轴承应用和维护（课堂PPT）

1、1,轴承的应用与维护,2,滚动轴承,滚动轴承是一种通用性很强，标准化、系列化程度很高的基础元件。由于各种机械有着不同的工作条件，因此对轴承的承载能力、结构和使用性能等方面都提出了各种不同的要求。为此滚动轴承就需要有各种各样的结构。,3,轴承的基本功能,承受负荷、传递负荷 辅助作用 轴支撑 轴定位,4,滚动轴承最基本的结构是由以下四件组成：,1 内圈 2 外圈 3 滚动体 4. 保持架,5,轴承零件在轴承中的作用,1。内圈通常与轴是紧配合，并与轴一起旋转。 2。外圈通常与轴承座或机械部件的壳体配合，起支撑作用。,6,轴承零件在轴承中的作用,滚动体借助保持架均匀的排列在内、外圈之间，它的行状、大小和数量直接决定轴承的承载能力。 保持架将滚动体均匀的分隔开，引导其在正确的轨道上运动。,7,推力轴承,在推力轴承中，与轴紧配合旋转的称为轴圈，与轴承座或机械部件的壳体配合起支撑作用的称为座圈。 滚动体有球、圆锥滚子、圆柱滚子、滚针和球面滚子等。,8,保持架,保持架将滚动体均匀的分隔开，引导其在正确的轨道上运动，改善轴承内部载荷的分配和润滑性能。,9,保持架的功能,防止与滚动元件的直接接触，使摩擦和

2、热量生成降到最低 引导滚动体 提供润滑空间 在安装或卸装可分离设计的轴承时，固定滚动元件,10,保持架材料,11,保持架类型,尼龙保持架,窗式冲压钢保持架,黄铜保持架,12,尼龙保持架,运行温度 +120 C,13,窗式冲压钢保持架,14,窗式黄铜保持架,+,强度极高,极高的防震抗加速性能,+,+,适合与循环油润滑相关的超高速运转,相对（非常）昂贵,15,保持架类型,16,特殊使用的轴承,为了适用于某些特殊的使用要求，有的轴承会增加或减少一些零件。 减少的零件：如无内圈、无外圈、既无内圈又无外圈。 增加的零件：如带防尘盖、密封圈及安装调整用的紧定套等。,17,密封结构：防护罩,18,非接触式密封,RZ,19,接触式唇型密封,RS1,20,滚动轴承的外型尺寸,滚动轴承的外型尺寸通常是指轴承的内径尺寸(d)、外径尺寸(D)和宽度尺寸(B)。 滚动轴承的外型尺寸已经标准化因而具有通用性，便于安装、拆卸和维修。,21,轴承术语,内径,外径,内径表面,外径表面,22,轴承负荷,23,滚子和球的滚道接触,24,轴承组成(深沟球轴承),密封件 滚动元件 内环 外环 保持架 密封件,25,型号系统的使

3、用方法,轴承类型,径向轴承，宽度 (B, T),推力轴承，高度 (H),外径 (D),轴承尺寸 d/5,(30 毫米的镗孔直径),26,后缀：密封件和防护罩,Z,RZ,2Z,NU,2RZ,NR,RS,2RS,27,轴承类型的型号： 圆柱滚子轴承,NU,NJ,NUP,N,NU + HJ,NJ + HJ,28,滚动体的类型,29,负荷承载能力,负荷承载能力表示为基本额定动载荷,30,相对极限速度之比较,油脂润滑速度级别,油润滑速度级别,31,滚动轴承是一种精密产品,高精度轴承,精密轴承,普通,标准,PA9APA9B,P6,P5SP,P4AUP,公差级别,0/-15 m,0/-12 m,0/-9 m,0/-7 m,0/-2,5 m,有多大?,人的一根头发,1,0,06 毫米,32,滚动轴承的游隙,滚动轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙。 径向游隙：在无载荷时，当一个套圈固定不动，另一个套圈相对于固定套圈沿径向由一个极端位置到另一个极端位置的移动量。 轴向游隙：在无载荷时，当一个套圈固定不动，另一个套圈相对于固定套圈沿轴向由一个极端位置到另一个极端位置的移动量。,33,内部游隙,径向游隙,轴向游

4、隙,34,滚动轴承的游隙,滚动轴承的游隙又有原始游隙、安装游隙、工作游隙之分。 原始游隙：轴承在未安装前的游隙。 安装游隙：轴承安装后的游隙。 工作游隙：轴承在实际运转条件下的游隙。,35,轴承游隙的基本知识,C1 - 小于C2游隙 C2 - 小于常规游隙 (CN, C0) - 常规游隙 （一般不标出） C3 - 大于常规游隙 （“标准”） C4 - 大于C3游隙 C5 - 大于C4游隙 例如： 一个6210 /C3球轴承的径向内部游隙为 18 - 36 m （微米）,36,滚动轴承的游隙（续）,原始游隙在SKF产品型录中均有规定。 由于过盈配合的关系，安装游隙小于原始游隙。 轴承在工作时因内、外圈温度差使安装游隙减少，而工作载荷的作用使滚动体和套圈产生弹性变形又使游隙增大。使用经验表明，一般情况下，工作游隙总是大于安装游隙。 为了获得满意的工作性能，最重要的是选择适宜的工作游隙。,37,滚动轴承游隙的选择,选择适宜的轴承游隙，可以使载荷在滚动体之间分布合理，能限制轴和外壳在轴向和径向的位移以保证轴的旋转精度，使轴承在要求的温度下能正常工作，减少轴承在工作时的振动和噪音。 由此可见，轴

5、承游隙对轴承的寿命、温升、振动和噪音有很大影响。,38,滚动轴承游隙的选择,在选择轴承的游隙时，除应考虑轴承的工作条件（如载荷、转速、温度等）和对轴承使用要求（如摩擦力矩、振动和噪音、旋转精度等）之外，还应考虑以下几点： 过赢配合安装时内圈的膨胀和外圈的收缩导致游隙的减小。 在运转温度下，轴承内、外圈的温度差及相关零件的热膨胀导致游隙的变化。 轴和外壳的材料因膨胀系数的不同导致游隙的减小或增大。,39,滚动轴承游隙的选择（续）,使用经验表明： 对于球轴承最适宜的工作游隙近似于零。 对于滚子轴承最适宜的状况应保持少量的工作游隙。 在要求支撑刚性良好的部件中，也可有一定数值的预紧。,40,预负荷与游隙,41,内部预负荷及游隙对轴承寿命的影响,预负荷,游隙,相对寿命基本级别 L10, %,42,温度对轴承游隙的影响,43,内部径向游隙,游隙范围C1游隙小于C2 C2 游隙小于常规游隙C3 游隙大于常规游隙C4 游隙大于C3C5 游隙大于C4,减小的径向游隙,冷,热,压缩,扩张,44,由于游隙变化引起的负荷分布,45,径向游隙与轴向游隙的关系,由径向游隙与轴向游隙的对应关系可以看出：当径向游隙

6、增大时，轴向游隙也随之增大，反之亦然。 对于向心轴承，通常测量径向游隙。 对于成对安装的角接触轴承、成对安装的圆锥滚子轴承、双列角接触轴承、四点接触球轴承等，其轴向游隙更为重要。,46,关于SKF的型号,基本型号表示： 产品类型 标准设计 尺寸 ： 其它设计（变化） 轴承组件 特殊轴承的类型,基本型号表示：,补充型号表示,47,后缀：密封件和防护罩,Z,2Z,48,后缀：密封件和防护罩,ZR,2RZ,49,后缀：密封件和防护罩,RS,2RS,50,后缀：密封件和防护罩,NU,NR,51,不同密封件的特性,应用防护罩密封件需要2Z2RZ2RS1 低摩擦+(+)扭矩 高速+(+)能力 保留+润滑脂 排除+灰尘 排除+分水 低/高取决于：取决于：运行温度润滑脂 润滑脂 橡胶混合物,+ 优+ 良+ 中 差,52,圆锥孔的后缀,后缀 K,后缀 K30,锥体 1:12,锥体 1:30,53,SKF轴承的公差,ISO公差,ABEC公差,SKF公差,RHP / NSK公差,P0 1 常规 P0,P6 3 P6 P6,P5 5 P5 P5,P4 7 SP P4 P4A,P2 9 UP P2 PA9A,5

7、4,相对精度等级,ABECISOSKFRHPFAGFAFNIRNTN1N(N)(N)(N)(N)(N)36P6P6P6MP655P5EP5P5P5/B574P4EP7P4MMP4/B79(2)PA9EP9T9MMXB9P4AEP7/9HG 精度等级应用于：(a) 外部尺寸（互换性）(b) 运行准确性,55,精度等级,精度等级：美国与世界的等级设定 ABECISO 1普通 3P6 5P5 7P4 9P3 一般来说，轴承的精度级别不超过配合精度的一级以上 如配合不良的部件，即使采用更高精度的轴承也没有好处,56,配合与尺寸公差,滚动轴承的内、外径尺寸公差已经国际标准化。为达到干涉或间隙配合，可在ISO公差系统中选取适当的轴和轴承箱的尺寸公差。,57,配合与尺寸公差,58,轴承在运行时的检验,听：通过对轴承在运转时的声音来判断是否正常。（噪音和异响） 摸：通过对轴承在运转时的温升来判断是否正常。（发热和振动） 看：通过对轴承在运转时的观察来判断是否正常。（剥落和变色） 状态监测：通过仪器快速简便的检查轴承及设备的状态。,59,维修类型,反应型 运行直到失效出现再修理 预防型 定期检查并更换

8、预测型 状态监控 积极型 精确维护：平衡与对中 根本原因失效分析 改进措施和完善过程,60,识别需要更换的轴承,若知道设备寿命即将到期，可以在出现故障前进行更换 检查设备上所用轴承的铭牌 (ABMA) 检查应用记录（轴承的型号及制造商）或与制造商联系,61,识别需要更换的轴承,在拆卸轴承后，在内、外圈的端面寻找相关型号。 有时型号标注在外径表面上。 获得完整的零件号和制造商名称。 若以上方法都无效，测量轴承的安装尺寸。 测量并记录轴承内、外径和宽度。 注意将量尺设置为公制尺寸。 当与供应商联系时使用目录获得正确的轴承类型。,62,轴和轴承座的配合,一般用于拆卸、检验、修理（若需要）和更换的需求。 机械师和设计者 在检查、重建或指定新的配件时 联系SKF应用工程 SKF标准：相配合零件中至少80%以上保持为金属与金属间的接触。 新型OEM匹配率95%。,63,正确配合的重要性,间隙过大的配合 轴承与相配合的零件间出现相对运动。 结果： 产生热量磨损蠕动腐蚀 污点擦痕滚道破裂 过紧配合 造成内部游隙的减小 结果 增高了运行温度。 出现滚道破裂。 提高了安装所需外力。,64,检查配合的真实性

9、,拆卸下轴承 记录轴承内、外径的配合状况 检查是否有蠕动腐蚀 棕红或黑色 轴承内、外圈是否出现腐蚀或擦伤 在滚道内是否有极小的金属颗粒 与空气结合是否有形成锈蚀 技术上称为蠕动腐蚀,65,安装准备,66,配合类型举例,间隙配合,干涉配合,过渡配合,轴承座,轴,67,无效的修理,将轴承粘合到轴上 轴向侧面卡紧 在轴上滚花或刻痕 在受磨损的轴承箱内添塞垫片 以上的方法不能保证轴承与轴（或轴承箱的正确配合。,68,有效的修理,金属喷涂 电镀 轴上配环氧树脂粘合 在轴上镶套或加工轴头 紧急情况：焊接后并磨削 多数有效的修理都要求对零件进行机械加工以达到适合的尺寸,69,安装和拆卸,拉拔器 安装工具 加热器,注油设备 测量仪器 润滑剂,70,开始工作前的注意事项,71,拆卸目的,防止损坏轴或轴承座。 保留轴承以进行重新安装或重新加工。 重新加工：一般用于外径大于250毫米轴承 保留用于失效分析的零件。,72,有效拆卸的准备,73,拆卸程序,使用拉拔器对干涉零件（一般为内圈）施加拉出力。 若不能接触到内圈，拉动外圈。 对中拉拔器、冲压轴（若事先未对中），施加作用力时旋转拉拔器。,74,拆卸程序,若使用压力配件对轴承圈施加拉力，轴承仍可使用。 每次拆卸都不可能只使用单一的拉拔器。 轴承的拆卸可能提供更好的途径来接触内圈。,75,拆卸工具,拉拔器 爪式拉拔器 液压拉拔器 专用拉拔器,拉拔器 爪式拉拔器 液压拉拔器 专用拉拔器,76,拆卸方法,拉拔器 优点 对接合组件无损害 安全、易操作 缺点 一般不能在外圈上拉拔 可能损坏轴承,77,拆卸方法,焊枪 优点 快速 几乎人人配备 缺点 危险 存在轴损坏的风险 可使失效分析极难或不能进行,78,拆卸方法,磨光机 优点 快速 几乎人人配备 缺点 危险 存在轴损坏的风险 花费时间 产生颗粒污染 可增加失效分析的难度,79,拆卸方法,液压拆卸 一般需要预先的轴准备。 寻找轴端的小孔。 可在直孔或圆锥孔上进行 可使用较大的力小心进行 检查液压装置是否泄漏,80,拆卸方法,液压辅助工具 优点 快速简便 仅需要一个液压泵 对轴承无损害 对轴无损害 缺点 不常用，OEM不经常使用 增加了准备带有沟和沟槽轴的成本,81,拆卸：故障排除

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