第16章 滚动轴承
适用场合: 脂或油润滑,轴颈圆周轴 速度v<4~5 m/s,工作温 度: -40~100℃
δ=0.1~0.2 mm
δ
δ=1.5~2 mm δ
(a)
迷宫式封圈
(b)
适用场合:脂润滑或油润滑,工作温度不高于密封用 脂的滴点。密封效果可靠。
组合滑,密封效果可靠。
N
以上两式是设计计算时常用的轴承寿命计算式,
由此可确定轴承的寿命或型号。
各类机器中轴承预期寿命 Lh 的参考值列于表 16-
10中。
四、当量动载荷的计算
含义:当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重 影响,经换算后的假想载荷。其效果与某一个基本额定 动载荷相当。 计算公式: P=X Fr+Y Fa X----径向动载荷系数; Y----轴向动载荷系数。
在安装时用某种方法使轴承中产生并保持一个
相当大的轴向力,以消除轴承的轴向游隙。 预紧的目的是: ①提高支承刚性; ②减少振动和噪音; ③提高旋转精度。
方法
加金属垫片 磨窄套圈
3. 轴承组合位置的调整 目的:使轴上的零件具有准确的工作位置。 例如:圆锥齿轮传动,要求两个节锥顶点相重合。 对于蜗杆传动,要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。
圈的总转数,或在某一转速下的工作小时数,
称为轴承的寿命。 一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百 分率,称为轴承寿命的可靠度。
L/(1×10-6 r) 20 15 10 5 100 50
R(%) 轴承的寿命曲线
0
滚动轴承的寿命 长短与要求的可靠度 高低有关,要求的可 靠度愈高,轴承的寿 命愈短。 如图所示,当寿 命L为1×106r(转)时, 可靠度R为90%;L 为5×106r时,可靠 度R为50%。
10 C Lh 60n P
6
h
当 t>100℃ 时, → C ↓ 工作中冲击振动 → C ↓
引进温度系数 ft 进行修正。 引进载荷系数 fP 进行修正。
10 f t C 修正结果:Lh 60n f P P
6
h
1/
f P P 60n 或:C 6 Lh f t 10
3. 角偏差
轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈 中心线发生相对倾斜。其倾斜角θ称为角偏差。
§16-2
滚动轴承的代号
国家标准GB/T292-93中规定,轴承的代号用字母加数字表示
,由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。
基本代号是轴承代号的基础和核心,前置及后置代号都是对 基本代号的补充。
轴承的后置代号表示轴承的内部结构、密封、材
料、公差、游隙等特性要求,用数字和字母表示。 后置代号共分5组,排列顺序见表16-3。
例 16-1 试 说 明 轴 承 代 号 61208 、 7315AC/P5 、 7206CJ/P63的含义。 解: ① 61208——表示内径为 40mm,轻直径系列,正 常宽度结构的深沟球轴承, 0 级公差, 0 组游隙; ② 7315AC/P5——表示内径为75mm,中系列角接 触球轴承,接触角为250,5级公差,0组游隙。 ③7206CJ/P63——表示内径30mm 的轻窄系列角接 触球轴承,α=15°,6级公差等级,3组径向游隙, J则表示酚醛胶布实体保持架。
1
3
1. 承载能力
在同样外形尺寸下,滚子轴承的承载能力约为球轴
承的1.5~3倍。
角接触轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。
轴向接触(α=90°)推力轴承只能承受轴向载荷。
径向接触 (α=0°) 向心轴承,当以滚子为滚动体时,
只能承受径向载荷;当以球为滚动体时,因内外滚
Fmax 径向载荷的分布 Fr δ
可以导出:
Fmax
5 Fr z
二、滚动轴承的失效形式
1)疲劳点蚀 安装润滑和维护良好
2)塑性变形
转速很低或作间歇摆动
3)磨损、胶合、 润滑不良、 密封不严、 多尘条件
三、轴承寿命
轴承的一个套圈或滚动体的材料出现第一
个疲劳扩展迹象前,一个套圈相对于另一个套
第16章 滚动轴承
组成
内圈 外圈
滚动体
保持架
滚动轴承的性能和可靠性在很大程度上取决
于内、外圈及滚动体的材料,它要求具有高 的接触疲劳强度,良好的耐磨及耐腐蚀性。
滚动轴承已经标准化,并由轴承厂大批生产。
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点
公称接触角:滚动体与外圈接触处的法线与垂
直于轴承轴心线的平面之间的夹
圆锥滚子轴承 Fa >e 的轴向系数 Y是 Fr
Fs
Fr / (2Y)
为使内部轴向力平衡,以免轴串动,这种轴承应: 成对使用,对称安装。
1.若 FA+ Fs2 >Fs1
压紧端:Fa1 = FA+ Fs2 放松端:Fa2 = Fs2
Fa 1 2 O2 F’2 F’1 O1 a2 a1 Fr2 Fr1 外圈窄边相对安装 (正装)
基本额定寿命:
一组同一型号轴承在同一条件下运转,其可靠度
为 90 %时,能达到或超过的寿命称为基本额定寿 命,记作 L( 单位为百万转,即 106 r) 或 Lh[ 单位为 h(小时)]。
换言之,即 90 %的轴承在发生疲劳点蚀前能达到
或超过的寿命,称为基本额定寿命。
对单个轴承来讲,能够达到或超过此寿命的概率
为90%。
当一套轴承进入运转并且基本额定寿命为一百万
转时,轴承所能承受的载荷,称之为基本额定动
载荷,用C表示。
对于向心轴承,基本额定动载荷是在纯径向载荷
下进行寿命试验的,所以称其为径向基本额定动 载荷,记作Cr;
对于推力轴承,基本额定动载荷是在纯中心轴向
载荷下进行试验的,故称之为轴向基本额定动载
道为较深的沟槽,除主要承受径向载荷外,也能承 受一定量的双向轴向载荷。
2. 极限转速
滚动轴承转速过高会使摩擦面间产生高温,润滑
失效,从而导致滚动体回火或胶合破坏。
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。 如果轴承极限转速不能满足要求,可采取提高轴 承精度、适当加大间隙、改善润滑和冷却条件、 选用青铜保持架等措施。
预留补偿间隙 C=0.2~0.3 mm
两端固定支承
2. 一端固定、一端游动 一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。 适用于温度变化较大的长轴。
L
固定支承
游动支承
游动支承
二、 轴承组合的调整 1. 轴承间隙的调整 加减垫片的厚度 方法: 螺钉调整 调整垫片
加减垫片
螺钉调整
2. 轴承的预紧 为了提高轴承装置的刚性,对于成对并列安装 使用的角接触球轴承和圆锥滚子轴承,常采用预紧 轴承。
荷,记作Ca;
大量试验表明,滚动轴承的基本额定寿命L
(106r)与基本额定动载荷 C (N)、当量动载荷 P(N)间
的关系为
C L P
式中:
10 r
6
ε为寿命指数,对于球轴承ε=3,对于滚子轴承ε=10/3。
C为基本额定动载荷,对向心轴承为Cr,对推力轴承为Ca 。
当量动载荷 P 是一假想载荷,在这一假想 的当量动载荷 P 作用下,轴承的寿命与实际载 荷作用下的寿命相等。 也可以说当量动载荷 P 是一个与实际载荷 对轴承的疲劳影响等效的假想载荷。 实际计算时,用小时表示轴承寿命比较方 便,用小时数表示的轴承寿命为
角,简称接触角。
分类:
1、按照承受载荷的方向或公称接触角的不同:
1)向心轴承、主要用于承受径向载荷,其公称 接触角α 从0°到45° 2)推力轴承,主要用于承受轴向载荷,其公称 接触角α 从大于45°到90°
2、按照滚动体形状:
1)球轴承
2)滚子轴承
滚子又分为圆柱滚子,圆锥滚子,球 面滚子和滚针。
四、轴承的拆装 内圈: 轴肩高度 < 内圈外经
结构不合理
外圈: 应留拆卸高度,或留螺孔。
h1 h1
一、滚动轴承的润滑 润滑脂 --- 常用 润滑剂 润滑油 --- 高速、高温 固体润滑剂 用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件: 当dn <(1.5~2) ×105 mm· r/min时,采用脂润滑,否则用 油润滑。 脂润滑优点:不容易流失、便于密封和维护,充填一 次,可运转较长时间。 油润滑优点:摩擦阻力小、能散热,可在高速、高温环 境下使用。
二、滚动承的密封 滚动承的密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、 温度、密封表面的圆周速度有关。 毛毡圈密封 接触式 密封圈密封 间隙密封 非接触式 迷宫式密封 组合式密封 ---毛毡迷宫式密封
分类
接触式密封:
防漏油
防灰尘
毛毡圈密封
(a)
密封圈密封
(b)
适用场合: 脂润滑,要求环境清洁, 轴颈圆周轴速度v<4~5 m/s,工作温度不超过90℃
的变化。
③ 内径代号 表示轴承公称内径的大小,用基本代号左起 的第四、五两位数字表示,按表16-5的规定标注。
对于内径小于10mm和大于500mm的轴承,内径表示方法另有 规定,可参阅 GB/T292-93。
(2) 前置代号
轴承的前置代号表示成套轴承的分部件,用字母
表示。如:L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈; K表示轴承的滚动体与保持架组件等。 (3) 后置代号
(1)基本代号
基本代号包括类型代号、尺寸系列代号和内径代号
三部分,通常由 5 位数 ( 字母 ) 组成,分别表明轴承 的类型、宽度、外径、内径。
① 类型代号
代表轴承的类型,用基本代号左起 的第一位数字或字母表示,代号的意义见表16-2第 一栏。
② 尺寸系列代号