軸承(1)(公開課)

1、 第第11 11章章 軸承軸承11.0 11.0 引言引言11.1 11.1 滑動軸承概述滑動軸承概述11.2 11.2 滑動軸承的結構和材料滑動軸承的結構和材料 11.3 11.3 滑動軸承的潤滑滑動軸承的潤滑 11.4 11.4 不完全液體潤滑軸承的設計計算不完全液體潤滑軸承的設計計算 11.5 11.5 液體潤滑軸承簡介液體潤滑軸承簡介 11.6 11.6 滾動軸承的構造、類型及特點滾動軸承的構造、類型及特點 11.7 11.7 滾動軸承的代號及類型選擇滾動軸承的代號及類型選擇11.8 11.8 滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命計算11.9 11.9 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計

2、11.10 11.10 滾動軸承的維護和使用滾動軸承的維護和使用軸承：軸承：機器中主要用來支承軸的部件，用以保證機器中主要用來支承軸的部件，用以保證 軸旋轉精度軸旋轉精度, ,并減少軸與支承物間的摩擦并減少軸與支承物間的摩擦 和磨損。和磨損?；瑒虞S承滑動軸承滾動軸承滾動軸承 11.0 11.0 引言引言軸承軸承11.1 滑動軸承概述一、滑動軸承類型一、滑動軸承類型徑向滑動軸承：徑向滑動軸承：主要承受主要承受徑向載荷徑向載荷止推滑動軸承：主要承受止推滑動軸承：主要承受軸向載荷軸向載荷完全液體潤滑滑動軸承完全液體潤滑滑動軸承不完全液體潤滑滑動軸承不完全液體潤滑滑動軸承按承載方向分按承載方向分按摩擦

3、狀態(tài)分按摩擦狀態(tài)分二、滑動軸承摩擦狀態(tài)二、滑動軸承摩擦狀態(tài)b)a)完全液體潤滑不完全液體潤滑注意：注意：滑動軸承潤滑劑有液體滑動軸承潤滑劑有液體( (潤滑油潤滑油) )、固體和、固體和 半固體半固體( (潤滑脂潤滑脂) ) ，應用最多的是液體。，應用最多的是液體。 摩擦小，效率高，但形成液體摩擦需要一定摩擦小，效率高，但形成液體摩擦需要一定條件，制造、安裝精度要求高。條件，制造、安裝精度要求高。 特點及應用：完全液體潤滑滑動軸承完全液體潤滑滑動軸承不完全液體潤滑滑動軸承不完全液體潤滑滑動軸承 摩擦大，磨損快，效率低，但結構簡單，摩擦大，磨損快，效率低，但結構簡單，制造精度要求低，安裝、維護方便

4、。制造精度要求低，安裝、維護方便。 用于低速或帶有沖擊、振動的機器，如水用于低速或帶有沖擊、振動的機器，如水泥攪拌機、剪床、破碎機等泥攪拌機、剪床、破碎機等 用于高速、高精度、重載場合。如氣輪機、用于高速、高精度、重載場合。如氣輪機、 大型電機、軋鋼機等機器中。大型電機、軋鋼機等機器中。11.2 滑動軸承的結構和材料 1. 1.整體式滑動軸承整體式滑動軸承 （1 1）構成：軸承座、軸瓦）構成：軸承座、軸瓦 裝拆不便（只能從軸裝拆不便（只能從軸 端裝拆）端裝拆）一、徑向滑動軸承一、徑向滑動軸承（3 3）應用：用于低速、輕載或間歇工作的機器。）應用：用于低速、輕載或間歇工作的機器。（2 2）特點：

5、）特點：結構簡單、成本低結構簡單、成本低 軸套磨損后，間隙軸套磨損后，間隙 無法調整無法調整2.2.對開式滑動軸承對開式滑動軸承 軸承座、軸承蓋、對開軸承座、軸承蓋、對開軸瓦、雙頭螺柱軸瓦、雙頭螺柱 對開面上有階梯型止對開面上有階梯型止口，并放有墊片，磨損后口，并放有墊片，磨損后可方便地調整徑向間隙?？煞奖愕卣{整徑向間隙。拆裝方便。拆裝方便。（1 1）構成：）構成：（2 2）特點：）特點：（3 3）應用：廣泛。）應用：廣泛。3.3.自動調心式滑動軸承自動調心式滑動軸承R(球)R(球)（1 1）特點：）特點：（2 2）應用：）應用： 軸瓦外表面做成球軸瓦外表面做成球面狀，與軸承蓋和軸面狀，與軸承

6、蓋和軸座的內(nèi)表面相配合，適座的內(nèi)表面相配合，適應軸頸在軸彎曲時產(chǎn)應軸頸在軸彎曲時產(chǎn)生的偏斜，減小磨損。生的偏斜，減小磨損。 軸的剛度小或兩軸軸的剛度小或兩軸孔難以保證同心時采用。孔難以保證同心時采用。二、止推滑動軸承二、止推滑動軸承三、軸承材料三、軸承材料 軸瓦和軸瓦和軸承襯軸承襯（軸瓦基體上澆注的一層金屬層）（軸瓦基體上澆注的一層金屬層）材料的總稱。主要有錫基和鉛基軸承合金、鑄造銅合金。材料的總稱。主要有錫基和鉛基軸承合金、鑄造銅合金。四、軸瓦結構四、軸瓦結構注意：注意：油孔和油溝油孔和油溝應開在非承載區(qū)，應開在非承載區(qū)，以保證潤滑油能很以保證潤滑油能很好地分布到軸瓦整好地分布到軸瓦整個工作

7、表面。個工作表面。有整體式有整體式和對開式和對開式11.3 滑動軸承的潤滑一、潤滑劑的選擇一、潤滑劑的選擇 1.1.潤滑油潤滑油 2.2.潤滑脂潤滑脂 主要性能指標是主要性能指標是粘度粘度。高速輕載時選用粘度低。高速輕載時選用粘度低的潤滑油，低速重載時選用粘度高的潤滑油。具體的潤滑油，低速重載時選用粘度高的潤滑油。具體選用查閱手冊等有關資料。選用查閱手冊等有關資料。 主要用在速度低（軸頸圓周速度小于主要用在速度低（軸頸圓周速度小于12m/s）載荷大、不經(jīng)常加油的場合。具體選用查閱手冊載荷大、不經(jīng)常加油的場合。具體選用查閱手冊等有關資料。等有關資料。二、潤滑方式二、潤滑方式1.1.選擇依據(jù)選擇依

8、據(jù)3pvk 其中其中：P軸頸平均壓強軸頸平均壓強，MPa; v軸頸平均圓周速度，軸頸平均圓周速度，m/s2.2.具體選擇具體選擇（4 4）k 32 壓力循環(huán)的連續(xù)供油方式壓力循環(huán)的連續(xù)供油方式（1 1）k2 壓注油杯定期加油（油潤滑）壓注油杯定期加油（油潤滑） 旋蓋式油杯手工加油（脂潤滑）旋蓋式油杯手工加油（脂潤滑） （2 2）k 216 針閥式油杯針閥式油杯或或油芯式油杯油芯式油杯滴油潤滑滴油潤滑（3 3）k 1632 油環(huán)帶油油環(huán)帶油或壓力循環(huán)等連續(xù)供油方式或壓力循環(huán)等連續(xù)供油方式 11.4 不完全液體潤滑軸承的設計計算不完全液體潤滑軸承的主要失效形式：不完全液體潤滑軸承的主要失效形式：磨

9、損和膠合磨損和膠合 滑動軸承設計過程：先根據(jù)轉速、載荷等相關條滑動軸承設計過程：先根據(jù)轉速、載荷等相關條 件確定軸承的結構和尺寸，件確定軸承的結構和尺寸， 再針對主要失效形式進行校再針對主要失效形式進行校 核計算。核計算。一、徑向滑動軸承校核計算一、徑向滑動軸承校核計算1.1.校核平均壓強校核平均壓強 p 磨損指標磨損指標PBdFLdFpRR 2.2.校核校核pv值值 膠合指標膠合指標100060pvdnBdFpvR 3.3.校核軸頸圓周速度校核軸頸圓周速度v局部磨損指標局部磨損指標100060vdnv 二、止推滑動軸承校核計算二、止推滑動軸承校核計算1.1.校核平均壓強校核平均壓強 p2.2

10、.校核校核pv值值42122pddFpa 100060pvndpvmm 其中：其中：212dddm11.5 液體潤滑軸承簡介一、液體動壓潤滑軸承形成壓力油膜的條件一、液體動壓潤滑軸承形成壓力油膜的條件1.1.存在收斂性的油楔；存在收斂性的油楔；2.2.楔形間隙的兩表面要楔形間隙的兩表面要 有一定的相對速度；有一定的相對速度； 3.3.適當粘度的潤滑油適當粘度的潤滑油 且潤滑油供應充分。且潤滑油供應充分。二、動壓潤滑油膜二、動壓潤滑油膜 的形成過程的形成過程一、滾動軸承的構造一、滾動軸承的構造11.6 滾動軸承的構造、類型及特點一般由外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架構成。一般由外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持

11、架構成。球圓柱滾子圓錐滾子滾針鼓形滾子1.1.組成組成2.2.滾動體的類型滾動體的類型二、滾動軸承的類型及特點二、滾動軸承的類型及特點（3 3）按軸承所承受的載荷方向不同分：）按軸承所承受的載荷方向不同分：1.1.分類分類（1 1）按滾動體形狀分）按滾動體形狀分球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承（2 2）按滾動體列數(shù)分）按滾動體列數(shù)分單列單列雙列雙列多列多列 = 00 4 54 5 eFA /FR eXYXY深溝球軸承深溝球軸承（60000）0.0140.190.562.30100.0280.221.990.0560.261.710.0840.281.550.110.301.450.170.341.

12、310.280.381.150.420.421.040.560.441.00向心軸承當量動載荷的向心軸承當量動載荷的X、Y值表（續(xù)）值表（續(xù)）軸承類型軸承類型FA/C0reFA /FR eFA /FR eXYXY角角接接觸觸球球軸軸承承 70000C(= 15)0.0150.380.441.47100.0290.401.400.0580.431.300.0870.461.230.120.471.190.170.501.120.290.551.020.440.561.000.580.561.00 70000AC（= 25)-0.680.410.8710 70000B(= 40)-1.140.35

13、0.5710圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承（單列）（單列）（30000）-1.5tan 0.40.4cot 10四、壽命計算公式四、壽命計算公式 CP1P2O1L1L2L10(10 r)6P(N )P L10=常 數(shù).10constLP 其中其中： 壽命指數(shù)，壽命指數(shù)， 球軸承球軸承 = 3 = 3； 滾子軸承滾子軸承 = 10/3= 10/3當當P = C 時時110CLP PCL10代入上式，有：代入上式，有：L10=1（106r）故：故：對給定對給定轉速轉速 n ( ( r / min ) ) ，有：，有： PCnPCnnLLh16670606010610當預期壽命當預期壽命 Lh 給定，則有

14、給定，則有: :引入溫度系數(shù)引入溫度系數(shù) ft （查表）（查表）, ,有：有： PCfnLth16670注意：注意：一般將機器中一般將機器中修或大修的年限作為修或大修的年限作為軸承的預期壽命。軸承的預期壽命。hthLPCfnL 16670校核式：校核式： 1670 16nLPCh設計式：設計式：五、角接觸軸承軸向載荷五、角接觸軸承軸向載荷FA的計算的計算 角接觸軸承的結構特點是角接觸軸承的結構特點是在滾動體與外圈滾道接觸處存在滾動體與外圈滾道接觸處存在著接觸角在著接觸角。當它承受徑向。當它承受徑向力力FR時，在承載區(qū)內(nèi)第時，在承載區(qū)內(nèi)第i個滾動個滾動體的法向力體的法向力Fi可分解為徑向分可分解

15、為徑向分力力Fri和軸向分力和軸向分力FSi。各個滾動各個滾動體上所受軸向分力的合力體上所受軸向分力的合力即為即為軸承的軸承的內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力FS。 故，角接觸軸承在承受故，角接觸軸承在承受徑向載荷時會產(chǎn)生內(nèi)部軸向力。徑向載荷時會產(chǎn)生內(nèi)部軸向力。角接觸軸承內(nèi)部軸向力角接觸軸承內(nèi)部軸向力FS計算公式計算公式1.1.內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力FS軸承軸承類型類型角接觸球軸承角接觸球軸承圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承 70000C（ =15） 70000AC（ =25） 70000B（ =40）30000FSeFR0.63FR1.14FRFR /(2Y)內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力FS的方向從外圈的寬邊指向窄邊。的

16、方向從外圈的寬邊指向窄邊。由于內(nèi)部軸向力的存在，故常成對使用。由于內(nèi)部軸向力的存在，故常成對使用。角接觸軸承軸向載荷角接觸軸承軸向載荷FA的計算必須考慮內(nèi)部軸向力的計算必須考慮內(nèi)部軸向力FS的影響。的影響。注意：注意：2.2.軸向載荷軸向載荷FA的計算的計算Fr1 、 Fr2 -分別為軸承分別為軸承、 的徑向載荷的徑向載荷FS1 、 FS2 -分別為分別為Fr1 、 Fr2產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力Fa -軸上斜齒輪作用于軸上的軸向力軸上斜齒輪作用于軸上的軸向力（1 1）若若FS1 + Fa FS2 ，則軸承，則軸承“壓緊壓緊”，軸承軸承“放放松松”: :FA2=Fs1+Fa FA1=

17、Fs1 （2 2）若若FS1 + Fa FS2 ，則軸承，則軸承“壓緊壓緊”，軸承軸承“放放松松”: :FA1=Fs2-Fa FA2= Fs2 （1 1） “壓緊壓緊”端軸承的軸向載荷端軸承的軸向載荷FA等于除去本身內(nèi)等于除去本身內(nèi)部部 軸向力外，其余所有軸向力的代數(shù)和。軸向力外，其余所有軸向力的代數(shù)和。（2 2） “ “放松放松”端軸承的軸向載荷端軸承的軸向載荷FA等于其本身的內(nèi)等于其本身的內(nèi)部部 軸向力。軸向力。結論：結論：注意：注意：上例中的一對軸承外圈窄邊相對，為上例中的一對軸承外圈窄邊相對，為“正裝正裝”，即即“面對面面對面”安裝；若軸承外圈寬邊相對，則為安裝；若軸承外圈寬邊相對，則

18、為“反反裝裝”，即，即“背靠背背靠背”安裝。注意判斷安裝。注意判斷“反裝反裝”時內(nèi)部軸時內(nèi)部軸向力的方向和向力的方向和“壓緊壓緊” “” “放松放松”端。端。六、滾動軸承的靜強度計算六、滾動軸承的靜強度計算 在低轉速（在低轉速（n350mm或工作溫度或工作溫度t 70C。3.3.兩端游動兩端游動 對人字齒輪傳動，通常大齒輪所在的軸為兩端對人字齒輪傳動，通常大齒輪所在的軸為兩端固定支承，小齒輪所在的軸采用兩端游動支承，允固定支承，小齒輪所在的軸采用兩端游動支承，允許小齒輪軸承部件作軸向游動，以補償因人字齒輪許小齒輪軸承部件作軸向游動，以補償因人字齒輪兩側齒的螺旋角不完全對稱而使輪齒卡死或兩側受兩

19、側齒的螺旋角不完全對稱而使輪齒卡死或兩側受力不均勻的影響。力不均勻的影響。二、軸向位置的調整二、軸向位置的調整圖 13-16(a)(b)圖 13-17L1bL2b圓錐齒輪軸承組合軸向位置的調整利用增減套杯與箱體間的墊片實現(xiàn)軸系軸向調整，端利用增減套杯與箱體間的墊片實現(xiàn)軸系軸向調整，端蓋和套杯間的墊片調整軸承游隙。蓋和套杯間的墊片調整軸承游隙。三、提高軸承系統(tǒng)的剛度和同軸度三、提高軸承系統(tǒng)的剛度和同軸度用加強肋增強軸承座孔剛性使用襯套的軸承座孔四、配合和裝拆四、配合和裝拆1.1.滾動軸承與軸和座孔的配合滾動軸承與軸和座孔的配合常采用的間隙配合有常采用的間隙配合有K7K7、J7J7、H7H7、G7

20、G7等。等。（）軸承內(nèi)圈與軸（）軸承內(nèi)圈與軸配合采用配合采用基孔制基孔制；標注時標注時只標注軸的偏差代號只標注軸的偏差代號；常采用的過盈配合有常采用的過盈配合有n6n6、m6m6、k6k6、js6js6等；等；（）軸承外圈與座孔（）軸承外圈與座孔配合采用配合采用基軸制基軸制； 標注時標注時只標注孔的偏差代號只標注孔的偏差代號；拆卸軸承一般可用壓力機或拆卸工具拆卸軸承一般可用壓力機或拆卸工具（拉瑪）（拉瑪）。注意：為便于軸承拆卸，軸肩高度不應大于注意：為便于軸承拆卸，軸肩高度不應大于內(nèi)圈高度的內(nèi)圈高度的/ /3/43/4。2.2.滾動軸承的安裝和拆卸滾動軸承的安裝和拆卸（）安裝（）安裝冷壓法：借

21、助專用壓套用錘打或壓力機安裝軸承。冷壓法：借助專用壓套用錘打或壓力機安裝軸承。熱套法：將軸承放入熱套法：將軸承放入100100度油中加熱后套裝。度油中加熱后套裝。（）拆卸（）拆卸軸承的拆卸11.10 滾動軸承的維護和使用一、滾動軸承的潤滑一、滾動軸承的潤滑1.1.目的：目的：主要是減少摩擦、磨損，同時也有冷卻、吸主要是減少摩擦、磨損，同時也有冷卻、吸 振、防銹和減少噪聲的作用。振、防銹和減少噪聲的作用。 當軸頸圓周速度當軸頸圓周速度v4v45m/s5m/s時，可采用潤滑脂潤時，可采用潤滑脂潤滑；否則，應采用潤滑油潤滑?；?；否則，應采用潤滑油潤滑。2.2.潤滑劑的選擇潤滑劑的選擇3.3.潤滑方式

22、、特點及注意事項潤滑方式、特點及注意事項（1 1）潤滑脂潤滑：不易流失，便于密封和維護。裝）潤滑脂潤滑：不易流失，便于密封和維護。裝填量一般不超過軸承內(nèi)空隙的填量一般不超過軸承內(nèi)空隙的1/31/31/21/2。二、滾動軸承的密封二、滾動軸承的密封（）潤滑油潤滑：減少摩擦阻力，且散熱、冷卻。（）潤滑油潤滑：減少摩擦阻力，且散熱、冷卻。浸油潤滑：油面不應高于最下方滾動體中心，浸油潤滑：油面不應高于最下方滾動體中心， 以免攪油損失能量，使軸承過熱。以免攪油損失能量，使軸承過熱。噴油或油霧潤滑：用于高速軸承。噴油或油霧潤滑：用于高速軸承。1.1.目的：目的：阻止灰塵、水分等雜物進入軸承，同時阻止灰塵、

23、水分等雜物進入軸承，同時 防止?jié)櫥瑒┝魇А７乐節(jié)櫥瑒┝魇А?.2.密封方法：密封方法：接觸式接觸式密封密封和非接觸式和非接觸式密封密封兩大類。兩大類。密封圈密封（1 1）接觸式密封）接觸式密封氈圈密封：用于軸頸速度氈圈密封：用于軸頸速度v45m/s。密封圈密封：材料為耐油橡膠或皮革；安裝時密封密封圈密封：材料為耐油橡膠或皮革；安裝時密封 唇應朝向密封部位；用于軸頸速度唇應朝向密封部位；用于軸頸速度v7m/s；比氈；比氈 圈密封效果好。圈密封效果好。（2 2）非接觸式密封）非接觸式密封油溝密封：油溝內(nèi)填充潤滑脂；用于軸頸速度油溝密封：油溝內(nèi)填充潤滑脂；用于軸頸速度 v56m/s。油溝密封迷宮式密封迷宮式密封迷宮式密封：靜止件與轉動件之間有幾道寬為迷宮式密封：靜止件與轉動件之間有幾道寬為0.20.5mm的縫隙，縫隙中添潤滑