滚动轴承类型及代号解析

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：滚动体为球形的轴承称为球轴承。滚动体是圆柱、圆锥、鼓形和滚针等形状的轴承称为滚子轴承。滚动轴承代号组成如表5－10 所示。表5-10滚动轴承代号组成基本代号基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸，用于表明滚动轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型，一般最多为五位数字或四位数字和字母组成。选择滚动轴承的类型时，应根据表5－9 各类轴承的特点，并考虑下列各因素进行。

1.滚动轴承的结构

滚动轴承的典型结构如图5－42 所示，它由外圈1、内圈2、滚动体3 和保持架4组成。滚动体的形式较多，有球和各类滚子等，如图5－43 所示。内圈装在轴颈上，外圈装在机座内，当内圈与外圈相对滚动时，滚动体沿滚道滚动，保持架将各滚动体均匀隔开。保持架多为低碳钢冲压制造［见图5－44（b）和图5－44（c）］，精密轴承为铸造加工件［见图5－44（a）］。

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图5-42　滚动轴承的典型结构

1—外圈；2—内圈；3—滚动体；4—保持架

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图5-43　滚动体的种类

（a）球；（b）圆柱滚子；（c）圆锥滚子；（d）鼓形滚子；（e）滚针

滚动轴承中滚动体和外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的径向平面之间的夹角α 称为滚动轴承的公称接触角（见图5－45），它是滚动轴承的一个重要参数，α 越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。

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图5-44　保持架

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图5-45　公称接触角

滚动轴承已标准化，由专业工厂进行大批量生产，因此使用者只需根据工作条件和使用要求，正确选用轴承类型和尺寸即可。

2.滚动轴承的分类及特点

（1）按滚动体的形状分类

滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。

1）球轴承。滚动体为球形的轴承称为球轴承。它与内、外圈滚道之间是点接触，摩擦小，但承载能力和耐冲击能力较低，允许的极限转速高。

2）滚子轴承。滚动体是圆柱、圆锥、鼓形和滚针等形状的轴承称为滚子轴承。它与轴承内、外圈滚道之间为线接触，摩擦大，但其承载能力和耐冲击能力较高，允许的极限转速较低。

（2）按承受载荷方向和公称接触角分类

滚动轴承可分为向心轴承和推力轴承两大类。

1）向心轴承主要承受径向载荷，公称接触角0°≤α≤45°，其中α＝0°的称为径向接触轴承，除深沟球轴承外，只能承受径向载荷；公称接触角0°＜α≤45°的轴承称为角接触向心轴承。

2）推力轴承主要承受轴向载荷，公称接触角45°＜α≤90°，其中α＝90°的称为轴向接触轴承，只能承受轴向载荷；公称接触角45°＜α＜90°的轴承称为推力角接触轴承，α 越小，承受径向载荷的能力就越大。

（3）按滚动体的列数分类

按滚动体的列数分类可分为单列、双列及多列轴承。双列可调心轴承如图5－46所示。

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图5-46　双列可调心轴承

（4）按工作时能否自动调正分类

按工作时能否自动调正分类可分为刚性轴承和调心轴承。

常用滚动轴承的基本类型及主要特性见表5－9。

表5-9　常用滚动轴承的基本类型及主要特性

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续表

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3.滚动轴承的代号

滚动轴承是标准件，有具体规定的滚动轴承代号。滚动轴承的类型多，同一系列中又有不同的结构、尺寸、精度及技术要求，为便于组织生产和选用，按照GB／T 272—1993 规定，每一滚动轴承用同一形式的一组数据表示，这一组数据称为滚动轴承代号，并打印在滚动轴承端面上。滚动轴承代号组成如表5－10 所示。

表5-10　滚动轴承代号组成

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（1）基本代号

基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸，用于表明滚动轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型，一般最多为五位数字或四位数字和字母组成。

1）内径代号。用基本代号右起第一、二位数字表示内径尺寸，表示方法见表5－11。

表5-11　轴承内径代号

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2）尺寸系列代号。包括直径系列代号和宽（高）度系列代号。

宽（高）度系列代号：右起第四位数字表示宽（高）度系列代号。宽（高）度系列是指内径、外径都相同的轴承，其宽（高）度尺寸的不同变化。对向心轴承，配有不同宽度的尺寸系列（见图5－47），常用代号为8、0、1、2、3，尺寸依次递增；对推力轴承，配有不同高度的尺寸系列，常用代号为7、9、1、2，尺寸依次递增。

直径系列代号：右起第三位数字表示轴承的直径系列代号。直径系列是指同一内径的轴承，配有不同外径的尺寸系列（见图5－48），常用代号为0、1、2、3、4，尺寸依次递增。

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图5-47　不同宽度系列

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图5-48　不同外径系列

当宽度系列为“0”系列时，对多数轴承在代号中可不标出宽度系列，但对于调心滚动轴承和圆锥滚子轴承，则不可省略。

3）类型代号右起第五位是轴承类型代号，其表示方法见表5－10。

（2）前置、后置代号

前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等发生改变时，在基本代号左、右添加的补充代号。前置代号表示可分离轴承各部分的分部件，用字母表示，如用L 表示可分离的内圈或外圈、R 表示不可分离的内圈或外圈、K 表示滚子和保持架组件。后置代号为补充代号，用字母和数字表示，包括8 项内容：内部结构、密封与防尘结构、保持架及其材料、轴承材料、公差等级、游隙、多轴承配置及其他等。其中内部结构代号表示轴承内部结构，如以C、AC、B 分别表示公称接触角α＝15°、25°、40°的角接触球轴承；公差等级代号表示轴承公差等级，它共有六级，其代号与精度顺序为P0、P6、P6X、P5、P4、P2，依次由低级到高级，P0 级为普通级，可不标出。

4.滚动轴承的失效形式及选择

（1）滚动轴承的失效形式

1）疲劳点蚀。轴承以高的转速运转时，在载荷作用下，经过长时间周期性脉动循环接触应力的作用，就会在内、外圈滚道表面或滚动体表面上产生疲劳点蚀。轴承出现疲劳点蚀后，将引起噪声和振动，旋转精度明显降低，从而使轴承不能正常工作。

2）塑性变形。对于转速很低或做间歇转动的轴承，通常不会发生疲劳点蚀。但在很大的静载荷或冲击载荷的作用下，会使轴承的滚动体和滚道接触处的局部应力超过材料的屈服点，使轴承元件表面出现塑性变形（凹坑），导致轴承丧失工作能力。

3）磨损。润滑不良或杂物和灰尘的侵入都会引起轴承的早期磨损，从而使轴承旋转精度降低、噪声增大、温度升高，最终导致轴承失效。

此外，由于设计、安装、使用中某些非正常的原因，可能导致轴承的破裂、保持架的损坏及回火、腐蚀等现象，使轴承失效。

（2）滚动轴承的选择

1）类型选择。选择滚动轴承的类型时，应根据表5－9 各类轴承的特点，并考虑下列各因素进行。

①载荷的性质。当载荷小而平稳时，可选用球轴承；载荷大或有冲击时，宜选用滚子轴承。当轴承只受径向载荷时，应选用径向接触轴承；当仅承受轴向载荷时，则应选用轴向接触轴承；当同时承受径向和轴向载荷时，应选用角接触轴承，轴向力越大，选择的接触角越大。

②轴承的转速。转速高时宜选用球轴承，转速低时可用滚子轴承。

③装拆方便。为了便于安装和拆卸，可选用内、外圈可分离的圆锥滚子轴承等。

④经济性。一般来说，球轴承比滚子轴承便宜，公差等级低的轴承比公差等级高的便宜，有特殊结构的轴承比普通结构的轴承贵。

2）型号选择。对于一般机械轴承型号的选择，可根据轴颈直径选取轴承内径，轴承外廓系列则根据空间位置参考同类型机械选取。

5.滚动轴承的安装、润滑与密封

滚动轴承部件的组合安装，是把滚动轴承安装到机器中去，与轴、轴承座、润滑及密封装置等组成一个有机的整体，包括轴承的布置、固定、调整、预紧和配合等方面。

（1）滚动轴承支承的结构形式

1）两端固定式。轴承内圈靠轴肩，外圈靠轴承盖，两端均单向固定，结构简单，适用于温度变化不大而跨度L＜300 mm 的轴［见图5－49（a）］。

2）一端固定、一端游动式。其适用于长度较长，且工作温度变化较大的轴，固定端内、外圈均双向固定；在游动端，当轴承内、外圈不可分离时，内圈双向固定，外圈游动［见图5－49（b）］。

3）两端游动式。轴可以自由进行轴向游动，多用于人字齿轮传动中的小齿轮轴。

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图5-49　滚动轴承的支承形式

（a）两端固定；（b）一端固定、一端游动

（2）滚动轴承的轴向固定

一般情况下，滚动轴承的内圈装在被支承轴的轴颈上，外圈装在轴承座（或机座）的孔内。滚动轴承安装时，对其内、外圈都要进行必要的轴向固定，以防止运转中产生轴向移动。

1）轴承内圈的轴向固定。轴承内圈在轴上通常用轴肩或套筒定位，定位端面与轴线要保持良好的垂直度。

轴承内圈的轴向固定应根据所受轴向载荷的情况，适当选用轴端挡圈、圆螺母或轴用弹性挡圈等结构。常用的轴承内圈的轴向固定形式见表5－7。

2）轴承外圈的轴向固定。轴承外圈在机座孔中一般用座孔台肩定位，定位端面与轴线也需保持良好的垂直度。轴承外圈的轴向固定可采用轴承盖或孔用弹性挡圈等结构。常用的轴承外圈的轴向固定形式如图5－50 所示。

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图5-50　轴承外圈的轴向固定形式

（a）单向定位；（b）双向定位；（c）利用弹性挡圈和轴肩双向定位

（3）轴承的调整和预紧

对某些可调游隙的轴承，安装时给予一定的轴向预紧力使内、外圈产生相对位移而消除游隙的方法称为轴承的预紧。预紧可使套圈和滚动体在接触处产生弹性预变形，从而提高轴的旋转精度和刚度。

预紧方法有：调节组垫片厚度、利用调节螺钉调整和磨窄套圈等。

（4）滚动轴承的润滑

滚动轴承润滑的目的在于减小摩擦阻力、降低磨损、缓冲吸振、冷却和防锈。滚动轴承使用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂。

1）脂润滑。润滑脂是由润滑油加稠化剂制成的，其强度高，能承受较大的载荷，而且不易流失，便于密封和维护，一次充脂可以维持较长时间，无须经常补充或更换。由于润滑脂不适宜在高速条件下工作，故适用于轴颈圆周速度不高于5 m／s 的滚动轴承润滑。润滑脂的填充量一般不超过轴承空间的1／3，以防止摩擦发热过大，影响轴承正常工作。

2）油润滑。与脂润滑相比，油润滑适用于轴颈圆周速度和工作温度较高的场合。油润滑的关键是根据工作温度、载荷大小、运动速度和结构特点选择合适的润滑油黏度。原则上，温度高、载荷大的场合，润滑油黏度应选大些；反之，润滑油黏度应选小些。油润滑的方式有浸油润滑（飞溅润滑）、压力喷油润滑和喷雾润滑等。

选择润滑油时主要需确定油品的种类和牌号。选择时应考虑以下几方面：

①工作载荷：重载或冲击、振动载荷，应选黏度高的润滑油，以便于形成油膜；轻载或平稳载荷，可选黏度低的润滑油。

②工作速度：高速情况应选黏度低的润滑油，以免使油液摩擦损失过大和发热严重；低速情况可选黏度高的润滑油。

③工作温度：高温应选黏度大而闪点高的润滑油；低温应选黏度小的润滑油。

3）固体润滑。固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS2）等多个品种，用在特殊场合。固体润滑的缺点是：润滑效果差，没有冷却功能，防锈和排除磨屑的能力不好。

（5）滚动轴承的密封

密封的目的是防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承，并阻止润滑剂流失。良好的密封可保证机器正常工作，降低噪声并延长轴承的使用寿命。常用的密封方式有接触式密封和非接触式密封两类，具体类型、结构及应用见表5－12。

表5-12　滚动轴承常用的密封方式

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