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滚动轴承的类型及选择

时间:2024-10-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:滚动轴承构造中,有的无外圈或无内圈,亦可无保持架,但不能没有滚动体。滚动轴承已经标准化,由专业化工厂大批量生产,在机械中应用非常广泛。滚动轴承的类型很多,常用滚动轴承的分类情况及特性有以下两种:按滚动轴承所承受载荷的方向不同,滚动轴承可分为向心轴承和推力轴承两类。各类轴承允许的角偏差可查轴承标准手册。滚动轴承代号由基本代号、前置代号及后置代号构成,其排列顺序如下:尺寸系列代号。

一、滚动轴承的构造及类型

1.滚动轴承的构造

如图13-1所示,滚动轴承一般由外圈1、内圈2、滚动体3及保持架4等部分组成。通常内圈用过盈配合与轴颈装配在一起随轴转动,外圈则以较小的间隙配合装在轴承座孔内不转动,但也有外圈转动,内圈不转动的使用情况。内圈在外侧制造外滚道、外圈在内侧制造内滚道,工作时,内圈和外圈作相对转动,滚动体可在滚道内滚动。为防止滚动体相互接触而增加摩擦,常用保持架将滚动体均匀地分开。滚动轴承构造中,有的无外圈或无内圈,亦可无保持架,但不能没有滚动体。滚动体的形状有球形、圆柱形、长圆柱滚子、鼓形、圆锥形、滚针形等多种(图13-2)。滚动轴承的内圈、外圈和滚动体均采用高强度、耐磨性好的含铬锰的合金钢制造,其常用材料有GCr15、GCr15SiMn等。淬火后硬度可达60HRC以上。保持架可用低碳钢、铜合金塑料或其他材料制作。

图13-1 滚动轴承结构

图13-2 滚动体形状

2.滚动轴承的类型及特性

滚动轴承已经标准化,由专业化工厂大批量生产,在机械中应用非常广泛。滚动轴承的类型很多,常用滚动轴承的分类情况及特性有以下两种:

(1)按滚动体形状,滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。

(2)按滚动轴承所承受载荷的方向不同,滚动轴承可分为向心轴承(承受径向载荷为主)和推力轴承(承受轴向载荷为主)两类。接触角是滚动轴承的一个重要参数,它是指轴承的径向平面(垂直于轴承轴心线的平面)与经过轴承套圈传递给滚动体的合力作用线(一般为外圈滚道接触点的法线)的夹角,用α表示,如表13-1所示。接触角越大,承受轴向载荷的能力也越大。所以按接触角分,公称接触角α=0°的称为径向接触向心轴承(如深沟球轴承、圆柱滚子轴承);公称接触角0°<α≤45°的称为角接触向心轴承(如角接触向心球轴承、圆锥滚子轴承);公称接触角45°<α<90°的称为角接触推力轴承;公称接触角α=90°的称为轴向推力轴承。

表13-1 各种接触角轴承

轴的安装误差或轴的变形等都会引起内圈、外圈的轴心线发生相对倾斜,其倾斜角θ称为角偏差。各类轴承允许的角偏差可查轴承标准手册。当内圈、外圈倾斜角过大时,可采用外轨道为球面的调心轴承(图13-3),这类轴承能自动适应内圈和外圈两套轴心线的偏斜,以保证轴承能正常工作的性能。

图13-3 调心轴承

二、滚动轴承的代号选择

为了表示各类滚动轴承的结构、尺寸、公差等级、技术性能等征,国家标准GB/T272—1993规定了滚动轴承代号的表示方法。滚动轴承代号由基本代号、前置代号及后置代号构成,其排列顺序如下:

1.基本代号

基本代号是轴承代号的基础,用来表示轴承的基本类型、结构和尺寸。基本代号由三部分组成,其排列顺序如下:

(1)类型代号。类型代号用数字或字母表示,为一位数,从右边起第五位,见表13-2。

表13-2 滚动轴承的类型、特点及应用GB/T272—1993

续表

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(2)尺寸系列代号。尺寸系列代号由直径系列代号和轴承的宽(高)度系列代号组合而成。见表13-3。直径系列代号也为一位数,从右边起第三位,直径系列代号表示内径相同而宽度和外径都不相同的轴承,其目的是为适应不同承载能力的需要,如图13-4;轴承的宽(高)度系列代号针对向心轴承用宽度系列代号,针对推力轴承用高度系列代号。其中,不同的宽度系列代号表示针对于同一内径和外径的轴承,其宽度不相同。宽(高)度系列代号也为一位数,从右边起第四位。

表13-3 尺寸系列代号

图13-4 不同直径系列轴承

(3)内径代号内径代号表示轴承的内径尺寸大小,为两位数,从右边起是第1、2位,见表13-4。

表13-4 滚动轴承常用内径代号

总之,滚动轴承基本代号一般由五个数字组成,或由字母加四个数字组成,当宽度系列为“0”时,可省略(但在调心滚子轴承和圆锥滚子轴承中不可省略)。例如轴承代号7210:7表示轴承属于角接触球轴承类,2表示尺寸系列中的直径系列,轻系列,10表示内径尺寸为50mm。

2.前置代号和后置代号

(1)前置代号表示成套轴承分部件,用字母表示,其含义可参见国家标准GB/T272—1993。例如:L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈,K表示滚子和保持架组件等。

(2)后置代号是轴承在结构形状、尺寸公差、技术要求等方面有改变时,在基本代号右侧添加的补充代号。一般用字母(或加数字)表示,与基本代号相距半个汉字距离。后置代号共分八组,例如,第一组是内部结构代号,表示内部结构的变化情况,现以角接触球轴承的接触角变化为例,说明其标注含义:

①角接触球轴承,公称接触角α=40°,代号标注:7210B。

②角接触球轴承,公称接触角α=25°,代号标注:7210AC。

③角接触球轴承,公称接触角α=15°,代号标注:7005C。

又如,后置代号中第五组为公差等级代号,滚动轴承的公差等级分为0、6、6X、5、4、2等六级,其中2级精度最高,0级精度最低。标记方法为在轴承代号后写/P0、/P6、/P6X、/P5、/P4、/P2等,如:6208/P6。0级精度为普通级,应用最广,其代号通常可不标注。目前加强型轴承适用较广,比如33000E加强型汽车轮毂轴承,产品精度为加强型,对内部结构进行了改进,增大了承载能力,比普通轴承承受瞬间冲击载荷高2~3倍,寿命长。

前、后置代号及其他有关内容,详见轴承标准手册。

例13-1 分别说明6213、30310、51103/P6这三种轴承代号的意义。下面用表13-5解释。

表13-5 轴承类型代号的意义

3.国外滚动轴承品牌简介

近年来,国内市场上出现了大量的进口滚动轴承,其中较著名的品牌有德国的FAG、INA,瑞典的SKF、日本的NSK等。这些品牌的轴承几乎涵盖了轴承应用的各个方面,以高质量、高性能的产品,不断创新的技术和专业全面的服务得到了用户的信赖。这些品牌轴承在结构型式、尺寸、公差等级和技术要求等方面的规定同样是用轴承代号来表示,并且和GB/T272—1993的规定一样,符合国际标准(ISO)。

三、滚动轴承类型的选择

选择各类滚动轴承可按下列因素和原则进行考虑。

1.选择滚动轴承类型应考虑的因素

(1)轴承工作载荷的大小、方向和性质。

(2)轴承转速的高低。

(3)轴颈和安装空间所允许的尺寸范围。

(4)对轴承提出的特殊要求。

2.选择滚动轴承的一般原则

(1)球轴承与同尺寸和同精度的滚子轴承相比,它的极限转速和旋转精度较高,因此更适用于高速或旋转精度要求较高的场合。

(2)滚子轴承比同尺寸的球轴承的承载能力大,承受冲击载荷的能力也较高,因此适用于重载及有一定冲击载荷的地方。

(3)非调心的滚子轴承对于轴的挠曲较敏感,因此这类轴承适用于刚性较大的轴和能保证严格对中的地方。

(4)各类轴承内、外圈轴线相对角偏差不能超过许用值,否则会使轴承寿命降低,故在刚度较差或多支点轴上,应选用调心轴承并成对使用。

(5)推力轴承的极限转速较低,因此在轴向载荷较大和转速较高的装置中,应采用角接触球轴承且应成对使用。

(6)当轴承同时承受较大的径向和轴向载荷且需要对轴向位置进行调整时,宜采用圆锥滚子轴承并成对使用。

(7)当轴承的轴向载荷比径向载荷大很多时,采用向心和推力两种不同类型轴承的组合来分别承担轴向和径向载荷,其效果和经济性都比较好。

(8)考虑经济性,球轴承比滚子轴承价格便宜,调心轴承最贵。公差等级愈高,价钱愈贵。

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