滾動軸承

滾動軸承（Rolling   bearing）它是一種精密的機械元件，將運轉(zhuǎn)軸座與軸之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦，從而減少磨損。工作時依靠主要部件之間的滾動來支撐旋轉(zhuǎn)部件，一般用于低速場合。滾動軸承通常由外圈組成、內(nèi)圈、滾子和保持架等，主要特點是摩擦阻力低、徑向和軸向間隙較小，易于選擇和更換，但其抗沖擊性較差，高速工作時容易振動。滾動軸承的制造材料可分為特種軸承鋼、陶瓷材料、合金等應根據(jù)其用途由合適的材料制成。具體來說，滾動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)滾柱軸承是一件復雜的事情。這時各種軸承都要用代號表示，以統(tǒng)一各種特性的軸承。滾動軸承的代碼主要由基本代碼組成、預編碼和后編碼。而且滾動軸承工作時容易失效，基本分為塑性變形、疲勞點蝕、磨料磨損和膠合會對軸承的使用壽命產(chǎn)生很大影響。

滾動軸承作為組合標準件，主要由內(nèi)圈組成、外圈、滾子和保持架模塊，為了滿足特定的應用要求，一些軸承會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、密封圈包含一個用于安裝和調(diào)整的固定套。每個模塊具體定義如下：

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，內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動。但同時，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)各自的速度同時旋轉(zhuǎn)。

滾動體：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。當內(nèi)外圈相對運動時，滾子會在內(nèi)外圈上的凹槽之間滾動，這可以限制滾子的軸向運動，并且滾道通常在制造過程中被硬化以減少接觸應力，延長滾動軸承的使用壽命并提高工作效率。

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

特殊軸承鋼

滾動軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體的硬度、接觸疲勞強度、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，它們的硬度可以達到60-65HRC。對于一些特定的應用，如汽車車輪軸承、滾動軸承零件通常由感應淬火鋼制成。為了提高滾動軸承的接觸疲勞性能，應對加工表面進行研磨和拋光。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

在一些高速場合，為了減少滾珠和滾子的慣性載荷，必須對滾動零件的表面進行高強度淬火處理。這些組件將由諸如氮化硅的輕質(zhì)材料制成、由高抗壓強度的陶瓷材料制成。從20世紀60年代到70年代，國外對陶瓷軸承進行了大量研究。陶瓷具有高強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)域有著廣泛的應用；同時，在高速和高精度下、廣泛應用于高溫強磁場或有防腐要求的環(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，與滾動軸承間隙較大，工作時噪音較大。人體固定器常用的銅合金、由鋁合金或酚醛膠帶材料制成，具有良好的對中精度。

滾動體的類型：滾動軸承的種類很多，根據(jù)滾動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。

滾動軸承

調(diào)心性能：根據(jù)自對準性能，可分為：調(diào)心軸承、非調(diào)心軸承。在工作中選擇滾動軸承的類型時，應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、工作負荷小，旋轉(zhuǎn)精度高時選用；滾柱軸承通常在低速時使用、當工作負荷大且有沖擊負荷時選擇。

負載條件：滾動軸承工作時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行相對穩(wěn)定和負荷較小的工作場合；在工作中容易受到?jīng)_擊，需要承受較大載荷時，應選擇滾子軸承；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)境中會選用深溝球軸承，應特別注意：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應選擇推力軸承；如果要同時承受徑向和軸向載荷，則應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軸承在一定載荷和潤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。在高速或高精度應用中，應選擇滾珠軸承；在低速工作環(huán)境下，應選擇滾子軸承。

調(diào)心性能：軸承的使用壽命會受到額外載荷的影響，因此各種軸承的允許偏轉(zhuǎn)角應控制在允許范圍內(nèi)，以避免其使用壽命的降低。為了大大改善滾動軸承的工作條件，應選擇避免機加工的調(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，但當需要沿軸向安裝或拆卸軸承零件時，應采用內(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）在長軸上安裝軸承時，應采用內(nèi)圈孔為1:123356的圓錐滾子軸承，以方便拆卸。

塑性變形

滾動軸承工作時承受較大的靜載荷或沖擊載荷，此時恰好處于低速狀態(tài)、在擺動或不轉(zhuǎn)動時，滾動軸承的內(nèi)外圈滾道或滾動體會發(fā)生局部塑性變形，進而影響軸承工作時的穩(wěn)定性，即工作時會產(chǎn)生振動、當運行精度下降或出現(xiàn)噪音時，滾動軸承將發(fā)生塑性變形。

疲勞點蝕

滾動軸承工作時需要承受載荷和轉(zhuǎn)動，其內(nèi)外圈之間有一定的相對運動當滾子被泵入工作時，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環(huán)傳遞到另一個環(huán)。在徑向載荷的作用下，滾動軸承的內(nèi)圈將向下移動，滾動體的下部受力而上部不受力，然后最下面的滾動體與套圈滾道接觸點處的彈性變形最大，此處兩者所受的載荷也最大。

當滾動軸承的內(nèi)圈運動時，滾動體表面上的一個點與內(nèi)外圈處于接觸分離反復接觸 然后分離的狀態(tài)，此時兩者之間的每次接觸都會產(chǎn)生一個接觸應力。在這種情況下，長時間工作后，滾動體、內(nèi)外圈滾道上將出現(xiàn)疲勞點蝕。

磨粒磨損

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

膠合

滾動軸承的膠合現(xiàn)象一般是由于瞬時環(huán)境或自身高溫，工作時承受較大載荷，表面或內(nèi)部的油膜破裂，甚至在無法保證供油時，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摩擦表面會發(fā)熱，溫度急劇上升，這將導致軸承元件回火情況嚴重時，會發(fā)生膠合，滾動軸承會失效。

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。安裝和拆卸滾動軸承時，需要使用專用工具操作較大的軸承可用壓力機裝配，中小型軸承可借助套筒直接用手錘安裝。

潤滑條件的維護

項目中軸上的傳動部件應是主要潤滑對象需要根據(jù)各地的實際情況選擇合適的潤滑劑并按時加注應及時檢查潤滑系統(tǒng)中潤滑油的數(shù)量和質(zhì)量、補給和替換。

機器的定期維修

由于滾動軸承的工作環(huán)境往往比較惡劣，因此需要定期檢查和維護機器，并仔細檢查滾動軸承是否處于良好狀態(tài)，以便及時進行維護、替換。由于安裝過程中會存在一些誤差，滾動軸承可能不會位于軸上的最佳位置，因此需要按時調(diào)整軸系的位置和軸承的運行間隙。

優(yōu)點

滾動軸承有許多優(yōu)點，例如，它們在工作時只產(chǎn)生很小的摩擦阻力，啟動很快、效率高、軸向尺寸較小、安裝維護方便，價格低廉等，具體來說：

摩擦阻力小，所以啟動靈敏、效率高、溫升較低，潤滑方便，易于維護。

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

軸向游隙小，部分滾動軸承可承受徑向和軸向載荷，使機器簡單緊湊。

滾動軸承是標準件，可以由專業(yè)廠家批量生產(chǎn)，便于選擇和互換。

缺點

在機械設計中，應根據(jù)工況和要求選擇合適的滾動軸承，以提高生產(chǎn)效率并確保安全。

滾動軸承的抗沖擊性差。

高速工作時容易出現(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荷下使用。