圈組成、外圈、滾子和保持架模塊，為了滿足特定的應(yīng)用要求，一些軸承會(huì)增加或減少一些零件，如：沒有內(nèi)圈、沒有外圈、沒有外環(huán)，也沒有內(nèi)環(huán)；有防塵蓋、密封圈包含一個(gè)用于安裝和調(diào)整的固定套。每個(gè)模塊具體定義如下：

內(nèi)圈：它安裝在軸上并隨軸旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)孔的直徑就是軸承的內(nèi)徑。內(nèi)環(huán)通常與軸頸配合組裝。大多數(shù)情況下，軸承的外圈不動(dòng)，內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。但同時(shí)，內(nèi)環(huán)是固定的，外環(huán)是旋轉(zhuǎn)的，或者內(nèi)外環(huán)根據(jù)各自的速度同時(shí)旋轉(zhuǎn)。

滾動(dòng)體：裝在內(nèi)、在外圈之間的滾道中，有形狀的球、圓柱、圓錐和滾針等。當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾子會(huì)在內(nèi)外圈上的凹槽之間滾動(dòng)，這可以限制滾子的軸向運(yùn)動(dòng)，并且滾道通常在制造過程中被硬化以減少接觸應(yīng)力，延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的使用壽命并提高工作效率。

保持架：用于均勻間隔滾動(dòng)元件，但有些滾動(dòng)軸承沒有保持架。軸承保持架的形狀并不復(fù)雜，但有許多凹坑，位置要求精確。該零件長(zhǎng)期采用離心鑄造生產(chǎn)，兜孔未鑄造，毛損加工量大，導(dǎo)致材料利用率低。

特殊軸承鋼

滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體的硬度、接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性、沖擊韌性高，所以通常選用特種軸承鋼，常用材料為GCr15、iMnGCr6和GCr9，經(jīng)過熱處理后，它們的硬度可以達(dá)到60-65HRC。對(duì)于一些特定的應(yīng)用，如汽車車輪軸承、滾動(dòng)軸承零件通常由感應(yīng)淬火鋼制成。為了提高滾動(dòng)軸承的接觸疲勞性能，應(yīng)對(duì)加工表面進(jìn)行研磨和拋光。在大多數(shù)情況下，保持架由低碳鋼板沖壓而成或由有色金屬制成、塑料等材質(zhì)制成。

陶瓷材料

在一些高速場(chǎng)合，為了減少滾珠和滾子的慣性載荷，必須對(duì)滾動(dòng)零件的表面進(jìn)行高強(qiáng)度淬火處理。這些組件將由諸如氮化硅的輕質(zhì)材料制成、由高抗壓強(qiáng)度的陶瓷材料制成。從20世紀(jì)60年代到70年代，國(guó)外對(duì)陶瓷軸承進(jìn)行了大量研究。陶瓷具有高強(qiáng)度高耐磨性和高剛性；并且耐腐蝕耐高溫電絕緣性好無磁性；它具有許多金屬材料所不具備的低密度特性。氮化硅、氧化鋯、在氧化鋁等陶瓷材料中，氮化硅的綜合性能最好，是陶瓷軸承的理想材料。陶瓷軸承在航天、航空、真空等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用；同時(shí)，在高速和高精度下、廣泛應(yīng)用于高溫強(qiáng)磁場(chǎng)或有防腐要求的環(huán)境中。

合金材料

保持架采用軟質(zhì)材料，沖壓支架通常采用低碳鋼板，與滾動(dòng)軸承間隙較大，工作時(shí)噪音較大。人體固定器常用的銅合金、由鋁合金或酚醛膠帶材料制成，具有良好的對(duì)中精度。

滾動(dòng)體的類型：滾動(dòng)軸承的種類很多，根據(jù)滾動(dòng)體的種類可分為三種：滾子軸承、球軸承。

承受的載荷：向心軸承—它只能承受徑向載荷，稱為徑向軸承、推力軸承—它只能承受軸向載荷，稱為推力軸承、向心推力軸承—能夠承受軸向和徑向載荷的軸承稱為向心推力軸承。

滾動(dòng)軸承

調(diào)心性能：根據(jù)自對(duì)準(zhǔn)性能，可分為：調(diào)心軸承、非調(diào)心軸承。在工作中選擇滾動(dòng)軸承的類型時(shí)，應(yīng)以軸承所承受的載荷為依據(jù)、方向和性質(zhì)來看。例如，滾珠軸承一般速度較高、工作負(fù)荷小，旋轉(zhuǎn)精度高時(shí)選用；滾柱軸承通常在低速時(shí)使用、當(dāng)工作負(fù)荷大且有沖擊負(fù)荷時(shí)選擇。

負(fù)載條件：滾動(dòng)軸承工作時(shí)所承受的外載荷的大小方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。滾珠軸承一般用于運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定和負(fù)荷較小的工作場(chǎng)合；在工作中容易受到?jīng)_擊，需要承受較大載荷時(shí)，應(yīng)選擇滾子軸承；深溝球軸承可以承受徑向載荷，因此在將要承受徑向載荷的工作環(huán)境中會(huì)選用深溝球軸承，應(yīng)特別注意：圓柱滾子軸承和滾針軸承不能承受軸向載荷，因此在承受軸向工作載荷時(shí)應(yīng)選擇推力軸承；如果要同時(shí)承受徑向和軸向載荷，則應(yīng)選擇角接觸軸承或圓錐滾子軸承。

軸承的轉(zhuǎn)速：極限速度通常表示為滾動(dòng)軸承在一定載荷和潤(rùn)滑條件下允許的最大速度。滾珠軸承的極限轉(zhuǎn)速高于滾柱軸承。在高速或高精度應(yīng)用中，應(yīng)選擇滾珠軸承；在低速工作環(huán)境下，應(yīng)選擇滾子軸承。

調(diào)心性能：軸承的使用壽命會(huì)受到額外載荷的影響，因此各種軸承的允許偏轉(zhuǎn)角應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，以避免其使用壽命的降低。為了大大改善滾動(dòng)軸承的工作條件，應(yīng)選擇避免機(jī)加工的調(diào)心軸承、軸的安裝誤差和彎曲變形引起的角度偏差。

軸承座沒有中分面，但當(dāng)需要沿軸向安裝或拆卸軸承零件時(shí)，應(yīng)采用內(nèi)外可分離軸承（例如：圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承）在長(zhǎng)軸上安裝軸承時(shí)，應(yīng)采用內(nèi)圈孔為1:123356的圓錐滾子軸承，以方便拆卸。

塑性變形

滾動(dòng)軸承工作時(shí)承受較大的靜載荷或沖擊載荷，此時(shí)恰好處于低速狀態(tài)、在擺動(dòng)或不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈滾道或滾動(dòng)體會(huì)發(fā)生局部塑性變形，進(jìn)而影響軸承工作時(shí)的穩(wěn)定性，即工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、當(dāng)運(yùn)行精度下降或出現(xiàn)噪音時(shí)，滾動(dòng)軸承將發(fā)生塑性變形。

疲勞點(diǎn)蝕

滾動(dòng)軸承工作時(shí)需要承受載荷和轉(zhuǎn)動(dòng)，其內(nèi)外圈之間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)當(dāng)滾子被泵入工作時(shí)，它圍繞軸承的中心旋轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，載荷將通過滾子從一個(gè)環(huán)傳遞到另一個(gè)環(huán)。在徑向載荷的作用下，滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈將向下移動(dòng)，滾動(dòng)體的下部受力而上部不受力，然后最下面的滾動(dòng)體與套圈滾道接觸點(diǎn)處的彈性變形最大，此處兩者所受的載荷也最大。

當(dāng)滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體表面上的一個(gè)點(diǎn)與內(nèi)外圈處于接觸分離反復(fù)接觸 然后分離的狀態(tài)，此時(shí)兩者之間的每次接觸都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)接觸應(yīng)力。在這種情況下，長(zhǎng)時(shí)間工作后，滾動(dòng)體、內(nèi)外圈滾道上將出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。

磨粒磨損

在多塵環(huán)境中工作的滾動(dòng)軸承經(jīng)常發(fā)生磨損失效。主要原因是此時(shí)裝置潤(rùn)滑效果不明顯或密封不嚴(yán)密，滾子與套圈之間會(huì)發(fā)生磨粒磨損。如果潤(rùn)滑效果不明顯，伴隨著滑動(dòng)磨損，還會(huì)發(fā)生粘著磨損，同時(shí)表面會(huì)被加熱、軸承內(nèi)部部件如滾動(dòng)元件的粘合，甚至回火。隨著溫度的升高，發(fā)熱和粘著磨損會(huì)越來越嚴(yán)重。而且大部分滾動(dòng)軸承的工作環(huán)境非常惡劣，工作期間周圍會(huì)有大量的灰塵這時(shí)候由于密封不好等原因，會(huì)讓灰塵更多、雜質(zhì)進(jìn)入滾動(dòng)軸承此時(shí)雜質(zhì)也會(huì)通過不干凈的潤(rùn)滑油進(jìn)入滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承就會(huì)發(fā)生磨粒磨損失效。

膠合

滾動(dòng)軸承的膠合現(xiàn)象一般是由于瞬時(shí)環(huán)境或自身高溫，工作時(shí)承受較大載荷，表面或內(nèi)部的油膜破裂，甚至在無法保證供油時(shí)，軸承內(nèi)部主要承載區(qū)域的接觸面材料發(fā)生粘附、轉(zhuǎn)移或脫落，從而造成軸承損壞。由于滾動(dòng)軸承的工作環(huán)境大多比較惡劣，經(jīng)常出現(xiàn)高速重載的情況此時(shí)摩擦表面會(huì)發(fā)熱，溫度急劇上升，這將導(dǎo)致軸承元件回火情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)生膠合，滾動(dòng)軸承會(huì)失效。

正確組裝和拆卸

一般來說，軸上的零件需要按照一定的順序進(jìn)行安裝或拆卸，使用合理的方法可以在一定程度上保證安裝精度。安裝和拆卸滾動(dòng)軸承時(shí)，需要使用專用工具操作較大的軸承可用壓力機(jī)裝配，中小型軸承可借助套筒直接用手錘安裝。

潤(rùn)滑條件的維護(hù)

項(xiàng)目中軸上的傳動(dòng)部件應(yīng)是主要潤(rùn)滑對(duì)象需要根據(jù)各地的實(shí)際情況選擇合適的潤(rùn)滑劑并按時(shí)加注應(yīng)及時(shí)檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)中潤(rùn)滑油的數(shù)量和質(zhì)量、補(bǔ)給和替換。

機(jī)器的定期維修

由于滾動(dòng)軸承的工作環(huán)境往往比較惡劣，因此需要定期檢查和維護(hù)機(jī)器，并仔細(xì)檢查滾動(dòng)軸承是否處于良好狀態(tài)，以便及時(shí)進(jìn)行維護(hù)、替換。由于安裝過程中會(huì)存在一些誤差，滾動(dòng)軸承可能不會(huì)位于軸上的最佳位置，因此需要按時(shí)調(diào)整軸系的位置和軸承的運(yùn)行間隙。

優(yōu)點(diǎn)

滾動(dòng)軸承有許多優(yōu)點(diǎn)，例如，它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)只產(chǎn)生很小的摩擦阻力，啟動(dòng)很快、效率高、軸向尺寸較小、安裝維護(hù)方便，價(jià)格低廉等，具體來說：

摩擦阻力小，所以啟動(dòng)靈敏、效率高、溫升較低，潤(rùn)滑方便，易于維護(hù)。

其徑向間隙小，旋轉(zhuǎn)精度高，可以通過預(yù)緊來調(diào)整間隙。

軸向游隙小，部分滾動(dòng)軸承可承受徑向和軸向載荷，使機(jī)器簡(jiǎn)單緊湊。

滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，可以由專業(yè)廠家批量生產(chǎn)，便于選擇和互換。

缺點(diǎn)

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)工況和要求選擇合適的滾動(dòng)軸承，以提高生產(chǎn)效率并確保安全。

滾動(dòng)軸承的抗沖擊性差。

高速工作時(shí)容易出現(xiàn)噪音。

使用壽命短，結(jié)構(gòu)不可分割。

它不利于在高速和重負(fù)荷下使用。