QDSJ124_轴承基础知识和电机轴承选型_33页_1mb

滚动轴承基础知识总结

核心内容

滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件，其主要作用是支承轴，并通过滚动接触来减少摩擦力矩，提高旋转精度。滚动轴承具有强度高、摩擦小、标准件等特点，广泛应用于各种机械系统中。

主要观点

• 滚动轴承按摩擦性质分为滑动轴承和滚动轴承，按载荷方向分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。
• 滚动轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架等组成，材料多为铬锰合金钢，如GCrl5、GCrl5SiMn。
• 滚动轴承的材料要求：内圈、外圈和滚动体经过淬火处理，硬度为60-65HRC，保持架多用低碳钢板、铜合金、铝合金或工程塑料制造。
• 滚动轴承的类型包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承、推力球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承等。
• 滚动轴承的代号由前置代号、基本代号、后置代号组成，基本代号表示类型与尺寸，后置代号表示精度与材料特征。

关键信息

滚动轴承代号构成

• 前置代号：表示轴承的分部件。
• 基本代号：由五类型代号和四尺寸系列代号组成，内径代号×5=实际内径。
• 后置代号：包括内部结构、密封、保持架材料、特殊材料、公差等级、游隙等。

滚动轴承类型与代号

滚动轴承的载荷与失效形式

• 滚动轴承的失效形式包括点蚀、磨损、胶合、断裂等，其中点蚀是基本和常见的失效形式。
• 轴承寿命计算基于基本额定寿命 $L_{10}$，公式为：
  $$
  L_{10} = \left(\frac{C}{P}\right)^{\varepsilon}
  $$
  其中，$\varepsilon$ 为球轴承 $10/3$，滚子轴承 $3$。
• 游隙和配合对轴承性能影响较大，需根据使用条件选择。

滚动轴承的尺寸选择

• 滚动轴承尺寸的选择应考虑载荷、寿命、可靠性等因素。
• 轴承的寿命与可靠度有关，可通过引入可靠性系数 $a_1$ 进行修正：
  $$
  L_n = a_1 L_{10} = \frac{10^6 a_1}{60n} \left(\frac{C}{P}\right)^{\varepsilon}
  $$
• 轴承的游隙应根据实际运行条件和配合要求进行选择。

滚动轴承的配合选择原则

1. 套圈相对于负荷方向应选择过盈配合或过渡配合。
2. 负荷类型和大小影响配合紧密程度。
3. 轴承尺寸越大，过盈配合量越大。
4. 游隙变化需考虑配合后轴承的游隙是否满足使用要求。
5. 其他因素如材料、温度、安装方式等也影响配合选择。

电机轴承的特殊选择

• 材料选择：防锈性能好、在腐蚀环境下工作可选用不锈钢轴承。
• 高温回火处理：适用于高温环境，回火温度可选180°C、220°C、250°C等。
• 冷冻处理：用于减少残余奥氏体，提高尺寸精度稳定性。

密封结构与材料选择

• 密封结构包括钢板防尘盖（Z）、橡胶密封圈（RS、RZ、三唇RS）等。
• 橡胶密封圈的类型与性能：

  橡胶类型	代号	使用温度范围	优点	缺点	应用
  丁晴橡胶	NBR	-40—130°C	耐油、耐热、气密性好	耐寒、耐臭氧性差，粘结力差	常温耐油轴承密封圈
  丙烯酸酯橡胶	ACM	-40—160°C	耐热油、耐龟裂	价格高	汽车发动机密封圈
  三元乙丙橡胶	EPDM	-57—150°C	抗臭氧、耐紫外线、耐老化性好	自粘性差	ABS电机轴承、汽车门窗电机轴承
  氟橡胶	KFM	-40—200°C	耐高温、耐油、耐化学品	价格高	高温高速汽车发动机密封圈

润滑脂的选择

• 润滑脂由基油、增稠剂和添加剂组成，其性质由这些成分决定。
• 润滑脂分为金属皂基和非皂基两类，可根据使用条件选择合适的润滑脂。
• 润滑脂的作用包括减少摩擦、传导热量、缓和应力集中等。

振动与噪音等级

• 滚动轴承的振动与噪音等级通过代号 /Z、/V 表示。
• 振动加速度等级分为 Z1、Z2、Z3、Z4，分别代表不同级别的振动控制。
• 振动速度等级分为 V1、V2、V3、V4，分别代表不同级别的振动控制。

总结

滚动轴承是机械设计中不可或缺的部件，其选择需综合考虑载荷、转速、尺寸、精度、配合、游隙、密封、润滑等多方面因素。轴承的寿命、可靠性和性能直接影响机械系统的稳定性和效率。在实际应用中，应根据具体使用条件，合理选择轴承类型、尺寸、材料和密封结构，以确保轴承的高效、安全和长久运行。