滾動軸承基礎知識

第一節滾動軸承的基本結構

以滑動軸承為基礎發展起來的滾動軸承，其工作原理是以滾動摩擦代替滑動摩擦，一般由兩個套圈，一組滾動體和一個保持架所組成的通用性很強、標準化、系列化程度很高的機械基礎件。由于各種機械有著不同的工作條件，對滾動軸承在負荷能力、結構和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動軸承需有各式各樣的結構。但是，最基本的結構是由內圈、外圈、滾動體和保持架所組成。

各種零件在軸承中的作用分別是：

對于向心軸承，內圈通常與軸緊配合，并與軸一起運轉，外圈通常與軸承座或機械殼體孔成過渡配合，起支承作用。但是，在某些場合下，也有外圈運轉，內圈固定起支承作用或者內圈、外圈都同時運轉的。對于推力軸承，與軸緊配合并一起運動的稱軸圈，與軸承座或機械殼體孔成過渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內通常借助保持架均勻地排列在兩個套圈之間作滾動運動，它的形狀、大小和數量直接影響軸承的負荷能力和使用性能。保持架除能將滾動體均勻地分隔開以外，還能起引導滾動體旋轉及改善軸承內部潤滑性能等作用。

第二節滾動軸承的分類

1．按滾動軸承結構類型分類，分為：

(1)．按軸承所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同分為：

1)．向心軸承----主要用于承受徑向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角從0到45。按公稱接觸角不同，又分為：徑向接觸軸承----公稱接觸角為0的向心軸承；向心角接觸軸承----公稱接觸角大于0到45的向心軸承。

2)．推力軸承----主要用于承受軸向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角大于45到90。按公稱接觸角不同又分為：軸向接觸軸承----公稱接觸角為90的推力軸承；推力角接觸軸承----公稱接觸角大于45但小于90的推力軸承。

(2)．按軸承滾動體的種類，分為：

1)．球軸承----滾動體為球；

2)．滾子軸承----滾動體為滾子。滾子軸承按滾子種類，又分為：圓柱滾子軸承----滾動體是圓柱滾子的軸承，圓柱滾子的長度與直徑之比小于或等于3；滾針軸承----滾動體是滾針的軸承，滾針的長度與直徑之比大于3，但直徑小于或等于5mm；圓錐滾子軸承----滾動體是圓錐滾子的軸承；調心滾子軸承----滾動體是球面滾子的軸承。

(3)．按軸承工作時能否調心，分為：

1)．調心軸承----滾道是球面形的，能適應兩滾道軸心線間的角偏差及角運動的軸承；

2)．非調心軸承(剛性軸承)----能阻抗滾道間軸心線角偏移的軸承。

(4)．軸承按滾動體的列數，分為：

1)．單列軸承----具有一列滾動體的軸承；

2)．雙列軸承----具有兩列滾動體的軸承；

3)．多列軸承----具有多于兩列滾動體的軸承，如三列、四列軸承。

(5)．軸承按其部件能否分離，分為：

1)．可分離軸承----具有可分離部件的軸承；

2)．不可分離軸承----軸承在最終配套后，套圈均不能任意自由分離的軸承。

(6)．軸承按其結構形狀(如有無裝填槽，有無內、外圈以及套圈的形狀，擋邊的結構，甚至有無保持架等)還可以分為多種結構類型。

2．按滾動軸承尺寸大小分類，軸承按其外徑尺寸大小分為：

1)．微型軸承----公稱外徑尺寸范圍為26mm以下的軸承；

2)．小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為28-55mm的軸承；

3)．中小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為60-115mm的軸承；

4)．中大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為120-190mm的軸承；

5)．大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為200-430mm的軸承；

6)．特大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為440mm以上的軸承。

第三節　滾動軸承的基本生產過程

由于滾動軸承的類型、結構型式、公差等級、技術要求、材料及批量等的不同，其基本生產過程也不完全相同。

一、各種軸承主要零件的加工過程：

1．套圈的加工過程：軸承內圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同，其中車加工前的工序可分為下述三種，整個加工過程為：棒料或管料（有的棒料需經鍛造和退火、正火）----車加工----熱處理----磨加工----精研或拋光----零件終檢----防銹----入庫----(待合套裝配〉

2．鋼球的加工過程：鋼球的加工同樣依原材料的狀態不同而有所不同，其中挫削或光球前的工序，可分為下述三種，熱處理前的工序，又可分為下述兩種，整個加工過程為：棒料或線材冷沖（有的棒料冷沖后還需沖環帶和退火）----挫削、粗磨、軟磨或光球----熱處理----硬磨----精磨----精研或研磨----終檢分組----防銹、包裝----入庫〈待合套裝配〉。

3．滾子的加工過程：滾子的加工依原材料的不同而有所不同，其中熱處理前的工序可分為下述兩種，整個加工過程為：棒料車加工或線材冷鐓后串環帶及軟磨----熱處理----串軟點----粗磨外徑----粗磨端面----終磨端面----細磨外徑----終磨外徑----終檢分組----防銹、包裝----入庫（待合套裝配〉。

4．保持架的加工過程：　保持架的加工過程依設計結構及原材料的不同，可分為下述兩類：

(1)．板料→剪切→沖裁→沖壓成形→整形及精加工→酸洗或噴丸或串光→終檢→防銹、包裝→入庫(待合套裝配)

(2)．實體保持架的加工過程：　實體保持架的加工，依原材料或毛壞的不同而有所不同，其中車加工前可分為下述四種毛坯型式，整個加工過程為：棒料、管料、鍛件、鑄件----車內徑、外徑、端面、倒角----鉆孔（或拉孔、鏜孔）----酸洗----終檢----防銹、包裝----入庫〈待合套裝配〉。

二、滾動軸承的裝配過程：

滾動軸承零件如內圈、外圈、滾動體和保持架等，經檢驗合格后，進入裝配車間進行裝配，其過程如下：

零件退磁、清洗→內、外滾〈溝〉道尺寸分組選別→合套→檢查游隙→鉚合保持架→終檢→退磁、清洗→防銹、包裝→入成品庫(裝箱、發運〉。

第四節滾動軸承的特點

滾動軸承與滑動軸承相比，具有下列優點：

1．滾動軸承的摩擦系數比滑動軸承小，傳動效率高。一般滑動軸承的摩擦系數為0.08-0.12，而滾動軸承的摩擦系數僅為0.001-0.005；

2．滾動軸承已實現標準化、系列化、通用化，適于大批量生產和供應，使用和維修十分方便；

3．滾動軸承用軸承鋼制造，并經過熱處理，因此，滾動軸承不僅具有較高的機械性能和較長的使用壽命，而且可以節省制造滑動軸承所用的價格較為昂貴的有色金屬；

4．滾動軸承內部間隙很小，各零件的加工精度較高，因此，運轉精度較高。同時，可以通過預加負荷的方法使軸承的剛性增加。這對于精密機械是非常重要的；

5．某些滾動軸承可同時承受徑向負荷和軸向負荷，因此，可以簡化軸承支座的結構；

6．由于滾動軸承傳動效率高，發熱量少，因此，可以減少潤滑油的消耗，潤滑維護較為省事；

7．滾動軸承可以方便地應用于空間任何方位的軸上。

滾動軸承也有一定的缺點，主要是：

1．滾動軸承承受負荷的能力比同樣體積的滑動軸承小得多，因此，滾動軸承的徑向尺寸大。所以，在承受大負荷的場合和要求徑向尺寸小、結構要求緊湊的場合〈如內燃機曲軸軸承)，多采用滑動軸承；

2．滾動軸承振動和噪聲較大，特別是在使用后期尤為顯著。因此，對精密度要求很高、又不許有振動的場合，滾動軸承難于勝任，一般選用滑動軸承的效果更佳。

3．滾動軸承對金屬屑等異物特別敏感，軸承內一旦進入異物，就會產生斷續地較大振動和噪聲，亦會引起早期損壞。此外，滾動軸承因金屬夾雜質等也易發生早期損壞的可能性。即使不發生早期損壞，滾動軸承的壽命也有一定的限度?？傊?，滾動軸承的壽命較滑動軸承短些。

可是，滾動軸承與滑動軸承相比較，各有優缺點，各占有一定的適用場合。因此，兩者不能完全互相取代，并且各自向一定的方向發展，擴大自己的領域。但是，由于滾動軸承的突出優點，頗有后來者居上的趨勢。目前，滾動軸承已發展成為機械的主要支承型式，應用愈來愈廣泛。

(大國龍騰運轉世界 龍出東方 騰達天下 龍騰三類調心滾子軸承 劉興邦 )

滾動軸承的在線監控技術：鐵譜分析法

鐵譜分析技術是特別適合于鑒定和預測滾動疲勞的一種方法。將滾動軸承的潤滑油抽取一部分作為油樣，利用高梯度磁場使流過該磁場的油樣中所含的固體異物，按大小比例沉積在玻璃片上，得以觀察異物顆粒的形狀、大小,色澤和材質，從而能清楚地判明磨損的類型，預告機器的運轉狀態，及時發現隱患。鐵譜技術原則上以鑒定鋼鐵等強磁體為主要目標，但對銅等非鐵金屬、砂、有機物和密封碎屑等異物也有相當出色的鑒定能力。

當油樣中出現直徑為1～5μm鋼鐵類球形顆粒時，肯定軸承已開始出現疲勞微裂紋。當油樣中出現長度與厚度比為10：1的疲勞剝落顆粒，而長度大于10μm時，軸承中非正常疲勞磨損已經開始，當長度大于100μm時，軸承已經失效。

第三種疲勞碎屑為長度與厚度比為30：1的疲勞薄片，其長度在20—50μm之間，薄片往往帶有空洞。在疲勞開始出現時，這種薄片的數量會明顯增加，這可與球形顆粒共同作為疲勞出現的標志。

鐵譜儀通常分為分析式鐵譜儀，直讀式鐵譜儀和在線式鐵譜儀三大類。