滚动轴承 课件.ppt

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1、11.1 轴承的功用和类型11.2 滚动轴承的组成、类型及特点11.3 滚动轴承的代号11.4 滚动轴承类型的选择11.5 滚动轴承的工作情况分析及计算11.6 滚动轴承的选择11.7 滚动轴承的组合设计11.8 滑动轴承概述11.9 滚动轴承与滑动轴承的性能比较,11.3 轴承,11.1 轴承的功用和类型,轴承的作用是支承轴。轴在工作时可以是旋转的，也可以是静止的。,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

2、,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）。,薄壁轴瓦,厚壁轴瓦,整体轴套,卷制轴套,滑动轴承,滚动轴承,11.2 滚动轴承的组成、类型及特点,常见的滚动体有六种形状，一种是球形，五种是滚子。,11.2 滚动轴承的组成、类型及特点,11.2 滚动轴承的组成、类型及特点,1.按滚动体的种类可分为球轴承和滚子轴承,2.在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好。,球轴承,滚子轴承,3.按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心轴承。,11.2 滚动轴承的组成、类型及特点,4.按安装轴承时

3、其内、外圈可否分别安装，分为可分离轴承和不可分离轴承。,5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴承，其中2级精度最高，0级为普通级。另外还只有用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。,6.按照运动方式可分为回转运动轴承和直线运动轴承。,11.2 滚动轴承的组成、类型及特点,圆锥滚子轴承,调心轴承,滚子轴承,滚珠轴承,平面轴承,1、滚动轴承的结构特点,（1）公称接触角,滚动轴承的公称接触角 指轴承的径向平面（垂直于轴线）与滚动体和滚道接触点的公法线之间的夹角。,轴向承载能力,（2）角偏位,轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内、外圈发生相对倾斜，此倾斜角称为角偏位,11.2 滚动轴承的组成、类型及

4、特点,(3)游隙,轴承的内、外圈与滚动体之间的间隙量。,在一定的载荷及润滑条件下，轴承许可的最高转速,(4)极限转速,的措施,提高轴承精度,选用较大的游隙,改用特殊材料及结构的保持架,采用循环润滑、油雾润滑或喷射润滑,设置冷却系统,=0,2、滚动轴承的类型,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,球轴承,滚子轴承,表11-2 滚动轴承的主要类型和特性,轴承名称、类型代号,结构简图,承载方向,极限转速,允许角偏差,主要特性和应用,调心球轴承10000,中,2 3,主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。,轴承类型,按载荷方向分,按滚动体形状分,向

5、心轴承,推力轴承,一、分类,向心推力轴承,11.3 滚动轴承的代号,宽(高)度系列代号,直径系列代号,类型代号,尺寸系列代号,2.基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。,类型代号-左起第一位，为0（双列角接触球轴承）则省略。,成套轴承分部件代号,1.前置代号-成套轴承分部件代号。如:K滚动体与保持架组件,11.4滚动轴承类型的选择,11.4.1 影响轴承承载能力的参数,1.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，另一座圈沿径向或间隙或轴向的最大移动量。,游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。,11.4 滚动轴承类型的选择,2.极限转速,滚动轴承在一定在

6、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指南称内外圈中心线法称相对倾斜，其倾斜角d称为偏位角。,3.接触角,由轴承结构类型所决定的接触角称为公称接触角。,11.4.滚动轴承的类型的选择,11.4.2滚动轴承类型的选择,载荷条件,转速条件,装调性能,调心性能,经济性,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,选择轴承类型时应注意其允许的极限转速nlim,3类和N类的内外圈分离，便于拆装。为方便长轴上轴承的拆装，可选用代内锥孔和紧定套的轴承,轴承内、外圈轴线间的偏位角应控制在极限之内，对安装精度差的轴承，宜

7、选用调心轴承。,在满足使用条件的情况下优先选用价格低廉的轴承。,11.4.滚动轴承的工作情况分析及计算,11.4.3 滚动轴承的受载情况分析,轴承转动时，承受径向载荷Fr，外圈固定。当内圈随轴转动时，滚动体滚动，内、外圈与滚动体的接触点不断发生变化，其表面接触应力随着位置的不同作脉动循环变化。滚动体在上面位置时不受载荷，滚到下面位置受载荷最大，两侧所受载荷逐渐减小。所以轴承元件受到脉动循环的接触应力。,点击上图观看动画演示,11.4 滚动轴承的工作情况分析及计算,11.4 滚动轴承的失效形式和计算准则,1.失效形式,滚动轴承的失效形式主要有三种：疲劳点蚀、塑性变形和磨损,2、滚动轴承的失效形式

8、和计算准则,主要失效形式：,1）疲劳点蚀,安装润滑和维护良好,滚动轴承的主要失效形式,2）塑性变形,转速很低（小于10r/min）或作间歇摆动,3）磨损,润滑不良、密封不严、多尘条件,1.计算准则,11.5.滚动轴承的工作情况分析及计算,对于一般转速的轴承，即10r/minnnlim,如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。,对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的过热也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速,对于低速轴承，即n1r/min，可近似地认为轴承各元件是在静盈利作用下工作的，其失效

9、形式为塑性变形，应进行以下不发生塑性变形为准则的强度计算。,11.6 滚动轴承的选择,滚动轴承的选择可分为两个步骤进行：,按工作条件首先确定滚动轴承的类型,选择轴承的尺寸,公差等级的选择,对于静止轴承、缓慢摆动或极低速运转的轴承按静载荷计算,对于一般运转的轴承，按寿命计算进行轴承尺寸的选择,当轴承的工作转速n在110r/min之间时，有两种选择方法：按n=10r/min选择轴承尺寸；利用寿命公式计算出C值，再按静载荷强度计算公式计算C0值。进行比较，选用其中较大值对应的轴承尺寸的轴承。,对于转速较高又同时承受冲击载荷的轴承，不但进行寿命计算，还要进行轴承的强度校核,对于高速轴承，除进行寿命计算

10、外还应检验极限转速。,出于成本考虑，在一般的机械传动中宜选用普通级精度的轴承。,11.7 滚动轴承的组合设计,为了保证轴与轴上旋转零件正常运行，还应解决轴承组合的结构问题，其中包括，轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.1 轴承的轴向固定,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.1 轴承组的轴向固定,除了合理选择轴承的类型和尺寸外，还必须正确、合理地进行轴承的组合设计。即正确解决轴承的轴向位置固定、轴承与其它零件的配合、轴承的调整与装拆等问题。,11.7 滚动轴承的组合设计,1.两端固定式,11.7 滚动轴承的组合

11、设计,2.一端固定、一端游动式,一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游动。双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的间隙。以适应轴的伸缩量，这种支承结构适用于轴的温度变化大和跨距较大的场合。,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7 滚动轴承的组合设计,3.两端游动式,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.2 轴承组合的调整,1.轴承间隙的调整,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7 滚动轴承的组合设计,2.轴系位置的调整,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.3 轴承组合支承部

12、分的刚度和同轴度,轴承座孔壁应有足够的厚度，并用加强肋增强其刚性。,支撑结构中同一根轴上的轴承座孔尽可能同心。,角接触轴承安装方式不同时轴承组合的刚性也不同。,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.4 轴承的预紧,轴承的预紧就是在安装轴承时使其受到一定的轴向力，以消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性预变形。,预紧的目的在于提高轴承的刚度和旋转精度。,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.5 滚动轴承的配合与装拆,1滚动轴承的配合,滚动轴承是标准件，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。,在设计时，应根据及其的工作条件、载荷的大小及性质、转速的高低、工

13、作温度及内外圈中哪一个套圈转动等因素选择轴承的配合。,当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈的配合紧一些。,高速、重载情况下应采用较紧配合。,作游动支撑的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合，但又不能过松而 发生相对转动,轴承与空心轴的配合应选用较紧配合，部分式轴承座座孔与轴承外 圈的配合应较松。,充分考虑温升对配合的影响。,11.7 滚动轴承的组合设计,2滚动轴承的安装与拆卸,（1）轴承的安装,冷压法,热套法,（2）轴承的拆卸,（2）轴承的拆卸,采用中用工具或压力机拆卸轴承,为方便拆卸，轴上定位轴肩的高度应小于轴承内圈的高度。,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7.6 滚动轴承的润滑与密封,1

14、润滑的目的,润滑可以降低滚动轴承内部的摩擦，减少磨损和发热量；,轴承的摩擦发热使轴承升温，油润滑可以到起冷却作用，从而降低轴承的工作温度，延长使用寿命；,良好的润滑状态，可在滚动体与滚道间形成一层使两者隔开的油膜，可以使接触压力减小；,轴承零件表面覆盖一层润滑剂，可以防止表面氧化生锈。,选哪一类润滑方式，这与轴承的速度有关。选择润滑方式时，可查阅各类润滑方式的dn值界限表。,2润滑方式的选择,轴承常用的润滑方式有油润滑和脂润滑两类。,3密封,作用：阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，防止润滑剂流失。,密封装置可分为：非接触式密封和接触式密封。（见下页）,11.7 滚动轴承的组合设计,11.7

15、 滚动轴承的组合设计,11.8 滑动轴承概述,11.8.1 滑动轴承的特点、应用及分类,滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：,工作转速很高，如汽轮发电机。,要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。,承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。,特重型的载荷，如水轮发电机。,根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。,在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。,径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。,工作时轴承和轴颈的支撑面间形成直接或间接活动摩擦的轴承，称为滑动轴承。,11.8 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。,

16、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。,11.8.1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,根据工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同，液体摩擦滑 动轴承又分为液体动压润滑轴承和液体静压润滑轴承，简称动 压轴承和静压轴承。,11.8 滑动轴承概述,11.8.2 滑动轴承的结构,1.径向滑动轴承,(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。,因磨损而造成的间隙无法调整。,只能从沿轴向装入或拆出。,(2)部分式滑动轴承,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：

17、低速、轻载或间歇性工作的机器中。,部分式轴承(整体轴套),对开式轴承(剖分轴套),11.8 滑动轴承概述,径向滑动轴承的典型结构3,2.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,11.8 滑动轴承概述,组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。,整体式向心滑动轴承,剖分式向心滑动

18、轴承,螺纹孔,轴承座,轴承,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,薄壁轴瓦,轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。,进油孔,油沟,厚壁轴瓦,整体轴套,卷制轴套,11.8 滑动轴承概述,11.8.3 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。,材料要求：,1）摩擦系数小；,2）导热性好，热膨胀系数小；,3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；,4）有足够的机械强度和塑性。,能同时满足这些要求的材料是难找的，但应根据具体情况主要的使用要求。,工程上常

19、用浇铸或压合的方法将两种不同的金属组合在一起，性能上取长补短。,一、轴承合金（白合金、巴氏合金）,1）锡锑轴承合金,优点：抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。,11.8 滑动轴承概述,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

20、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）。,11.8 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,11.8 滑动轴承概述,1.润滑脂及其选择,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

21、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2030，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。,14.8.4 滑动轴承的润滑,2.润滑装置及润滑方法,11.8 滑动轴承概述,常用的润滑方法有：,油润滑,1）间歇式供油,旋套式注油油杯,压配式压注油杯,11.8 滑动轴承概述,2）连续式供油,3）飞溅润滑,4）压力循环润滑,11.8 滑动轴承概述,3.润滑方法的选择,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。,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/s,K 值,润滑方式,1900,190016000,1600030000,30000,润滑脂润滑,润滑油滴油润滑,飞溅式润滑,循环压力润滑,调心球轴承,圆锥滚子轴承,滚动轴承结构,滚动轴承结构,滚动轴承的滚动体,轴瓦,轴瓦,