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文檔簡介
一、古代軸承的萌芽
長城與金子塔都是人類的文明,是世界奇跡。當(dāng)我們看到他們的巍峨與偉大時(shí),我們想一想當(dāng)時(shí)建設(shè)時(shí)的艱辛,比如說長城的建設(shè),社會(huì)沒有現(xiàn)在發(fā)達(dá),那么建設(shè)長城,的幾噸甚至十幾噸重的石塊是怎么搬運(yùn)的呢?在當(dāng)時(shí)人民就想到了用圓木,把圓木墊在石塊下,使石塊在地面上滾動(dòng),使滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化成滾動(dòng)摩擦。這樣人民運(yùn)載建筑的巨大石塊時(shí)就比較省力,人民利用圓木運(yùn)載石塊的想法和理念,就是軸承利用的萌芽。
第一章軸承發(fā)展史1品管科二、中國軸承的發(fā)展
中國是世界上最早發(fā)明滾動(dòng)軸承的國家之一,從考古文獻(xiàn)看,中國最早具有現(xiàn)代滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)雛形的軸承出現(xiàn)在秦朝時(shí)期的今山西永濟(jì)縣薛家崖村,歷史上中國在該領(lǐng)域雖然在世界文明的前列,但在舊中國軸承工業(yè)卻非常落后.直到七十年代以來,在改革開放的強(qiáng)大推動(dòng)下軸承工業(yè)才進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。1、新中國成立前,日本在瓦房店建造第一家軸承修配廠,也就是現(xiàn)在瓦房店軸承廠的前身。2、1950年成立了第二家軸承廠——哈爾濱軸承廠3、1954年成立了第三家軸承廠——洛陽軸承廠4、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展先后成立了、西北軸承、襄陽軸承廠等多家國有軸承企業(yè)5、改革開放后,多家民營軸承廠發(fā)展迅猛,如人本、萬向、萬馬、天勝等
2品管科三、軸承發(fā)展至今的著名品牌及簡介
1.著名品牌1、瑞典SKF6、中國ZWZ2、德國FAG7、中國HRB3、日本NSK8、中國LYC4、日本NTN9、藍(lán)翔LXB5、美國TIMKEN3品管科2.國外品牌簡介NSK
小型低噪音KOYO汽車軸承NTN汽車用等速萬向節(jié)及中小型球軸承NMB辦公自動(dòng)化微型軸承SKF
中大型冶金\礦山\汽車軸承世界最大的軸承制造商Timken美國最大軸承制造商,主要生產(chǎn)英制滾子軸承INA滾針軸承及液壓頂桿FAG中大型圓錐圓柱滾子日本企業(yè)歐美企業(yè)4品管科第二章、滾動(dòng)軸承分類
軸承是機(jī)械工業(yè)中使用廣泛要求嚴(yán)格的配套件和基礎(chǔ)件,被人們稱之為機(jī)械的關(guān)節(jié)。由于使用范圍廣,決定了軸承的多樣性和復(fù)雜性,由于要求嚴(yán),決定了軸承質(zhì)量和性能的重要性。軸承制造是一種精密的基礎(chǔ)件制造業(yè),它的精度以微米來衡量,而普通機(jī)械零件的制造的公差只有0.02。電機(jī)的振動(dòng)噪聲在很大程度上取決于軸承的質(zhì)量,高精度機(jī)床主軸承的旋轉(zhuǎn)精度和溫升也與軸承質(zhì)量息息相關(guān),航空航天領(lǐng)域關(guān)鍵軸承發(fā)生故障會(huì)造成嚴(yán)重事故。1、按滾動(dòng)體形狀分類:
⑴球軸承---滾動(dòng)體為球
⑵滾子軸承---滾動(dòng)體為滾子(包括圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、調(diào)心滾子等)2、按承受負(fù)荷方向分類:
⑴向心軸承---這類軸承基本上主要用來承受徑向載荷,也能承受少量的軸向載荷。
⑵推力軸承---只能承受軸向負(fù)荷。
⑶向心推力軸承---能承受軸向和徑向聯(lián)合負(fù)荷。3、按滾動(dòng)體列數(shù)分類:
⑴單列軸承---具有一列滾動(dòng)體的軸承。
⑵雙列軸承---具有雙列滾動(dòng)體的軸承。
⑶多列軸承---具有兩列以上滾動(dòng)體的軸承(三列.四列)5品管科型式分類(按滾動(dòng)體和受力方向分類)向心球推力球向心滾子推力滾子6品管科1微型軸承D<26㎜如:607、6082小型軸承26≤D<60㎜現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品均屬于此類如:6200~62053中小型軸承60≤D<120㎜如:63/284中大型軸承120≤D<200㎜5大型軸承200≤D<400㎜6特大型軸承400≤D<2000㎜7重大型軸承D≥2000㎜4、按軸承外徑尺寸大小分類:7品管科第三章滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承是通用標(biāo)準(zhǔn)件,廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中,一般由套圈滾動(dòng)體和保持架組成。大多軸承是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的,也有一些滾動(dòng)軸承支承擺動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。球軸承零件分解外圈鋼球內(nèi)圈密封圈保持架8品管科一.各配件的功能說明1、套圈(內(nèi)圈、外圈)一般來說,內(nèi)圈的內(nèi)徑,外圈的外徑在安裝時(shí)分別與軸和軸承座(外殼)配合起支承作用。軸承套圈上與滾動(dòng)體接觸的部位稱作滾道面,球軸承又叫溝道。3、保持架將滾動(dòng)體在圓周上均勻地相互隔開,防止?jié)L動(dòng)體脫落以引導(dǎo)滾動(dòng)體正常運(yùn)動(dòng)。保持架按加工工藝不同可分為沖壓保持架、車制保持架等。按材料不同可分為鋼保持架、銅保持架、尼龍保持架、酚醛樹脂保持架等。2、滾動(dòng)體滾動(dòng)體按形狀分為球和滾子兩大類,滾子又可分為圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針等。5、油脂在軸承內(nèi)部的工作面形成潤滑油漠,減少摩擦,降低軸承的振動(dòng)和噪聲。5、密封圈用來防止來自外部了的塵埃、水分、雜質(zhì)的侵入,同時(shí)防止軸承內(nèi)部的潤滑脂的泄露和不被污染。以延長軸承工作時(shí)間。9品管科二、各種滾動(dòng)軸承特性10品管科第五章滾動(dòng)軸承代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)12345678成套軸承分部件類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封防塵套圈結(jié)構(gòu)保持架及其材料軸承材料公差等級(jí)游隙配置其它寬度直徑6(0)2042RZP5C3舉例:6204-2RZ/P53軸承代號(hào)由前置代號(hào)、基本代號(hào)、后置代號(hào)組成,基本代號(hào)表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸,是軸承代號(hào)的基礎(chǔ),前置后置代號(hào)是軸承結(jié)構(gòu)形狀技術(shù)要求有改變時(shí),在基本代號(hào)左右添加的補(bǔ)充代號(hào),以上是代號(hào)的排列規(guī)則。表111品管科
1、類型代號(hào)
規(guī)定滾動(dòng)軸承的基本類型
6QJ15NNA3712品管科常見類型代號(hào)列表代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型0雙列角接觸球軸承6深溝球軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承2調(diào)心滾子軸承8推力圓柱滾子軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承4雙列深溝球軸承U外球面球軸承5推力球軸承QJ四點(diǎn)接觸球軸承2.尺寸系列代號(hào)
軸承尺寸系列代號(hào)由軸承的寬度系列代號(hào)和直徑系列代號(hào)組成。滾動(dòng)軸承的主要輪廓尺寸現(xiàn)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化(內(nèi)徑、外徑、寬度)13品管科尺寸系列代號(hào)規(guī)定軸承的外徑和寬度下圖為軸承的尺寸系列
14品管科3、內(nèi)徑型號(hào)軸承內(nèi)徑㎜表示方法舉例軸承型號(hào)內(nèi)徑㎜<101.內(nèi)徑這整數(shù)時(shí),直接用1位數(shù)字表示內(nèi)徑尺寸60867/2.582.52.內(nèi)徑為小數(shù)時(shí),在內(nèi)徑尺寸前加/(斜線)10~17內(nèi)徑10121517620162026203121517代號(hào)00010203/22/28/32內(nèi)徑為22、28、32的軸承在內(nèi)徑尺寸前加/(斜線)表示63/2263/28222820~480內(nèi)徑代號(hào)為以內(nèi)徑值除5之商的二位數(shù)字來表示620420≥500內(nèi)徑尺寸前加/(斜線)表示15品管科4、前置代號(hào)此代號(hào)不常見(略)5、后置代號(hào)5.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)含義代號(hào)含義示例BCE表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)接觸角為40°的角接觸球軸承接觸角為15°的角接觸球軸承加強(qiáng)型設(shè)計(jì)AC接觸角為25°的角接觸球軸承5.2密封\防塵與外部形狀變化代號(hào)及含義代號(hào)含義代號(hào)含義N外圈帶止動(dòng)槽的軸承(2)RZ非接觸式密封軸承NR外圈有止動(dòng)槽并帶止動(dòng)環(huán)軸承(2)Z防塵蓋密封軸承(2)RS接觸式密封軸承K內(nèi)徑帶錐孔的軸承16品管科5.3保持架結(jié)構(gòu)、材料的代號(hào)代號(hào)含義代號(hào)含義F鋼鐵類實(shí)體保持架,后附數(shù)字表示不同材料J鋼板沖壓保持架Q青銅實(shí)體保持架,后附數(shù)字表示不同材料V滿裝滾動(dòng)體M黃銅實(shí)體保持架E磷化處理保持架T酚醛層壓布管實(shí)體保持架D碳氮共滲保持架TN工程塑料模注保持架5.4公差等級(jí)代號(hào)代號(hào)含義/P0尺寸精度為P0級(jí)/P6尺寸精度為P6級(jí)/P5尺寸精度為P5級(jí)/P4尺寸精度為P4級(jí)/P2尺寸精度為P2級(jí)5.5游隙代號(hào)代號(hào)含義/C1徑向游隙為1組/C2徑向游隙為2組——徑向游隙為0組,即普通組游隙/C3徑向游隙為3組/C4徑向游隙為4組/C5徑向游隙為5組17品管科5.6振動(dòng)代號(hào)5.7配置代號(hào)代號(hào)含義/Z軸承的振動(dòng)加速度級(jí)極值組別,依次從低至高為:Z1、Z2、Z3、Z4/V軸承的振動(dòng)速度級(jí)極值組別,依次從低至高為:V1、V2、V3、V4、代號(hào)含義/DB成對(duì)背對(duì)背安裝,例:7210C/DB/DF成對(duì)面對(duì)面安裝,例:32205/DF/DT成對(duì)串聯(lián)安裝,例:7210C/DT5.8帶附件軸承代號(hào)不常用(略)●后置代號(hào)的編制規(guī)則:1)后置代號(hào)置于基本代號(hào)的右邊,并在基本代號(hào)空半個(gè)漢字距(代號(hào)中有符號(hào)“—”、“/”除外)。當(dāng)改變項(xiàng)目多,具有多組后置代號(hào),按軸承代號(hào)排列規(guī)則(見表1)從左至右的順序排列;
2)改變?yōu)榈?組(含4組)以后的內(nèi)容,則在其代號(hào)前用“/”與前面代號(hào)隔開;例:6203-2Z/P6
3)改變內(nèi)容為第4組后的兩組,在前組與后組代號(hào)中的數(shù)字或文字表示含義可能混淆時(shí),代號(hào)間空半個(gè)漢字距。
例:6203-2Z/P6V118品管科第六章軸承的精度軸承精度主要指尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度,國標(biāo)參照ISO標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了不同的精度等級(jí)和主要尺寸的公差,其由低到高分別為P0、P6、P5、P4、P2。對(duì)于一般用途0級(jí)己足夠。尺寸公差旋轉(zhuǎn)精度
內(nèi)徑、外徑、寬度公差
倒角尺寸公差
錐孔公差
外圈徑向跳動(dòng)Kea
內(nèi)圈徑向跳動(dòng)Kia
外圈軸向跳動(dòng)Sea
內(nèi)圈軸向跳動(dòng)Sia
內(nèi)圈端面跳動(dòng)Sd(內(nèi)圈垂直差)
外圈外徑面傾斜公差SD(外圈垂直差)軸承精度19品管科第七章軸承的游隙與配合一、游隙滾動(dòng)軸承的游隙是指軸承的內(nèi)、外套圈與滾動(dòng)體之間的間隙量,即將內(nèi)圈或外圈中的一個(gè)固定,將另一個(gè)套圈上下(徑向)、左右(軸向)方向移動(dòng)時(shí),從一極端位置到相反方向的極端位置的移動(dòng)量。徑向的移動(dòng)量叫徑向游隙,軸向的移動(dòng)量叫軸向游隙。徑向游隙?軸向游隙
滾動(dòng)軸承的游隙(即內(nèi)部游隙)是重要的使用特性。游隙的大小,對(duì)軸承疲勞壽命、振動(dòng)、噪聲、溫升和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等影響都很大,所以游隙也是選用軸承的重要參數(shù)。20品管科二、滾動(dòng)軸承一般技術(shù)條件一、目前我國滾動(dòng)軸承技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可分為四種:(1)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T適用于成品軸承的檢查和驗(yàn)收(2)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T適用于軸承零件的檢查和驗(yàn)收(3)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/Z適用于軸承零件的檢查和驗(yàn)收(4)我司標(biāo)準(zhǔn)Q/LX適用于生產(chǎn)加工零件的檢查和驗(yàn)收。(工廠標(biāo)準(zhǔn)由生產(chǎn)廠自已規(guī)定)。二、新頒布的滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)的軸承公差定義,一些常用符號(hào)及字母的含義:
△表示偏差;V表示變動(dòng)量;m表示平均;p表示平面;s表示單一;d軸承公稱內(nèi)徑;D軸承公稱外徑;B內(nèi)圈公稱寬度;C外圈公稱寬度;a公稱圓錐角;R軸承溝曲率;T軸承裝配高度;r軸承最小單向倒角。以上符號(hào)將組合起來,內(nèi)(外)徑有關(guān)符號(hào)的含義就明確了。例:△da就是單一內(nèi)徑的偏差;△dmp就是單一平面平均內(nèi)徑偏差;Vdp就是單一徑向平面內(nèi)的內(nèi)徑變動(dòng)量(橢圓度);Vdmp就是平均內(nèi)徑的變動(dòng)量(錐度)。21品管科另外,由內(nèi)圈寬度方面的符號(hào)含義可知:△Bs就是內(nèi)圈單一寬度的偏差;VBs就是內(nèi)圈度度的變動(dòng)量;三、旋轉(zhuǎn)精度符號(hào)所用字母的含義如下:K表示徑向跳動(dòng);S表示側(cè)擺,即軸向;i表示內(nèi)圈;e表示外圈。將以上符號(hào)組合起來,其含義表示為:內(nèi)圈(外圈)滾道對(duì)內(nèi)(外)徑表面的厚度變動(dòng)量Ki(Ke),即俗稱壁厚差。滾道對(duì)端面的平行度Si(內(nèi)圈)或Se(外圈),即俗稱溝測擺。曲率半徑Ri(內(nèi)圈)或Re(外圈),一般指套圈和滾子圓弧表面在縱截面圓弧上的半徑,即球軸承溝道R。22品管科二、游隙種類
滾動(dòng)軸承在不同狀態(tài)下的游隙種類1、原始游隙:產(chǎn)品在軸承制造廠軸承裝配好時(shí)的內(nèi)在游隙,也稱理論游隙;2、測量游隙:在有負(fù)載狀態(tài)下測量的游隙,它的值與測量載荷有關(guān);3、配合游隙:軸承內(nèi)圈安裝在軸承或外圈安裝于軸承箱殼內(nèi)之后,其套圈徑向尺寸發(fā)生了變化,一般軸承內(nèi)圈因過盈配合而膨脹,外圈則收縮,即軸承安裝后的游隙;4、工作游隙:當(dāng)軸承在承受工作載荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),軸承滾動(dòng)體和滾道接觸處會(huì)發(fā)生彈性變形,導(dǎo)致軸承游隙增大,此時(shí)軸承的游隙稱之為工作游隙。幾種游之間的關(guān)系:測量游隙>原始游隙配合游隙<原始游隙軸承代號(hào)中的游隙組別軸承代號(hào)的游隙實(shí)際上是指軸承的原始游隙,如我們公司的深溝球軸承的游隙組別是按國家標(biāo)準(zhǔn)加工的,一般指軸承的徑向游隙。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定游隙由小到大為C2、C0(基本組)、C3、C4、C5五個(gè)組別。常見的CM游隙為小型電機(jī)專用游隙。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以上各類型軸承的游隙組別和各組的游隙值,選用游隙時(shí)要優(yōu)先選用C0游隙,它適用于一般工作條件。若安裝運(yùn)轉(zhuǎn)條件不同于一般使用條件則需根據(jù)軸承具體工況狀況選用,如載荷、配合尺寸、工作溫度等.23品管科三、軸承的配合
軸承安裝時(shí)軸承內(nèi)徑與軸、外徑與外殼的配合非常生要,當(dāng)配合過松時(shí),配合面會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)稱作蠕變。蠕變一旦產(chǎn)生會(huì)磨損配合面,損傷軸或外殼。而且磨損顆粒會(huì)侵入軸承內(nèi)部造成早期失效。過盈量過大時(shí),外圈外徑變小或內(nèi)圈內(nèi)徑變大,會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)部游隙減小。另外軸和外殼加工的幾何精度也會(huì)影響軸承套圈的原有精度,從而影響軸承的使用性能。
配合不當(dāng)可能會(huì)發(fā)生以下問題:1破壞軸承轉(zhuǎn)動(dòng)手感,旋轉(zhuǎn)精度下降2產(chǎn)生振動(dòng)和噪音3溫度升高,導(dǎo)致燒損軸承與軸或外殼的公差配合24品管科四、軸承的游隙與配合之間的關(guān)系
深溝球軸承安裝工作時(shí)的各種游隙之間的關(guān)系:工作游隙:△=△0-δfi-δf0-δt+δw△0:原始游隙δfi:內(nèi)圈與軸配合引起的游隙減小量δf0:外圈與殼配合引起的游隙減小量δt:由內(nèi)外圈溫差引起的游隙減小量δw:由載荷引起的游隙增加量
工作游隙的選定,從理論上講,在軸承平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下,稍微帶點(diǎn)負(fù)工作游隙時(shí),軸承使用壽命最長。25品管科第八章軸承的潤滑軸承潤滑的目的是以一層薄的油膜將滾動(dòng)體和滾動(dòng)面分開,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在滾動(dòng)面形成均勻的潤滑油膜,從而減少軸承內(nèi)部摩擦及和每個(gè)元件磨損,防止燒結(jié)。良好的潤滑是軸承工作的必要條件,分析軸承損壞的原因表明,40﹪左右的軸承損壞都與潤滑不良有關(guān)。潤滑在滾動(dòng)軸承中起到的主要作用如下:1、在接觸面形成油膜,減少摩擦和磨損。2、起到散熱作用,降低軸承的工作溫度。3、潤滑劑有防止軸承內(nèi)部生銹。4、潤滑劑能緩和沖擊,減振和降低噪音。潤滑的方法,分為脂潤滑和油潤滑。a脂潤滑具有充填一次潤滑脂后長時(shí)間不需要補(bǔ)充的優(yōu)點(diǎn),而且密封結(jié)構(gòu)較簡單,因此被廣泛使用。潤滑脂是以潤滑油為基礎(chǔ)油,摻入親油性強(qiáng)的固體稠化劑混合而成的半固體狀潤滑劑,為提高某些特性,還加有各類添加劑。b油潤滑,常有循環(huán)油潤滑、噴射潤滑、油霧潤滑。軸承的潤滑油一般以氧化穩(wěn)定性及防銹性好,油膜強(qiáng)度高的精制礦物油為主,但也常使用各種合成油。26品管科第九章滾動(dòng)軸承的材料
軸承工作時(shí),套圈和滾動(dòng)體承受拉伸、壓縮、剪切、彎曲、交變和摩擦等復(fù)雜應(yīng)力,而且隨著軸承技術(shù)的發(fā)展,有些特殊用途的軸承向著高速、高負(fù)荷等主向發(fā)展,使得套圈和滾動(dòng)體局部接觸應(yīng)力高達(dá)4000MPa以上,這就要求套圈和滾動(dòng)體材料經(jīng)相應(yīng)處理后,具有以下性能:◆高硬度、高耐磨性◆良好的沖擊韌性和斷裂韌性◆高彈性極限◆良好的尺寸穩(wěn)定性
為達(dá)到以上性能,要求材料具有嚴(yán)格的冶金質(zhì)量:嚴(yán)格的化學(xué)成分、極純凈度、嚴(yán)格的低高倍組織等。一、套圈和滾動(dòng)體材料高碳鉻軸承鋼系列多用于整體淬硬軸承零件,經(jīng)淬回火后硬度一般在HRC60~64,具有良好的使用性能和工藝性能,是制造軸承套圈和滾動(dòng)體最廣泛的材料,主要有GCr15?;瘜W(xué)成分如下表:牌號(hào)CSiMnCrMoPSNiCuGCr150.95~1.050.15~0.350.25~0.451.40~1.65≤0.10≤0.025≤0.025≤0.03≤0.02527品管科第十章滾動(dòng)軸承的壽命
一、壽命定義軸承即使在正常的條件下使用,套圈和滾動(dòng)體的滾動(dòng)面會(huì)受到交變壓應(yīng)力影響,亦會(huì)發(fā)生材料疲勞以至造成剝離而無法使用。所謂軸承壽命,就是指在滾動(dòng)面或滾動(dòng)面產(chǎn)生這種剝離之前的總轉(zhuǎn)數(shù)(或總的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間)。即使一組相同軸承在同一條件下運(yùn)轉(zhuǎn),其壽命亦有很大的差異,這是因?yàn)椴牧掀诒旧砭途哂须x散性。因此對(duì)軸承壽命常以其失效概率表述,用可靠度指標(biāo)來衡量。特引入額定基本壽命的概念。額定基本壽命指一組相同軸承在同一條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),90%不會(huì)發(fā)生滾動(dòng)疲勞性剝離的總轉(zhuǎn)數(shù)。(若以某固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),則以總旋轉(zhuǎn)時(shí)間表示。)二、基本額定載荷基本額定動(dòng)載荷和基本額定靜載荷1基本額定動(dòng)載荷Cr:軸承在旋轉(zhuǎn)(n>10r/min)時(shí)的承載能力,指一套軸承當(dāng)額定壽命為100萬轉(zhuǎn)時(shí)所承受的載荷。2基本額定靜載荷Cor:軸承在旋轉(zhuǎn)(n≤10r/min)時(shí)的承載能力,指軸承在靜止或緩慢
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