轴承学校第二.ppt

書式設定,書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,轴承的配合与游隙选择,Copyright 2004 NHRS Ltd.All Rights Reserved,99,本节应掌握的事项,在把滚动轴承安装到轴或轴座上时的配合程度,间隙配合,，,过渡配合,，,过盈配合,蠕变现象,，,内圈,（,外圈,）,旋转负荷,，,内圈,（,外圈,）,静止负荷,轴承的残留游隙,，,有效游隙,为只留下有限的有效游隙,选定合适的内部游隙,配合,基本公差,IT,，,轴和轴座的,ISO,公差范围等级,轴以及轴座的,ISO,公差范围等级和尺寸公差的关系可以从综合目录的参数表中求出.,利用综合目录的参数表,根据运转条件和轴承种类,向客户推荐合适的配合(轴径,轴座内径的公差范围等级).,100,配合的定义,参照,2个部件组合起来组装机械部件时，例如，轴和孔两者间的尺寸差是否有间隙或过盈量，根据其程度，可互相自由旋转或紧密固定，从而进行满足各种目的的运转。,由这种组装前的尺寸差而产生的关系称为“配合”。,间隙,孔内径,轴外径,过盈量,轴外径,孔内径,间隙配合,中间配合，过渡配合,过盈配合,最大间隙,最小间隙,最大间隙,最大过盈量,最大过盈量,最小过盈量,101,内圈和轴的,过盈配合,，,过盈量,过盈量,：,（）,（）,轴外径最大值,内圈内径最小值,轴外径最小值,内圈内径最大值,内圈内径的配合,轴 内圈,过盈量,如果不用力压进，则不能装入,过盈配合,102,内圈和轴的间隙配合,，,间隙,间隙,：,（）,（）,内圈内径最小值,轴外径最大值,内圈内径最大值,轴外径最小值,间隙配合,内圈内径的配合,轴 内圈,间隙,103,外圈和轴承座的间隙配合,外圈外径和轴承座的配合,间隙,间隙,：,最大外壳孔径,最小外圈外径,最小外壳孔径,最大外圈外径,间隙配合,104,外圈外径和外壳的配合,过盈量,外壳,外圈,如果用力压进，则不能装入。,过盈量,：,最大外圈外径,最小外壳孔径,最小外圈外径,最大外壳孔径,外圈和轴承座的过盈配合,过盈配合,105,配合的重要性,配合的重要性,通常，安装轴承时，,赋予承受负荷而旋转的套圈以适当的过盈量,，对轴或外壳进行配合固定非常重要。,为什么不以间隙配合方式安装呢？,如果滚动轴承能够以较少的过盈量安装到轴上，使内圈承受负荷旋转，,有时内圈和轴之间会在圆周方向产生有害的滑动,。,（一种被称为蠕变的套圈的打滑现象）,外圈也会发生蠕变。一旦发生蠕变，则配合面明显磨损，许多情况会引起轴或外壳的损伤。,同时，轴承内部会混入磨损粉末，造成异常发热、振动等情况。,参照,106,蠕变的发生机制,蠕变的发生机制,r,内圈旋转负荷下内圈和轴之间有间隙时，内圈的圆周长度比轴的圆周长。,如图,a,所示，如果预先在内圈侧做,的标记，轴侧做,的标记，那么轴沿着箭头方向旋转1圈时，如图,b,所示，,A,在与轴的旋转方向相反的方向比,B,慢。,如果将配合面的间隙设为,C，,那么旋转1圈则在轴的旋转方向相反的方向移动,C,。,图,图,内圈,蠕变,例,外圈,蠕变,例,内圈,軸,C,R,A,R,B,(R,A,R,B,)C,单纯靠轴向定位轴承不能防止蠕变。,107,单纯靠轴向定位轴承不能防止蠕变,108,负荷的性质及过盈量,配合方式的选择取决于施加于轴承的负荷的方向和内圈、外圈的旋转状态，通常如下所示,。,参照,表,9.1,负荷的性质及过盈量,负荷方向不一定,109,轴承的内径或外径有尺寸公差差（取决于精度等级）的同时，轴的外径或外壳的内径也以一定的规则规定制造上尺寸的允许范围（尺寸公差差），并实现规格化。,轴的容许公差差,参照,C18,C21,轴及外壳内孔的尺寸公差差,（）,轴座的容许公差差,轴的尺寸公差,：,小写英文,数字,例,：,g6,，,h5,，,m5,，,p7,小写英文按字母顺序往后数，则轴外径变大,，也就是过盈量增大。,数字越小，则尺寸公差越小,。,由轴承内径的尺寸允许差与轴的尺寸允许差的组合决定配合的程度。,d6,g6,，,间隙配合。,h7,j7,，,中间配合。由,K7,以上的公差域为过盈配合,外壳内孔的尺寸公差,：,大写英文,数字,例,：,G7,，,H6,，,K5,，,M6,大写英文按字母顺序往后数，则外壳内径变小,，也就是过盈量增大。,数字越小，则尺寸公差越小,。,由轴承外径的尺寸公差和外壳内径的尺寸公差的组合决定配合的程度。,E6,G6,，,间隙配合。,H8,K7,，,中间配合。,M7,以上为过盈配合,110,轴及外壳内孔的尺寸公差,（）,平面内平均外径的尺寸差,平面内平均内径的尺寸差,基准线,公称直径,公称直径,基准线,间隙配合,中间配合,过盈配合,轴径,外壳内孔,111,轴的尺寸公差,附表9 轴的尺寸公差,直径的区分,超出,轴承的平面内平均内径的尺寸差(0级),直径的区分,超出,单位,参照，,112,外壳内孔的尺寸公差,直径的区分,轴承的平面内平均外径的尺寸差(0级),超出,直径的区分,单位,超出,附表10 轴承座孔的尺寸公差,参照，,113,轴和内圈配合时的过盈量与间隙,参照,A130,A131,表15.2 轴和内圈配合时的过盈量与间隙,轴承(0级)的平面内平均内径的尺寸差,公称尺寸的区分,公称尺寸的区分,各轴的公差域等级的,超出,超出,过盈量与间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,单位,114,外壳内孔和外圈配合时的过盈量与间隙,参照,A132,A133,轴承(0级)的平面内平均外径的尺寸差,公称尺寸的区分,公称尺寸的区分,各外壳内孔的公差域,超出,超出,等级的过盈量与间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,间隙,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,间隙,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,过盈量,表15.3 外壳内孔和外圈配合时的过盈量与间隙,115,轴的推荐配合方式,参照,表,9.2,116,外壳的推荐配合方式,参照,表,9.4,117,内部游隙,与配合的关系,轴承内部游隙的变化,轴承内部游隙根据配合、运转中的温度条件等发生变化。,参照,受配合影响后的径向游隙减少量,如果赋予轴或轴承座过盈量，安装内圈或外圈，则套圈发生膨胀或收缩，径向游隙减少。,大约为过盈量的,参照,A130 15.2,项配合,(1),从理论内部游隙,0,扣除由配合引起的游隙减少量,(,fe,fi,),的游隙称为“,残留游隙,f,”。,118,内部游隙的选择,参照,9.2.2,内部游隙的选择,各表所示的内部游隙中，,CN,游隙的值,是以,符合一般的使用条件,。以该值为基准较小侧按照,C2、C1,的顺序减小,，较大侧,按照,C3、C4、C5,的顺序增大,。,一般的使用条件,是指给予,内圈,过盈量,，对安装的轴承施加,普通负荷,(P,.,C,),以下的负荷，,内圈的转速,(min,-1,),为轴承尺寸表的,极限转速的大约50%以下,。,电动机的噪音对策方面,，,尽可能缩小轴承的径向游隙范围，且游隙值也要小，,规定了电动机用深沟球轴承及圆柱滚子轴承的径向游隙,(,表,9.13.1,及表,9.13.2),。,轴承的,内部游隙根据配合、运转中的温度条件等而发生变化,，以滚子轴承的径向游隙为例，,游隙变化如图9.2所示,。,119,内部游隙的选择例,运转中的间隙,参照,轴承内部游隙的变化,轴承内部游隙根据配合、运转中的温度条件等而发生变化。,根据外圈和轴承座之间配合的游隙减少量（=,De）,有效游隙,理论内部游隙(几何游隙),残留游隙,（几何游隙）,根据内圈和轴承座之间配合的游隙减少量（=,Di）,根据内圈和外圈温度差的游隙减少量,120,内部游隙的选择例,使用条件与游隙,表,9.19,游隙以外的内部游隙选择例,参照,通常选择轴承间隙时，使有效游隙,达到比零稍大一些的游隙。,121,7.,滚动轴承的寿命,Copyright 2004 NHRS Ltd.All Rights Reserved,122,广义的轴承寿命和狭义的轴承寿命,基本额定寿命,基本额定动负荷的定义,基本额定寿命的计算方法,当量动负荷的计算方法,基本额定静负荷,当量静负荷,静态容许负荷系数,本节应掌握的事项,123,轴承的寿命,寿命的定义,？,即使轴承正确使用，过了一定时间后，也会失去其功能而变得不能用。,在不能使用之前的期间称为,“广义上的轴承寿命”,。,实际的使用情况，因受到振动、冲击、转速、温度、润滑、水、异物混入等各种因素的影响，轴承寿命会发生很大的变化。,声音寿命,（,声音、振动的增加,）,磨损寿命,（,因磨损程度导致精度下降,）,润滑剂寿命,（,润滑剂的劣化,）,滚动疲劳寿命,（,材料的疲劳剥离,）,参照,可进行大致的预测计算。,根据用途不同，寿命标准也不同。许多情况会根据经验决定界限。,寿命和故障应该分开,烧结、裂纹、缺损、滚道的有害卡住、密封圈的损伤,轴承的误选、轴、外壳及周边的设计不良、安装不良、,使用方法、保养不当,124,滚动疲劳寿命,如果轴承承受负荷旋转时、内外圈滚道面及滚动体的滚动面会,不断重复承受负荷,，,由于材料疲劳,，而在滚道面或滚动面上出现了被称为剥落的鳞状的损伤（上图）。,在产生最初的剥落之前的总旋转次数称为“滚动疲劳寿命”,，许多时候被称为,“狭义上的轴承寿命”,。,参照,滚动体的剥落,滚道面的剥落,125,滚动疲劳寿命、基本额定寿命,即使,尺寸、结构、材料、热处理、加工方法等相同的许多轴承，,在同一条件下运转、轴承的疲劳寿命,也存在,相当大的离散性,。（材料的疲劳本身具有本质上的离散性）,因此,（）,中定义了以下的寿命值，称为“基本额定寿命”并使用。,基本额定寿命,的定义,是指将一组同一型号的轴承、逐个地在同一运转条件下运转、,其中,90%,的轴承能够不出现因滚动疲劳而引起的剥落的运转总次数,。,以一定的旋转速度运转时，用总旋转时间表示基本额定寿命的情况也很多。,参照,不是每分钟的转速,(rpm),126,基本额定动负荷,什么是基本额定动负荷？,参照,（,在同一负荷下,C,较大的轴承寿命较长,）,向心轴承中，采用方向和大小一定的径向负荷。,推力轴承中，采用方向与中心轴一致，大小一定的轴向负荷。,基本额定动负荷,C,就不同结构的轴承、向心轴承记为,Cr，,推力轴承记为,Ca,记载在轴承尺寸表上,。,表示滚动轴承承载能力的,基本额定动负荷,C,是指内圈旋转、外轮静止的条件下，使基本额定寿命达到,100,万转,（,10,6,rev.,）,的方向和大小均不变的负荷。,127,基本额定动负荷,基本额定动负荷,r,参照,基本额定动负荷,C,对不同结构的轴承，在向心轴承中为,Cr，,在推力轴承中为,Ca,记载在轴承尺寸表上,。,例,深沟球轴承,6210,的基本额定动负荷是多少,？,主要尺寸,基本额定负荷,系数,极限转速,(rpm),润滑脂润滑,油润滑,轴承型号,开放型,防尘型,橡胶密封型,128,基本额定动负荷,基本额定动负荷,a,参照,推力球轴承的基本额定动负荷,单向推力球轴承,内径 55100,mm,平面座型,调心座型,带调心座圈,主要尺寸,基本额定负荷,极限转速,润滑脂,油润滑,平面座型,129,基本额定寿命的计算,参照,滚动轴承的,基本额定动负荷、轴承负荷和基本额定疲劳寿命之间有以下的关系。,球轴承中,L,10,(C/P),3,滚子轴承中,L,10,(C/P),10/3,此处,L,10,：,基本额定寿命,（,10,6,旋转单位,）,P,：,轴承负负荷,（,当量动负荷,）（,N,）,C,：,基本额定动负荷,（,N,）,向心轴承中用,C,r,表示，推力轴承中用,C,a,表示。,轴承以一定的旋转速度运转时，轴承的基本额定寿命用时间来表示较为方便。假设轴承的基本额定寿命为,L,h(h,),，,旋转速度为,n,（,min,-1,）,，,可得到以下的关系。,球轴承中,Lh,(C/P),3,10,6,/60 n,滚子轴承中,Lh,(C/P),10/3,10,6,/60 n,作为轴承的使用条件，从轴承负荷,P、,旋转速度,n,及机械设备所要求的轴承寿命，疲劳寿命,L,h,来逆运算，可得出轴承的,C,值。,轴承选定,130,区分,球轴承,滚子轴承,基本,额定寿命,疲劳寿命系数,速度系数,表,5.2,基本额定寿命、疲劳寿命系数、速度系数,基本额定寿命的计算,疲劳寿命系数、速度系数,参照,131,当量动负荷,参照,当量动负荷是指,在各种旋转条件,负荷条件下,考虑使轴承得到与实际疲劳寿命的,大小一定的,作用于轴承中心的假定负荷,这种,假定负荷,叫做当量动负荷.,计算当量动负荷,轴承同时承受径向负荷和轴向负荷时,寿命计算公式中的轴承负荷,P,如何计算呢?,径向轴承承受径向负荷,，,推力轴承承受轴向负荷,132,当量动负荷,施加在径向轴承上的合成负荷及当量动负荷,(,例）,怎样求当量动负荷呢,？,F,r,F,a,寿命相同,当量动负荷,实际加在轴承上的合成负荷,133,当量动负荷的计算,径向轴承的当量动负荷,可按以下公式求出:,r,在此,P,：,当量动负荷,（）,Fr,：,径向负荷,（）,Fa,：,轴向负荷,（）,X,：,径向负荷系数,Y,：,轴向负荷系数,当量动负荷,当量动负荷的计算,参照,X,及,Y,的值,记载在轴承尺寸表中,.,另外,、,0,的径向滚子轴承,设,P,F,r.,例,:,请参照,B51,B117,B181,右上,方,134,当量动负荷,当量动负荷的计算,圆锥滚子轴承,e,e,0.29,参照,当量动负荷,135,基本额定静负荷及当量静负荷,轴承的永久变形及额定静负荷,参照,如果负荷变得过大，会产生永久变形，负荷撤去后接触面会残留有小的压痕，而不能返回原样。这一变形量如果超过某一限度，就会妨碍轴承的平稳旋转。也就是说，伴随旋转而产生声音、振动。情况严重的话会缩短使用寿命。,滚动轴承中，为了保证平稳安静的旋转，作为,基本额定静负荷,C,0,规定了轴承所允许的最大负荷。,若撤去负荷，则返回原样,即使撤去负荷，仍留有压痕,称为永久变形,136,基本额定静负荷及当量静负荷,基本,额定静负荷,基本额定静负荷,是指承受最大应力滚动体和滚道面接触部的中央位置，产生以下计算上的接触应力时的静态负荷。,调心球轴承,4 600MPa,其他滚珠轴承,4 200MPa,滚子轴承,4 000MPa,承受该接触应力的接触部滚动体永久变形量和滚道的永久变形量的和约为滚动体直径的,0.0001,倍,。,基本,额定静负荷,Co,的值，在径向轴承中记为,C,or,，在推力轴承中记为,C,oa,记载在轴承尺寸表上,。,参照,参照,B12,B208,滚动轴承可承受多大的负荷？,137,当量静负荷,当量静负荷,的定义,是一个假想的负荷,其产生的最大应力滚动体处产生的应力与实际负荷条件下最大应力滚动体与滚道面中间处产生的应力相等。,径向轴承中，取通过轴承中心的径向负荷。推力轴承中，取与中心轴方向一致的轴向负荷。,（,此时，包括极端低速旋转、低速摇动,）,参照,同时承受径向负荷和轴向负荷的实际使用条件下，该如何与基本额定静负荷比较？,计算出当量静负荷后再比较,当量静负荷是什么？,138,轴承,允许的当量静负荷,由于,基本额定静负荷,、轴承所,要求的条件,以及轴承的,使用条件,的不同而不同。,为了讨论,对于基本额定静负荷的安全度，,允许静态负荷系数,f s,可从以下公式求出。通常推荐的,f,s,的值如下表所示。,此处,C,o,：,基本额定静负荷,（,N,）,P,o,：,允许的当量静负荷,（,N,）,有关推力调心滚子轴承，通常为,f,s4,。,静态允许负荷系数,轴承的使用条件,fs,的下限,球轴承,滚子轴承,特别需要静音运转时,有振动、冲击时,通常的运转条件时,参照,表,5.8,静态容许负荷系数,f s,139,8,滚动轴承的极限转数,Copyright 2004 NHRS Ltd.All Rights Reserved,140,各种类型的轴承尺寸表中每个轴承记载有使用,润滑脂润滑,及,油润滑,时的极限转速,(min,-1,),。,该值是,在通常的负荷条件下,（,C,/,P,12,，,F,a/,F,r0.2,）,运转标准设计轴承允许的旋转速度。,油润滑的值,以油浴润滑为标准,。,根据,润滑脂的种类、牌号,，有时即使其他性能优良,也有不适合于高速旋转的润滑脂（有关润滑脂，请参照,A138,141,）。,因此，轴承的运转速度超出轴承尺寸表上记载的,极限转速的70%等情况时，必须选用高速性能良好的润滑脂、或润滑油。,极限转速,商品目录表所载数值的条件,参照,密封型球轴承的接触式橡胶密封型,(DDU),的极限转速主要取决于密封圈唇口的滑动速度。,各种润滑脂的一般性能见,，,轴承的使用条件及润滑油的选定例见,润滑脂的牌号及性能见,141,参照,查极限转速,主要尺寸,基本额定负荷,系数,极限转速,基本型号,开放型,防尘盖型,密封型,润滑方法、密封的影响,深沟球轴承,开放型,防尘盖型,非接触密封型,接触密封型,带止动槽,带止动环,内径,142,极限转速,润滑脂牌号的影响,密封玉軸受接触形（DDU)許容回転数、主先端動速度決。,参照,15.6,润滑脂的牌号及性能,表,15.8,润滑脂的牌号及性能参考表,注(1)在接近温度范围的上限或下限的地方、或真空中等特殊环境下使用时，请向,NSK,洽谈。,(2)短时间运转时或冷却条件良好时，如果润滑脂的补给适当，可超出这一界限使用。,昭和,Shell,石油,锂,锂,锂,锂,锂,尿素,微凝胶,微凝胶,氟素化合物,锂,锂,锂,非皂,钠对苯二酸盐,锂,锂,尿素,尿素,锂,锂,钙合成物,尿素,锂,锂合成物,锂,锂,锂,锂,钠,钠合成物,钠合成物,锂+钙,锂,锂合成物,锂合成物,锂合成物,氟素化合物,氟素化合物,矿物油,矿物油,矿物油,二酯油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,四酯油+二酯油,二酯油+矿物油,合成碳化氢油,乙醚油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,二酯油,二酯油+矿物油,合成碳化氢油,矿物油,Pafuroro,聚酯油（氟油）,Pafuroro,聚酯油（氟油）,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,酯油+矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,矿物油,二酯油,硅油,协同油脂,Esso,石油,出光兴产,牌号,制造商,增稠剂,基础油,滴点,NOK,Cruber,cosmo,石油,使用温度范围(1),耐压性,耐水性,对极限转速的使用界限(2),适中性,(续),143,尺寸精度,旋转精度,单列角接触球轴承,表,.,(,页,),配对角接触球轴承,表,.,(,页,),双列角接触球轴承,表,.,(,页,)4,点接触球轴承,表,.,(,页,),极限转速,尺寸表中记载的极限转速可适用于车制保持架的情况。,冲压保持架时，极限转速是该值的,80%,。,接触角,（,记号,C),及,(,记号,),的轴承极限转速是适用于,P5,以上的高精度轴承（合成树脂保持架及聚酰胺成型保持架）的值。但根据轴承的负荷条件，有时必须修正极限转速。同时，可通过改善润滑方法等，来提高极限转速。有关详细情况，请参照,A,页。,参照,极限转速,保持架的影响,144,极限转速,保持架影响的修正,（,圆柱滚子轴承时,）,单列圆柱滚子轴承,内径,尺寸精度,旋转精度,单列角接触球轴承,表,.,(,页,),配对角接触球轴承,表,.,(,页,),双列角接触球轴承,表,.,(,页,)4,点接触球轴承,表,.,(,页,),推荐配合,单列角接触球轴承,表,9.,(,84,页,),表9.4,(,85,页,),配对角接触球轴承,表,9.,(,84,页,),表9.4,(,85,页,),双列角接触球轴承,表,9.,(,84,页,),表9.4,(,85,页,),4,点接触球轴承,表,9.,(,84,页,),表9.4,(,85,页,),极限转速,尺寸表中记载的极限转速适用于车制保持架的情况。,冲压保持架时，极限转速是该值的,80%,。,接触角,（,记号,C),及,(,记号,),的轴承极限转速是适用于,P5,以上的高精度轴承（合成树脂车制保持架及,聚酰胺,成型保持架）的值。但根据轴承的负荷条件，有时必须修正极限转速。同时，可通过改善润滑方法等，来提高极限转速。有关详细情况，请参照,A,页。,特别是球和保持架的重量较大的大型角接触球轴承中有这一倾向。,预想有这种负荷条件的情况时，在选用轴承时，请您向,NSK,询问。,轴承内部游隙,配对角接触球轴承,表9.17（,A94,页）,P5,以上的高精度配对轴承多用于机床主轴。施加预压使用这些轴承。为了便于轴承选型，可对内部游隙进行了调整，使其达到微预压、轻预压、中预压、重预压。同时，配合也很特殊。有关详细情况，请参照表10.1及表10.2(,A98,A99,页)。,可通过紧固到使内轮之间或外轮之间的侧面达到互相贴合的程度以保持组合轴承的间隙（或预压）。,双列角接触球轴承,有关双列角接触球轴承的内部间隙，请您向,NSK,询问。,4点接触球轴承,表,9.18(,94,页,),注(1),基本型号的末尾无保持架记号的极限转速表示车制保持架的情况。,冲压保持架的情况时，为该值的80%。,但带保持架记号,EM、EW、ET,的型号就是该保持架类型的极限转速。,（2）末尾带,ET,的轴承为聚酰胺保持架。平时的最高使用温度为120。,（3）配上,L,型隔圈,(,参照,B102,页)后成为,NH,型。,主要尺寸,基本额定负荷,极限转速(1),润滑脂润滑,油润滑,145,参照,极限转速,配对轴承时,单列角接触球轴承、配对角接触球轴承,内径,单列,背面,正面,并列,主要尺寸,基本额定负荷(单列,),安装相关尺寸,极限转速(1),作用点位置,系数,重量,基本型号,(2),单列 组合,基本额定负荷(配对,),配对型作用点距离(,mm),配对型安装相关尺寸,(mm),配对型极限转速(1,),润滑脂 油润滑,背面型,正面型,注(1)有关极限转速的适用情况，请参照,B49,页。,(2)型号中,A、A5、B,及,C,表示呼叫接触角分别为30、25、40 及1 5。,(3),d,b,栏为的项目，依据,d,a,(,最小)、,r,a,(,最大)。,但单列或并列配对时,动态等效负荷,静态等效负荷,146,极限转速的修正,负荷修正系数,轴承负荷,P,超过基本动态额定负荷,C,的,8,时,（,C,/P,12,）,合成负荷修正系数,轴向负荷,Fa,超过径向负荷,Fr,的,20,等的使用条件,（,Fa,/Fr0.2,）,轴承尺寸表上记载的容许速度必须分别乘以右图,(a),及,(b),的修正系数，,修正容许速度,。,极限转速,负荷的影响,参照,负荷修正系数、合成负荷系数、高速对策,(,a),根据轴承负荷大小修正极限转速,(,b),修正合成负荷下的极限转速,角接触球轴承,深沟球轴承,调心滚子轴承、圆锥滚子轴承,修正系数,修正系数,147,尺寸的影响,f,1,：,每个轴承基本型号均记载在产品目录尺寸表上,（,B,页,）,润滑方法,：,油润滑或润滑脂润滑,？,同上,密封,防尘盖型,：,Z,ZZ,V,VV,or,DU,，,DDU,同上,润滑脂的牌号,f,7,：,参照,A138-A139,负荷修正系数,f,2,：,求出,C/P,参照,A37,表,6.1 P,表示当量负荷,合成负荷系数,f,3,：,求出,Fa,/Fr,参照,A37,表,6.2,保持架的种类,：,圆柱滚子轴承、角接触球轴承的冲压保持架,是车制保持架的,角接触球轴承在配对使用时，极限转速也下降,B58,B59,小径、微型球轴承中，只记载有非接触式密封型的值。接触式密封的轴承请查看注解。,极限转速,总结,为了求出滚动轴承的极限转速，必须考虑对以下项目进行修正。,产品目录尺寸表上的记载数值乘以修正系数,148,9.,轴承的材料和润滑,Copyright 2004 NHRS Ltd.All Rights Reserved,149,9-1.,轴承的材料,Copyright 2004 NHRS Ltd.All Rights Reserved,150,本节应掌握的事项,套圈,滚动体的材质,保持架的材料,垫圈的材料特征和使用温度,151,套圈、滚动体的材质,参照,套圈、滚动体的材质,（）,套圈及滚动体通常使用,高碳,铬,轴承钢,。大部分轴承使用,SUJ 2,，大型轴承使用,SUJ 3,。,SUJ 2,的化学成分是在各国作为轴承用材料并已标准化的钢。例如，与,AISI 52100,（,美国,），,DIN 100 Cr6,（,德国,），,BS 535A99,（英国）等相同。,钢是具有,非常坚硬且韧性较强的,组织。,带有某种程度碳比例的钢经过,“淬火”,，即温度升高后急剧冷却，会变化为非常,坚硬的组织,。,因此，“钢”可作为一种受力强度高而不可缺少的材料被广泛使用。,“钢”,是由大部分的铁及微量碳组成的合金，碳含量为,0.1%,2.1%,的物质。,152,套圈、滚动体的材质,套圈、滚动体的材质,（）,需要具有更高的,耐冲击性,时，作为轴承材质使用,表面淬火钢,（铬钼钢、镍铬钼钢）等，通过浸碳淬火从表面硬化到适当的深度。具有适当的硬化深度和致密的组织、适当的表面硬度及芯部硬度的,浸碳钢轴承,比使用轴承钢的轴承具有更优良的耐冲击性。,参照,表皮坚硬，内部坚固,轧机,用辊颈,轴承等,NSK,长寿命材料,：,EP,NSK,对材质进行,真空脱气处理,，材质,纯净度高、含氧量少,。并且由于还要进行,合适的热处理,，所以轴承的,滚动疲劳寿命明显延长,。,飞机用轴承等,除了以上所述钢种以外，特殊用途也会使用,耐热性良好的高速钢、耐腐蚀性良好的不锈钢,等不同特点的钢。,STF:,长寿命高承载渗碳钢技术，油膜不充分时也可耐久。,WTF:,水，异物混入造成压痕的应力集中得以缓解，抑制剥落的发展。,TF:NSK,独自开发的热处理方法，将最能减小应力集中的残留奥氏体的量控制在最佳值，达到混入异物状态下的长寿命。,153,套圈、滚动体的材质,表面淬火钢,进行浸碳淬火处理使用的钢。浸碳钢的别称。,作为用于轴承的表面淬火钢，有,铬钢,Cr420,铬钼钢,SCM420,，,SAE4118,镍铬钼钢,SAE8620,，,SAE4320,，,SNCM815,HNCM1,*,，,HNCM2,*,（,*,NSK,钢种,),等种类。,浸碳淬火,在浸碳性气体环境中，如果加热低碳钢到,900,1000,，则碳,(C),从表面浸入，而逐步扩散到内部。由于表面的碳浓度最高，随着进入到内部而逐渐减少，所以如果进行淬火处理，则表面变硬，提高了耐磨损性、耐疲劳性，而内部较软，从而具有耐冲击性。,图5 如果对轴承部件进行浸碳淬火处理，则外层硬度高，具有耐疲劳性,而内部较软,具有很好的任韧性。,154,保持架的材质,保持架材质,由于保持架不承受施加在内圈、外圈、滚动体间产生的高压力，所以,即使材料硬度较小也可以,。,但是，滚动体和保持架之间会发生滑动接触，该部位或多或少会产生,滑动磨损,。,如果润滑性较差，磨损量也增大，进而造成烧结、保持架破损。因此，用于保持架的材料必须选择具有,耐磨损性,的材料。,参照,参照表,13.5,，,表,13.6,冲压保持架,的材质使用,低碳钢,，根据用途不同也使用黄铜板、不锈钢板。,车削保持架,的材料使用,高强度黄铜、碳素钢,等。,此外，也使用合成树脂（,聚酰胺,树脂：商品名为尼龙）,155,作为保持架的标准材料,、,有,PA66,（,称为,耐纶,66,或者聚酰胺,66,）、,约占全体使用比率的,90,。,PA46PPS,（,聚苯撑硫,）,用于,高温用途,PA66,的耐热性不太适用,。,TPI,可在,250,左右的温度下使用,、,是树脂材料中耐热性最好的,、,只限于在涡轮充电轴承,工作机械上使用,。,NSK,持有,PPS,的专利,、,是其他公司所没有的材料,。,保持架有金属保持架和塑料保持架,。,、,塑料保持架,、,重量轻即使形状复杂也可以作出模型,可以,大量生产,。,此外,、,对润滑脂而言,、,与冲压保持架相比有,延长润滑脂寿命,的优点,。,但是,、,从强度方面考虑,、,金属保持架比较有利,、,滚子轴承或者高负荷球轴承,一般用金属制保持架,。,保持器,金属保持架,塑料保持架,冲压,高强度,黄铜,保持架材料一览,保持架的材料,156,9-2.,轴承的润滑,Copyright 2004 NHRS Ltd.All Rights Reserved,157,润滑的目的及效果,润滑方法,脂润滑与油润滑的比较,根据使用条件,使用目的选择润滑方法,润滑剂,润滑脂与润滑油的性能及选择,本节应掌握的事项,158,润滑的概念,润滑的目的,滚动接触面为,10000,大气压以上的高压时，也可形成油膜,！,a),无油,金属接触，,滑动摩擦大,b),部分金属接触，油膜和金属接触两者均承受负荷,c),用油膜完全分离，用油膜支承负荷，滑动摩擦小,(,依存于油的特性,),润滑的目的,通过防止相对运动的二个物体表面之间的直接接触,达到,减少轴承的,摩擦、磨损及防止烧结的目的,。,159,润滑的效果,润滑的效果如下所示:,摩擦及磨损的减少,可防止轴承的滚道面、滚动体及保持架等组件相互接触部位的金属接触，减少滑动部位的摩擦和磨损。,额定寿命,(,疲劳寿命,),的延长,旋转时的滚动接触面润滑充分时，轴承的滚动疲劳寿命延长。而相反，润滑油的粘度低，润滑油膜不够厚时，寿命则缩短。,摩擦热的释放、冷却,使用循环供油等润滑方法时，因摩擦而产生的热或从外部传递的热通过油释放并冷却下来，从而防止轴承过热，和润滑油质量的劣化。,其他,也具有防止轴承内部混入异物，或防止生锈、产生腐蚀的效果。,参照,160,润滑方法,轴承的润滑方法大致可分为,：,脂润滑,油润滑,为了充分发挥轴承的功能，应采用符合其使用条件、使用目的的润滑方法。,油润滑,：,如果只考虑润滑，性能优良。,脂润滑,：,简化轴承周围的结构,深沟球轴承中封入的润滑剂的样子,参照,161,润滑方法,脂润滑和油润滑的优缺点比较,表,12.1,脂润滑和油润滑的优缺点比较,参照,旋转速度,可简化,无,润滑剂的流动性,润滑剂的更换,杂质的过滤,润滑剂的泄漏污染,差,稍微有些复杂,困难,因泄漏造成的污染较少,冷却作用,冷却效果,轴承座结构,密封装置,极限转速为油润滑时的6580%,非常好,比较简单,容易,相对稍微有些复杂，维护时需注意,与脂润滑相比，即使为高速旋转下也可使用,可有效释放出热量(循环供油法的情况等),不适用于忌讳因漏油而造成污染的场所,项目,脂润滑,油润滑,162,脂润滑,与润滑油相比，不需要复杂的润滑设备（,油槽,、泵、冷却器等），量也较少，所以应用于广泛的用途。,也就是说，,脂润滑的最大特点是,：,使用方便,、,低价格润滑,。,特别是,滚动轴承中，有,80%,使用脂润滑。,润滑脂是怎样一种物质呢？,润滑脂是在润滑油中弥散分布增稠剂而形成,半固态状的物质,。,润滑脂的构成,由,基础油,(,约,70,95%,),起到润滑的作用,添加,剂,(,数,%,),辅助基础油发挥作用,增稠剂,(,Thickener,约,5,30%,),起到保持润滑油稠度的作用,这三种成分构成。,脂润滑,参照,A110,防尘盖型、密封圈型轴承是与润滑配套使用的物美价廉的商品。,163,润滑脂的稠度及稠度编号,稠度,：,表示润滑剂的“软度”的值,稠度编号越小，稠度的数值越大，润滑脂就越柔软。,表12.3 润滑脂的稠度及使用条件、用途,稠度是表示润滑剂“软度”的值，是表示使用中的流动性的标准。表12.3表示润滑剂的稠度编号、稠度与使用条件的一般关系。,稠度编号,稠度,使用条件、用途,集中供脂用,集中供脂用,容易发生微振磨损时,容易发生微振磨损时,低温用,一般用,一般用,高温用,密封球轴承用,密封球轴承用,高温用,用润滑脂密封时,注(1)稠度：规定重量的圆锥体浸入润滑脂时的深度(1/10,mm,单位)，数值越大越软。,164,润滑脂的选择,（）,AS2,标准推荐润滑脂 (滚子轴承),适用于圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承。,速度：适用于转速70%极限转速的情况,转速70%极限转速时，请您与设计（技术部）洽谈。,轴承温度,165,脂润滑:,填充量,，,补充,参照,3.2,润滑脂的填充,在轴承座内填充的润滑脂量根据轴承的,旋转速度,轴承座结构,空间容积,润滑脂品牌,环境等而有不同。,表,3.2,列出了填充时的注意事项。,深沟球轴承,圆柱滚子轴承,圆锥滚子轴承,调心滚子轴承,机床主轴用轴承,极限转速的50%以下,极限转速的50%以上,低扭矩,极低速,空间容积的1/22/3,空间容积的1/31/2,空间容积的1/3以下,装满,确保滚子端面和挡边之间填满润滑脂。,对轴承内部空间多填充一些，轴承座内填充至空间容积的1/31/2左右。,轴承空间容积的10%左右,填充润滑脂时的注意事项,166,脂润滑:,补充间隔,轴承温度超过70,时，每上升,15,润滑脂补充间隔必须缩短一半。,润滑脂的补充间隔,即使是质量好的润滑脂，随着使用时间变长，其性能也会变差，润滑功能下降。所以，必须适当补充润滑脂。,参照,例,：,6208,2000rpm,65,轴承的旋转速度,轴承的旋转速度,(1)向心球轴承、圆柱滚子轴承,(2)圆锥滚子轴承、调心滚子轴承,润滑脂补充间隔,润滑脂补充间隔,向心球轴承,圆柱滚子轴承,167,油润滑方法的种类,油润滑的种类,用怎样的方法向轴承内注入润滑油？,油浴法,多用于低、中速旋转条件下的一般润滑方法。,滴注供油法,多用于转速较高的小型球轴承等。,飞溅式供油法,不直接将轴承浸入油中，利用周围的齿轮、旋转环等的旋转而产生的飞沫来润滑轴承的方法。,循环供油法,用于需要用油冷却轴承部位的高速旋转的使用条件或周围环境为高温的用途。,喷射供油法,多用于高速旋转用轴承，用于喷气式引擎等。,油雾润滑法,用空气使润滑油形成雾状吹附到轴承上的方法。,油气润滑法,用定量,活塞,间歇式吐出微量的润滑油，用混合阀把油慢慢地引进到压缩空气中，连续流动地给轴承供油的方法。,参照,168,润滑方法的实例,（）,油浴法,油浴法是多用于低、中速旋转条件下的一般润滑方法。,原则上要确保油位处于最下位的转动体的中心位置。,希望最好设置,油,位表，以便于确认油位。,滴注供油法,滴注供油法是多用于,较为高速旋转的小型球轴承等,情况的方法。在可视式,注油器,内贮藏有油。滴液的油量可用上部的螺丝调节。,参照,图,12.4,图,12.5,油浴法例图,滴注供油法例图,169,润滑方法的实例,（）,循环供油法,循环供油法多用于,需要用油冷却轴承部位的高速,旋转的使用条件或周围环境为,高温,的用途。通过轴承的油流入排油管，回流到油箱内。冷却的油再次通过泵、过滤器被注入。,为了避免油过多地积存在轴承座内，排油管应比注油管粗。,飞溅式供油法,飞溅式供油法是一种不直接将轴承浸入油内，通过周围的,齿轮、旋转环等的旋转而产生的飞沫,润滑轴承的方法。广泛应用于汽车的变速器、差动齿轮装置等。,参照,图,12.6,图,12.7,飞溅式供油法例图,170,润滑方法的实例,（）,喷射供油法,喷气供油法,多用于,高速旋转用轴承,，例如，喷气式引擎等,d,m,n,值（滚动体中心距,mm,转速,rpm,）超出100万的轴承等的润滑方式。从1个或数个喷嘴以一定的压力喷射润滑油，喷到轴承内部。,下图为一般的喷射供油示例。,面向内圈和保持架的引导面喷射油,的高速情况时，由于轴承附近的空气与轴承同时旋转，并且形成空气壁。所以，从润滑油从喷嘴的,喷出速度,必须保持在内圈外径面（也为保持架引导面）的,圆周速度,的20%以上的速度。,喷嘴个数越多,，对于同一油量冷却不均的情况越少，效果也越好。,由于喷射供油法中用油量较多，所以为了减少油的,搅拌阻力,，有效释放出热量，希望能够,增大排油口,，进行强制排油等。,参照,图,12.8,穿透气帘、油雾膜。,机床主轴,171,润滑方法的实例,（）,油雾润滑法是一种用空气使润滑油形成雾状吹附在轴承上的