滚动轴承的结构、分类及特点-天津欧凯斯凯孚

时间：2010-12-20

1.1结构
滚动轴承（以下简称轴承）一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。（如图1.1）

内圈与外圈之间装有若干个滚动体，由保持架使其保持一定的间隔一面相互接触和碰撞，从而进行圆滑的滚动。
轴承按照滚动体的列数，可以分为单列、双列和多列。
1）、内圈、外圈和滚动体
内圈、外圈上滚动体滚动的部分称作滚动面。球轴承套圈的滚动又称作沟道。
一般来说，内圈的内径、外圈的外径在安装时分别与轴和外壳有适当的配合。
推力轴承的内圈、外圈分别称作轴圈和座圈。
2）、滚动体
滚动体分为球和滚子两大类，滚子根据其形状又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。
3）、保持架
保持架将滚动体部分包围，使其在圆周方向保持一定的间隔。
保持架按工艺不同可分为冲压保持架、车制保持架、成形保持架和销式保持架。
按照材料不同可分为钢保持架、铜保持架、尼龙保持架及酚醛树脂保持架。
1.2 轴承的工作状况
如下两图所示，轴承在工作（按一定转速转动）时，具有承受径向和轴向载荷的能力，并会产生径向与轴向的跳动。
1.3分类
轴承受负荷时作用于滚动面与滚动体之间的负荷方向与垂直于轴承中心线的平面内所形成的角度称作接触角，接触角小于45°主要承受径向负荷称为向心轴承，在45°~90°之间主要承受轴向负荷称为推力轴承，根据接触角和滚动体的不同，通用轴承分类如下：
深沟球轴承（单、双列）
向心球轴承角接触球轴承（单、双列）
四点接触球轴承
调心球轴承
向
心圆柱滚子轴承（单、双、四列）
轴向心滚子轴承圆锥滚子轴承（单、双、四列）
滚承滚针轴承（单、双列）
动调心滚子轴承
轴
承推力球轴承推力球轴承（单、双列）
推力角接触球轴承（单、双向）
推
力推力圆柱滚子轴承
轴推力滚子轴承推力圆锥滚子轴承
承推力滚针轴承
推力调心滚子轴承
1.4特点
1.4.1滚动轴承的优点
滚动轴承虽有许多类型和品种，并拥有各自固定的特征，但是，它们与滑动轴承相比较，却具有下述共同的优点：
（1）、起动摩擦系数小，与动摩擦系数之差少。
（2）、国际性标准和规格统一，容易得到有互换性的产品。
（3）、润滑方便，润滑剂消耗少。
（4）、一般，一套轴承可同时承受径向和轴向两方向负荷。
（5）、可方便地在高温或低温情况下使用。
（6）、可通过施加预压提高轴承刚性。
1.4.2球轴承与滚子轴承
主要尺寸相同的球轴承与滚子轴承相比，一般球轴承由于摩擦阻力和旋转时的轴振摆小，所以，使用于高速、高精度、低力矩及低振动的场合。而滚子轴承具有大负荷容量，所以，适用于有中负荷或冲击负荷，并要求长寿命的场合。
1.4.3向心轴承与推力轴承
几乎所有的滚动轴承类型都可以同时承受径向负荷和轴向负荷。一般来说接触角45°以下，则径向负荷容量较大，分类为向心轴承；超过45°，则轴向负荷承受力大，即视为推力轴承。同时还生产向心和退离一体化的复合轴承。
1.4.4标准轴承和特殊轴承
标准轴承在主要尺寸和形式上均采用国际标准在全世界任何地区都可以容易而且经济地得到，因此，在机械装置设计是最好采用标准轴承。
但是，根据其机械性质、用途及轴承的要求性能，有时也采用与标准尺寸、标准类型不同的特殊轴承。适用于特定用途的特殊专用轴承、机械装置的某一部分与轴承一体化的组合轴承也属于特殊轴承。
1.5性能比较
各种类型轴承性能比较表1.1
◎:优 ○:良 △:略可 X:不可 ->:仅单向 <->:双向 □:合适 ■:合适,但需利用配合面避免轴的伸缩
　深沟球轴承角接触球轴承四点接触球轴承调心球轴承圆柱滚子轴承
单列配对双列 NU.N NJ.NF NUP.NH NNU.NN
负荷能力径向负荷 ○ ○ ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
轴向负荷 ○ ◎ ◎ ◎ ◎ △ X △ △ X
<-> <- <-> <-> <-> <-> <-> <->
合成负荷 ○ ○ ◎ ◎ ○ △ 　 △ △ X
耐冲击性 △ △ △ △ △ △ ◎ ◎ ◎ ◎
高速旋转 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ △ ◎ ◎ ◎ ◎
高精度旋转 ◎ ◎ ◎ 　 ◎ 　 ◎ 　　 ◎
低噪音低扭矩 ◎ 　　　　　 ○ 　　
刚性　　 ○ 　 ○ 　 ○ ○ ○ ◎
内圈与外圈的允许倾斜 ○ △ X X X ◎ △ △ △ △
内圈与外圈的分离 X X X X ■ X ■ ■ ■ ■
配置固定端用 ■ ■ ■ ■ ■ ■ X ■ ■ X
<-> <- <-> <-> <-> <-> <- <->
自由端用 □ □ □ □ □ ■ □ □ ■
　滚针轴承（实体型）圆锥滚子轴承调心滚子轴承推力球轴承推力圆柱滚子轴承推力滚针轴承推力圆锥滚子轴承推力调心滚子轴承
单列双列、四列平面座圈型带调心垫圈
负荷能力径向负荷 ◎ ◎ ◎ ◎ X X X X X △
轴向负荷 X ◎ ◎ △ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
<-> <-> <-> <- <- <- <- <- <-
合成负荷 X ◎ ◎ △ X X X X X △
耐冲击性 ○ ◎ ◎ ◎ △ △ ○ ○ ◎ ◎
高速旋转 ○ ○ ○ ○ △ △ △ △ △ △
高精度旋转　 ○ 　　 ○ 　　　　　
低噪音低扭矩　　　　　　　　　　
刚性 ○ ○ ◎ 　　　 ◎ ◎ ◎ 　
内圈与外圈的允许倾斜 △ △ △ ◎ X ◎ X X X ◎
内圈与外圈的分离 ■ ■ ■ X ■ ■ ■ ■ ■ ■
配置固定端用 X ■ ■ ■ 　　　　　　
<- <-> <-> 　　　　　　
自由端用 ■ 　 □ □ 　　　　　　

1.6各型号轴承特征
深沟球轴承
深沟球轴承是应用范围最为广泛、最具代表性的滚动轴承。此类轴承内外圈滚道都呈圆弧状深沟，可承受径向、轴向及合成负荷。结构简单，容易得到高精度，适合高速旋转。
深沟球轴承一般采用钢板冲压保持架，但尺寸较大不易冲压成型或用于高速旋转的，则采用车削成型保持架。此类轴承通常会有带防尘盖、带密封圈、非接触胶盖、接触胶盖或止动环轴承。
l 微型：67X、68X、69X、60X、62X、63X、MRXX、MFXX
2 通用：67XX、68XX、69XX、160XX、60XX、62XX、63XX、64XX
3 英制：RLSXX、RMSXX、EXX、RXX、ENXX
4 加厚：622XX、623XX、630XX、632XX、633XX、638XX
5 双列：42XX、43XX
6 不锈钢：SS60XX、SS62XX、SS63XX、SS69XX、SSRXX、SSFRXX
7 非标：60/XX、62/XX、63/XX
角接触球轴承
角接触球轴承的钢珠与内外圈接触点的连线与径向成一角度。接触角度一般分为15°、25°、40°，分别用字母C、AC、B表示。角接触球轴承主要承受较大单向轴向负荷，接触角度越大，承受负荷能力越大。保持架材料有钢板、黄铜或工程塑胶，成型方式有冲压或车削，视轴承形式或使用条件不同而选用。其它尚有组合角接触球轴承、双列角接触球轴承及四点接触球轴承。
l 单列：78XX、79XX、70XX、72XX、73XX、74XX
2 微型：70X
3 双列：52XX、53XX、32XX、33XX、LD57、LD58
4 四点接触：QJ2XX、QJ3XX
圆柱滚子轴承
圆柱滚子轴承是滚子轴承中构造最为简单的一类轴承，内轮、外轮与滚子呈线接触，径向负荷能力大，适宜于高速旋转。圆柱滚子轴承为分离型，安装、拆卸比较简便。基本形式有:N、NU、NF、NJ、NUP：
l N形：内圈有双档边，与滚子不可分离，外圈无档边，可从两边自由脱落；
2 NU形：外圈有双档边，与滚子不可分离，内圈无档边，可从两边自由脱落；
3 NF形：内圈有双档边，与滚子不可分离，外圈有单档边，只能从一边自由脱落；
4 NJ形：外圈有双档边，与滚子不可分离，内圈有单档边，只能从一边自由脱落；
5 NUP形：外圈有双档边，与滚子不可分离，内圈单档边，可从一边自由脱落，但内圈档边一侧有一定位档圈，可以取下。
圆柱滚子轴承还有双列NN形、NNU形及四列圆柱滚子轴承。圆柱滚子轴承一般采用钢板冲压保持架，尺寸较大或用于高速旋转的则采用黄铜车削保持架，双列或四列圆柱滚子轴承则采用插销保持架，以延长轴承使用寿命。
圆锥滚子轴承
圆锥滚子轴承内外圈及滚子的圆锥顶点是与轴承中心线上的某一点一致的，内外圈是分离型的。单列圆锥滚子轴承能够承受径向负荷与轴向负荷的合成负荷。圆锥滚子轴承在设计时有一种特殊情况即设计成具有国际互换性，即在一组相同型号的轴承中，无论将任何一个外圈装到某一带滚子的内圈上，都不至于影响轴承的使用效果。
　　其它尚有双列及四列圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承保持架尺寸较小的是以钢板冲压成型，尺寸较大的采用黄铜或软钢车削而成，用于重负荷时，则采用插销形保持架。
l 系列：329XX、320XX、302XX、322XX、303XX、313XX、323XX、
332XX、331XX
调心球轴承
调心球轴承的外圈轨道面呈与轴承中心点一致的球面，内圈具有双列轨道。外圈轨道加工成球面，使内圈与珠子的组合能在外圈内保持一定程度的自由倾斜，即所谓的自动调心性能。因此可自动调整轴和轴承箱因加工、安装不当而产生的轴心偏移。保持架一般采用钢板冲压或工程塑胶冲压制成。
　　特别注意的是内圈内孔有时会设计成带锥度，配合紧定套使用，安装、拆卸更为方便。
l 微型：10X、12X、13X
2 通用：12XX、13XX、22XX、23XX
调心滚子轴承
调心滚子轴承是内圈有双列滚道，外圈滚道设计为球面滚道，滚子为鼓形的轴承。外圈滚道面中心与轴承中心一致，具有自动调心性能，即使由于在轴与轴承箱之间有安装误差或轴有挠曲，使内外圈产生倾斜的场合下亦能正常使用。
　　此类轴承径向负荷能力大，亦能承受重大荷重及冲击负荷。而且因为具有自动调心性能，在某种程度上能承受两个方向的轴向负荷。因此此类轴承可以适用于轴可能挠曲或装配误差难以避免的大型机械设备如造纸机械、振动筛及一般产业机械等设备。
　　自动调心滚子轴承的保持架，较小尺寸采用钢板冲压成型，较大尺寸则采用黄铜或软钢车船削制成。
l 系列：213XX、222XX、223XX、230XX、231XX、232XX、239XX、240XX、241XX
平面推力球轴承
平面推力球轴承有单向和双向之分，单向平面推力球轴承是在一套滚道圈之间加装有钢球，接触角度一般为90°，仅能承受单向轴向负荷，不适宜于高速旋转。此类轴承可以分离成三片，俗称为三夹片轴承，两个垫片都有供滚珠滚动的圆弧状深沟。
　　双向推力球轴承有安装于轴上的中间圈和两个外圈，在中间圈与外圈之间分别加有钢球，能够承受双向轴向负荷。
　　平面推力球轴承外圈平面座有平面座型、调心座型和带调心垫圈座型。单向、双向推力球轴承保持架一般采用钢板冲压成型。
l 三片式：511XX、512XX、513XX、514XX
2 五片式：522XX、523XX、524XX
3 推力调心滚子：294XX、293XX、292XX
带座外球面轴承
带座外球面轴承是将滚动轴承与轴承座结合在一起的一种轴承单元。大部分滚动轴承都是将轴承心的外圈的外径做成球面，与带有球状内孔的轴承座安装在一起，结构形式多样，通用性和互换性好。
　　同时，此类轴承在设计上也具有一定调心性，易于安装，具有双重结构的密封装置，可以在恶劣的环境下工作。轴承座一般是采用铸造成型。常用座有铸造立式座（P）、铸造方形座（F）、铸造凸台方形座（FS）、铸造凸台圆形座（FC）、铸造菱形座（FL）、铸造环形座（C）、铸造滑块座等（T）。轴承心的种类常见的有以下两种：
l 带紧定螺钉外球面UC类轴承；
2 带圆锥孔外球面UK类轴承；
带座外球面轴承分为轴承心和轴承座，在叫法上是以轴承心加上轴承座称呼，如带紧定螺钉外球面轴承UC205配铸造立式座称UCP205。带座外球面轴承由于具有很强的互换性，轴承心可以随意装配在同一规格不同形状的轴承座。
滚针轴承
窄截面的特点使之适用于有限的径向空间，可承受高径向载荷。广阔的设计范围包括与其它轴承相组合，适合承受径向和轴向的载荷，提供给用户简单、紧凑和经济的轴承布置。

单向轴承
单向离合器俗称单向轴承，也就是仅能单一方向（顺时针方向或逆时针反方向）传导的连轴器。当动力源传动被动元件时只能单一方向来传动，若动力源改变方向时，（如顺时针CW变为逆时针CCW方向），被动元件会自动脱离不产生任何动力传动的功能。
直线滚珠轴承
直线滚珠轴承是与轴作滚动接触，并以轴为轨道，在轴方向上能做无限直线运动的高精度轴承。轴承外筒内装有保持架、钢球、侧板等，在构造上是由保持架引导使钢珠做极为圆滑的循环。具有摩擦阻力小、噪音低、贯性力小、耐腐蚀等优点，广泛应用于电子机械、印刷机械、物料搬运机械和各种精密测量仪器等。
直线滚珠轴承有亚洲公制、欧洲公制及英制系列，而每一个系列又有三种形式，即标准型、调整型和开放型。
l 亚洲公制：标准型（SDM）、调整型（SDM…AJ）、开放型(SDM…OP)
2 欧洲公制：标准型（SDE）、调整型（SDE…AJ）、开放型（SDE…OP）
3 英制系列：标准型（SDB）、调整型（SDB…AJ）、开放型（SDB…OP