軸承基礎課程課件

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文檔簡介

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軸承的基本MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】

什么是軸承？

①使軸平穩(wěn)，靈活地運轉。②支承載荷。③限定回轉軸的位置，載荷發(fā)生變化時，

仍能保持原來位置。④支承軸高速運轉?！据S承的功能】SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的基本軸承類型軸承中，軸和軸承座之間為滑動接觸的稱為[滑動軸承]，軸和軸承之間裝入鋼球或滾子，形成滾動接觸的稱為[滾動軸承]。軸承不僅僅指滾動軸承滑動軸承（靜止時）滑動軸承（油潤滑,轉動時）滾動軸承滑動軸承與滾動軸承軸承A軸承B軸承A軸承B油ＡＢ滾動體（滾子或鋼球）SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的基本滾動軸承特征（相對于滑動軸承）１．轉動開始時的摩擦力矩（起動摩擦力矩）較小，而

且，與連續(xù)轉動時的摩擦力矩（動摩擦力矩）波動較小。

２．尺寸，精度和表示方法等國際上已標準化，規(guī)范化，

具有互換性，可替換使用。

３．簡化軸承周邊構造，方便點檢保養(yǎng)。

４．大多數的滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷。

５．適合于高溫，低溫條件下使用。

６．為了提高剛性，可在負游隙狀態(tài)（預緊狀態(tài)）下使用。SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的基本

沿轉動軸半徑向施加的載荷載荷的種類沿轉動軸軸向施加的載荷徑向，軸向同時施加載荷徑向載荷

軸向載荷

聯

合

載

荷

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軸承的基本滾動軸承名稱①滾動軸承一般由

?套圈（內圈?外圈）

?滾動體（鋼球或滾子）

?保持架3大要素構成。外圈滾動體（鋼球）內圈保持架外圈滾動體（滾子）內圈保持架滾動軸承是在相應的2個套圈之間，安裝若干滾動體，滾動體在保持架的制約下互不接觸，保持一定距離，形成滾動運動的機構。SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的基本裝配高裝配高単列角接觸球軸承節(jié)圓直徑SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承零件名稱②軸承的基本滾動軸承分類

一般根據滾動體型式和載荷作用方向分類。

★根據滾動體型式分為：『球軸承』和『滾子軸承』

★根據承受載荷作用方向分為：

向心軸承：主要承受徑向載荷接觸角小于45度

推力軸承：主要承受軸向載荷接觸角大于45度

★根據滾動體列數分為：單列、雙列、多列等．SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的基本滾動軸承種類＊

最具代表性的型式，用途廣泛。

＊內外滾道為溝道，橫斷面為略大于鋼球曲率半

徑的圓弧。

＊除了徑向載荷，也能承受雙向的軸向載荷。

＊由于摩擦力矩較低，適合應用于高速，

低噪音，低振動的場合。

＊滿足高精度的應用場合。

＊除開放型外，密封球軸承也被廣泛應用。●深溝球軸承SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的基本滾動軸承種類＊能夠承受徑向載荷和單向的軸向載荷。

＊鋼球和內外圈的接觸角分別為

15°,25°，30°或40°

＊接觸角越大，軸向承載能力越大。

＊接觸角越小，越利于高速運轉。

＊一般情況下，兩套軸承成對組合，調整內部

游隙后使用?！窠墙佑|球軸承SpeedyOpenCreativeConfidential

雙列三列四列接觸角軸承的基本滾動軸承種類●調心滾子軸承SpeedyOpenCreativeConfidential

調心滾子軸承，如右圖所示，其內、外圈以及滾子的滾道面均為球面狀。外圈滾道面的曲率中心與軸承中心一致，所以，內圈、滾子及保持架能相對于外圈一定角度的傾斜（調心功能）。調心滾子軸承的極限傾斜角，因尺寸系列、載荷條件而有差異，一般載荷時，大約為θ＝1

°～2.5°EA系列CAM系列C系列軸向調心滾子軸承軸承的基本滾動軸承種類＊承載能力大，主要承受徑向載荷。

＊滾子端面與套圈擋邊摩擦小，適合于高速運轉的場合。

＊內圈或外圈無擋邊的分離型圓柱滾子軸承，

其內外圈可以軸向相對移動，可作為自由端支承軸承使用。

＊內圈或外圈其中之一兩端均有擋邊，另一套圈一端有擋邊

的圓柱滾子軸承，可以承受一定的單向軸向載荷。●圓柱滾子軸承SpeedyOpenCreativeConfidential

ＮＵ-EM系列ＮＪＮＵ＿EWＮＵ＿EM軸承的基本ＮＵ-EW系列四列RV雙列２PTMP軸向圓錐＊圓錐滾子由內圈大擋邊引導。

＊可以承受徑向載荷及單向軸向載荷，

而且承載能力大。

＊一般兩套軸承配對使用。

＊通過調整內圈之間或者外圈之間的間隔，

設定合適的內部游隙。

＊

因為是分離式，內圈、外圈分別拆卸?！駡A錐滾子軸承SpeedyOpenCreativeConfidential

滾動軸承種類軸向圓錐雙列KH四列KV軸承的基本雙列KDH2011年6月SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承選定及配置MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】參照NSK-CAT.Ａ１６軸承尺寸的討論旋轉的跳動精度高速旋轉扭矩變動決定軸承的精度等級配合內圈、外圈的溫度差旋轉速度內圈、外圈的傾斜預壓量決定（內部）游隙旋轉速度聲音使用溫度使用溫度旋轉速度潤滑方式密封方式檢查及保養(yǎng)決定保持架類型、材料決定潤滑方法、潤滑劑、密封方法與安裝相關的尺寸決定安裝、拆卸方法軸承及軸承周邊的最終工況旋轉條件負荷的大小、性質溫度條件軸及軸套的材料、尺寸、精度決定配合使用溫度環(huán)境（海水、真空、氣體、藥物等）潤滑性的提高決定特殊材料、尺寸穩(wěn)定化處理

表面處理特殊規(guī)格的研究配合的研究精度的研究內部間隙的研究保持架的研究潤滑方法的研究安裝、拆卸的研究軸承類型的討論○軸承所要求的條件、性能○使用條件及環(huán)境條件○軸承安裝部分各項尺寸軸承所容許的空間負荷的大小、方向振動、沖擊旋轉速度、軸承的極限轉速內圈、外圈的傾斜軸向的固定及軸承排列安裝、拆卸的難易度噪音、扭矩剛性市場性、經濟性決定軸承類型、排列使用機械及設計壽命當量動負荷和當量靜負荷旋轉速度允許靜負荷系數允許軸向負荷（圓柱滾子軸承的情況下）決定軸承尺寸軸承選擇的討論作業(yè)流程圖

軸承選擇的概要

討論作業(yè)流程圖安裝、拆卸的順序夾具和工具與安裝相關的尺寸SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承選定及配置SpeedyOpenCreativeConfidential

高速旋轉高精度低噪音、低扭矩剛性內圈、外圈的允許傾斜度合成負荷徑向負荷軸向負荷軸承類型特性單列角接觸球軸承磁電機球軸承深溝球軸承雙列角接觸球軸承配對角接觸球軸承4點接觸球軸承調心球軸承

滾動軸承的種類及特點一覽表1軸承選定及配置SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承類型特性高速旋轉高精度低噪音、低扭矩合成負荷徑向負荷軸向負荷剛性內圈、外圈的允許傾斜度調心滾子軸承推力球軸承帶調心座圈推力球軸承雙向推力角接觸球軸承推力圓柱滾子軸承推力圓錐滾子軸承推力調心滾子軸承

滾動軸承的種類及特點一覽表2軸承選定及配置SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承類型特性高速旋轉高精度低噪音、低扭矩合成負荷徑向負荷軸向負荷剛性內圈、外圈的允許傾斜度圓柱滾子軸承雙列圓柱滾子軸承帶單擋邊圓柱滾子軸承帶擋圈圓柱滾子軸承滾針軸承圓錐滾子軸承雙列、多列圓錐滾子軸承

滾動軸承的種類及特點一覽表3軸承選定及配置選擇軸承類型時，有以下所示的研究項目１．軸承安裝空間容積(安裝部尺寸)２．負荷能力３．極限轉速４．內圈、外圈的傾斜５．剛性６．聲音、扭矩７．旋轉精度８．安裝及拆卸其中４～８項根據軸承所使用的機械、裝置不同，其重點也會有所不同。當然，軸承選型時，各項內容均需要考慮。選擇軸承類型時,許多都需要靠經驗，實際操作時,必須調查過去的實例后再討論這一類型是否適合。軸承選型的概要

項目基本項目SpeedyOpenCreativeConfidential

最大限度滿足設備所需性能的項目。

軸承選定及配置

選擇軸承類型

每一類型的滾動軸承的尺寸系列都受到限制。從中選擇符合空間容積限度的軸承。安裝軸承的機械設備的空間是有限制的。特別是對于安裝滾動軸承的軸的尺寸而言，多數情況在選擇軸承之前已決定。深溝球軸承角接觸球軸承調心球軸承圓柱滾子軸承調心滾子軸承滾針軸承圓錐滾子軸承０１２３４５６寬度系列４３２１０９８直徑系列SpeedyOpenCreativeConfidential

①軸承安裝空間容積的考慮參照NSK-CAT.Ａ１８軸承選定及配置調心滾子軸承圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承（※）單列角接觸球軸承單列深溝球軸承軸向負荷能力

１２３４徑向負荷能力１２３４（※）

帶擋邊的圓柱滾子軸承具有一定程度的軸向負荷能力?！窨紤]到軸承類型的不同,其負荷能力也不同徑向負荷能力較大的軸承為滾子軸承。軸向負荷能力較大的軸承為角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。SpeedyOpenCreativeConfidential

②對負荷大小和方向的考慮

選擇軸承類型

參照NSK-CAT.Ａ18軸承選定及配置油浴潤滑時

對軸承及軸承周邊采取高速對策時●根據軸承類型考慮極限轉速圓錐滾子軸承調心滾子軸承推力球軸承滾針軸承圓柱滾子軸承角接觸球軸承單列深溝球軸承極限轉速的比較比例１４７１０１３極限轉速也與軸承尺寸、保持架類型、潤滑方法、負荷的大小等有關，有時需進行細致的討論。SpeedyOpenCreativeConfidential

③極限轉速的考慮參照NSK-CAT.Ａ18選擇軸承類型

軸承選定及配置

選擇軸承類型

４．內圈、外圈的傾斜及軸承類型５．剛性及軸承類型６．噪音、扭矩及軸承類型７．旋轉精度及軸承類型軸承允許傾斜通常為４’以下。預計到內圈、外圈有較大的傾斜時，選用調心球軸承、調心滾子軸承、帶座外球面軸承單元等。圖3.4,3.5?一般線接觸的滾子軸承比點接觸的球軸承剛性高。

即使為球軸承，也可通過“負游隙”即“預壓”來提高軸承的剛性。在NSK，對深溝球軸承、圓柱滾子軸承等制定噪音等級。所以要求低噪音時，必須選擇這類軸承。

球軸承適合于要求低噪音、低扭矩的機器（電動機、測量儀器）。A19圖3.6高精度軸承（5,4,2級）、深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子軸承適合于高振動精度（機床）、高速旋轉（渦輪增壓器）。A19圖3.6根據機械設備不同，必須定期進行機械設備的分解和點檢等。

此時，內、外圈可分離（圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承）或錐形孔軸承容易安裝或拆卸。SpeedyOpenCreativeConfidential

④其他討論項目８．安裝、拆卸及軸承類型參照NSK-CAT.Ａ18,19軸承選定及配置調心滾子軸承允許調心角球軸承允許調心角SpeedyOpenCreativeConfidential

選擇軸承的配置軸承A深溝球軸承成對雙聯角接觸球軸承雙列角接觸球軸承調心球軸承帶擋邊圓柱滾子軸承雙列圓錐滾子軸承調心滾子軸承軸承B（軸向自由）圓柱滾子軸承滾針軸承軸承C深溝球軸承成對雙聯角接觸球球軸承雙列角接觸球軸承調心球軸承雙列圓錐滾子軸承調心滾子軸承軸承D,E角接觸球軸承圓錐滾子軸承磁電機球軸承圓柱滾子軸承軸承F深溝球軸承調心球軸承調心滾子軸承固定側固定側自由側（分離型軸承）自由側（非分離型軸承）無自由側、固定側的區(qū)別無自由側、固定側的區(qū)別無自由側、固定側的區(qū)別參照NSK-CAT.A20軸承選定及配置固定在軸或軸承座上在軸向不移動承受徑向、軸向負荷SpeedyOpenCreativeConfidential

可調整軸的膨脹緊配合或間隙配合均可只承受徑向負荷

固定側軸承AB自由側軸承（分離型）－Fa+FaFr選擇軸承的配置軸承選定及配置AB軸承A（固定側）深溝球軸承成對雙聯角接觸球軸承雙列角接觸球軸承調心球軸承帶擋邊圓柱滾子軸承雙列圓錐滾子軸承調心滾子軸承軸承B（軸向自由，分離型）圓柱滾子軸承（ＮＵ，Ｎ型）滾針軸承（ＮＡ型）SpeedyOpenCreativeConfidential

選擇軸承的配置(1)自由側軸承（分離型）固定側自由側軸承選定及配置軸承A（固定側）深溝球軸承成對雙聯角接觸球軸承雙列角接觸球軸承調心球軸承帶擋邊圓柱滾子軸承雙列圓錐滾子軸承調心滾子軸承軸承C（自由側，非分離型）深溝球軸承成對雙聯角接觸球軸承雙列角接觸球軸承調心球軸承雙列圓錐滾子軸承調心滾子軸承SpeedyOpenCreativeConfidential

CA(2)自由側軸承（非分離型）(b)在配合面可軸向移動可調整軸的膨脹可在軸或軸承座上

軸向移動（間隙配合）只可承受徑向負荷固定側自由側δδδ選擇軸承的配置軸承選定及配置(3)無自由側、固定側的區(qū)分DD軸承D角接觸球軸承圓錐滾子軸承磁電機球軸承圓柱滾子軸承（ＮＪ，ＮＦ型）軸的溫度變化較小時軸的長度較短時由于幾乎可忽略軸的伸縮性，所以使用時不存在自由側、固定側的區(qū)分。成對雙聯軸承：背對背SpeedyOpenCreativeConfidential

δδ選擇軸承的配置軸承選定及配置2011年6月SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】●配合的重要性SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙

少量過盈或間隙配合狀態(tài)下將軸承安裝到軸或軸承座上，軸承承受旋轉載荷，內圈與軸或外圈與軸承座之間會產生圓周方向的有害的滑動。因此，承受旋轉載荷的套圈必須給于適當的過盈量，將套圈固定在軸或軸承座上，防止運轉中蠕變產生。

這種滑動現象稱之為蠕變，配合面嚴重磨損，損傷軸或軸承座的情況屢見不鮮?！袢渥儸F象蠕變的產生機理和故障例ＦrＡＢＢＡ圖ａ圖ｂFr內圈蠕變例外圈蠕變例內圈軸CSpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙配合選擇應根據軸承載荷方向和內圈外圈的轉動狀況而定，一般如以下所示●載荷的性質和配合內圈外圈內圈外圈運轉靜止靜止運轉靜止運轉運轉靜止

載荷方向變化，或不平衡載荷等

載荷方向改變的場合運轉或靜止運轉或靜止

方向改變載荷

緊配合

緊配合載荷的方向

緊配合松配合

松配合

緊配合軸承的轉動配合

內圈旋轉載荷

外圈靜止載荷

外圈旋轉載荷

內圈靜止載荷載荷條件載荷載荷載荷載荷旋轉旋轉SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙參照NSK-CAT.Ａ82●軸的推薦配合SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙參照NSK-CAT.Ａ84SpeedyOpenCreativeConfidential

●外殼的推薦配合軸承配合和游隙參照NSK-CAT.Ａ85

●內部游隙變化原因①

配合引起的徑向游隙減少量內圈或外圈，過盈安裝到軸或軸承座上后，套圈膨脹或收縮，徑向游隙減少。游隙減少量大約是過盈量的70%～90%。從理論內部游隙⊿0中減去配合引起的游隙減少量(δfe＋δfi)，為殘留游隙⊿f

．SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙⊿f內外圈溫差引起的徑向游隙減少量δt：內外圈溫差引起的徑向游隙的減少量(mm)α：軸承鋼的線膨脹系數≒12.5×10-6(1/℃)⊿t：內外圈溫差(℃)De：外滾道直徑(ｍｍ）

球軸承De?(4D+d)/5（ｍｍ）滾子軸承De?(3D+d)/4（ｍｍ）有效游隙⊿＝⊿f－δt⊿f：殘留游隙軸承運轉產生的摩擦熱，通過軸及軸承座擴散。外圈的擴散條件較好．內圈和滾動體的溫度比外圈高5～10℃內外圈的熱膨脹差造成徑向游隙減少游隙減少量δt≒α⊿tDe●內部游隙變化原因②SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承配合和游隙SpeedyOpenCreativeConfidential

咬粘游隙過小軸承理論游隙軸承理論游隙安裝游隙有效游隙一般設計標準；C2游隙的下限值以上配合引起的游隙減少內外圈溫差引起的游隙減少；（一般假定為５℃）軸承配合和游隙●軸承配合和游隙咬粘根據設備的使用工況（溫度）選擇適當的游隙非常重要SpeedyOpenCreativeConfidential

●有效游隙壽命游隙預壓0基本額定壽命L10比率100％?由于運轉中很難知道溫度差異、

為安全起見、通常采用正游隙。?游隙選定需要用儀表來測定。115％壽命急劇低下游隙大↓負荷圈小↓滾動體負荷大↓面壓大游隙小↓負荷圈大↓滾動體負荷小↓面壓小軸承配合和游隙壽命降低游隙大游隙與軸承壽命的關系根據設備的使用工況（溫度）選擇適當的游隙非常重要2011年6月SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承壽命MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】40軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

41軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

4242軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

滾動軸承的壽命：理想狀態(tài)下運轉時，到達軸承失效為止的時間

根據不同用途，即使在正確使用軸承時，經過一段時間軸承也會

失效，不能正常運轉，這個時間廣義上就是軸承的壽命。?音響壽命（噪音?振動的增加）?磨損壽命（由于磨損導致精度下降）?潤滑脂壽命（潤滑脂劣化）滾動軸承的壽命分類用途不同壽命基準也不同一般根據經驗判斷軸承是否達到所需的壽命。?滾動疲勞壽命（材料疲勞導致的表面剝落）

■所謂滾動疲勞壽命軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命44軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

所謂表示滾動軸承負荷能力的基本額定動負荷C，是在內圈旋轉，外圈靜止的條件下，額定疲勞壽命為100萬轉（106rev.）,方向及大小不變的負荷。樣本節(jié)選■基本額定動負荷；計算式根據JIS1518(ISO281)徑向滾子軸承Cr=bm?fc(i?Lwe?cosα）7/9Z3/4Dwe29/27軸向滾子軸承(α＝90°）Ca=bm?fc?Lwe7/9Z3/4Dwe29/27軸向滾子軸承(α≠90°）Ca=bm?fc(Lwe?cosα)7/9tanαZ3/4Dwe29/27bm:根據使用的材料與制造品質得出的額定系數fc:根據軸承個部分的形狀、加工精度、以及材料得出的系數I:一個軸承內的滾動體列數α:接觸角（°）Z:一列中的滾動體個數Dwe:滾子直徑（mm）Lwe:滾子的有效長度（mm）軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

所謂基本額定靜負荷Co，是指在滾動體滾道接觸部分中間，使球軸承產生4200MPa的接觸應力靜負荷，使?jié)L子軸承產生4000MPa的接觸應力的靜載荷。在承受這種接觸應力的部分，滾動體的永久變形量與滾道的永久變形量的和，大約是滾動體直徑的0.0001倍

■基本額定靜負荷；基本額定靜負荷Co

滾子軸承計算式例根據JIS1519(ISO76)徑向滾子軸承Cor

fo?i?Z?Dwe?Lwe?cosα軸向滾子軸承Coa

fo?Z?Dwe?Lwe?sinαfo:系數I:一個軸承內的滾動體列數α:接觸角（°）Z:一列中的滾動體個數Dwe:滾子直徑(mm)Lwe:滾子有效長度(mm)滾動軸承的壽命軸承故障及壽命消去載荷后，塑性變形（壓痕）不會消失軸承壽命47軸承壽命（疲勞強度與材料表面的強度有很大關系）48軸承壽命49軸承壽命四列圓錐滾子軸承內圈滾道面剝落損傷事例SpeedyOpenCreativeConfidential

球軸承:負荷減少一半、壽命延長8倍滾子軸承:負荷減少一半、壽命延長10倍滾動軸承的基本額定動負荷C，軸承負荷P與基本額定疲勞壽命L10之間的關系如下。

球軸承

L10＝(C/P)3

滾子軸承L10＝(C/P)10/3

L10

:基本額定壽命(106単位)

P:軸承負荷(額定動載荷)(N)

C:基本額定動負荷(N)有關［設計］與［安裝］的要因■滾動軸承疲勞壽命計算；２．滾動軸承的壽命滾動軸承的壽命軸承故障及壽命軸承壽命51軸承壽命◆負荷?速度變化時，需要計算它們的平均負荷與平均速度。-1)平均負荷Fm計算方法-2)平均轉速Nm計算方法

Fm＝平均軸承負荷P＝10/3（滾子軸承）F1~Fn＝各個條件下的軸承負荷Nm＝平均轉速n1~nn＝各個條件下的轉速t=時間t1~tn＝各個條件下的時間n1t1n2t2n3t3n4t4Fm（平均負荷）↑F負荷F1F2F3F4SpeedyOpenCreativeConfidential

■負荷?速度變化時的平均載荷

２．滾動軸承的壽命滾動軸承的壽命軸承故障及壽命軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的內部發(fā)熱與軸承周圍的放熱，

內圈比外圈溫度高，結果就會使內部游隙

減小。這時就要考慮游隙與軸承的壽命。膨脹收縮游隙的減少游隙大游隙小游隙預壓0100％115％（發(fā)熱?配合）壽命急劇低下■滾動軸承疲勞壽命?由于運轉中很難知道溫度差異、

為安全起見、通常采用正游隙。?游隙選定需要用儀表來測定?；绢~定壽命L10比率游隙與軸承壽命的關系軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

対象:圓柱滾子軸承?圓錐滾子軸承?球軸承等（調心滾子軸除外）傾斜與壽命安裝錯誤造成的傾斜（θ）傾斜帶來的面壓分布情況θ內圈?外圈傾斜與疲勞壽命的關系図1壽命低下圓柱滾子軸承（図1）產生傾斜以后壽命明顯下降傾斜大有關［設計］與［安裝］的要因■滾動軸承疲勞壽命軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命（C4游隙）（普通游隙）內圈。外圈的傾斜SpeedyOpenCreativeConfidential

與［潤滑］的關系油膜厚度與壽命內外圈表面油膜hmin0.01～數μm●軸承尺寸?表面光潔度●速度●負荷

●溫度●油（壓力、粘度系數）－與油膜形成有關的因素－Qmax油膜越厚壽命越長粗糙度小Λ大粗糙度大Λ小Λ:油膜參數

＝hmin/(√σ1+σ2)2＝油膜厚度hmin／合成粗糙度σΛ與滾動疲勞壽命的實驗例（Λ=3時的壽命為基準）長壽命油膜厚度大■滾動軸承疲勞壽命軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命油膜參數油膜與表面粗糙度SpeedyOpenCreativeConfidential

與［材料］的關系材料純凈度與壽命NSK-??????????P43図2データ入れる106107108109105509990Life,cycles時間PercentFailed,%1234FlatWasherTest速度:1000rpm面壓:4.9GPa潤滑形式:油浴潤滑油:VG68年次2520151050707580859590鋼中氧的含量,

ppm1432軸承鋼中隨著氧含量的減少壽命實驗結果內部疲勞型（充分形成油膜條件下）的壽命在潤滑條件良好情況下、一般都是內部起點型剝離、材料內部的純凈度對壽命影響很大長壽命■滾動軸承疲勞壽命軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

與［環(huán)境］的關系異物混入對壽命的影響進水對壽命的影響◆實驗條件?實驗軸承:圓錐滾子軸承HR32017(φ85×φ130×29)?混入水量:20ml／7小時?潤滑劑:鋰基脂(60g)?P/C:0.25?Fr:35.8kN?Fa:15.7kN?轉速:1500rpm水混入潤滑、對圓錐滾子軸承壽命影響實驗純潤滑脂與混入水的潤滑脂的壽命對比耐久實驗◆實驗條件?實驗軸承:6304與HR6304(強化形)?轉速:2400rpm?潤滑油:#90齒輪油?試驗溫度:60~80℃?符合:4510N?異物:Hv710,88μm以下,鉄粉異物侵入量與壽命關系水的影響大短壽命化雜質?異物的量越多壽命越短壽命時間異物量ppm短壽命化異物?進水對軸承壽命影響很大■滾動軸承疲勞壽命軸承故障及壽命滾動軸承的壽命軸承壽命軸承硬度62.2HRC軸向載荷試驗軸承徑向載荷密封潤滑脂+水潤滑僅僅潤滑脂潤滑2011年6月SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】■潤滑的概念為了防止相對運動的二個物體表面之間的直接接觸。

滾動接觸面為10000大氣壓以上的高壓時，也可形成油膜！SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑a)無油?金屬接觸，

滑動摩擦大b)部分金屬接觸，油膜和金屬接觸兩者均承受負荷c)用油膜完全分離，用油膜支承負荷，滑動摩擦小(依存于油的特性)■潤滑目的?延長疲勞壽命

運轉中滾動接觸面潤滑良好，

軸承的疲勞壽命，則會被延長。

?減小摩擦及磨損

防止套圈和滾動體之間的金屬接觸，

減少摩擦、磨損。

?防止過熱

帶走由摩擦產生的熱，防止軸承過熱。

?其他

防止銹蝕及腐蝕。SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑防止軸承的損傷剝落咬粘摩耗?梨皮狀點蝕（表面粗糙）咬粘（熔焊）項目脂潤滑油潤滑軸承座結構密封裝置可以簡單化稍微復雜，保養(yǎng)時需注意轉速極限轉速是油潤滑的65~80%與潤滑脂潤滑相比，適用于轉速較高的場合冷卻作用冷卻效果無能有效地散去熱量（循環(huán)供油法等）潤滑劑的流動性流動性差流動性非常好潤滑劑的更換稍微復雜相對簡單異物的過濾困難容易潤滑劑泄漏污染泄漏造成的污染較小不適合沒有泄漏污染要求的場合■潤滑方法軸承潤滑方法，大致分為潤滑脂潤滑和油潤滑SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑■脂潤滑

與潤滑油潤滑相比，潤滑脂潤滑不需要復雜的潤滑裝置（油槽、油泵、冷卻裝置），而且使用的潤滑脂量較少，所以廣泛地使用。即，潤滑脂潤滑具有使用方便，成本低等優(yōu)點。特別是，80%滾動軸承采用潤滑脂潤滑。

基礎油70～95%增稠劑5～30%添加劑數%起潤滑作用促進基礎油發(fā)揮作用保持潤滑油潤滑脂＝＋＋SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑■潤滑脂的組成

潤滑脂是在潤滑油中加入增稠劑后所形成的半固體狀或固體狀物質參照NSK-CAT.Ａ110-111脂潤滑■油脂填充量潤滑脂的填充量取決于軸承座構造，空間容積，潤滑脂品牌，以及環(huán)境溫度。例如，機床主軸的精度在溫度微微上升時即會受到影響。因此，只需要填充少量的潤滑脂即可。潤滑脂的填充標準大致如下：對于軸承內部將潤滑脂充分填充，包括保持器的引導面；對于軸承座內部的空間，潤滑脂的填充量，根據軸承的運轉速度來填充，一般如下：1/2-2/3(低于50%的極限轉速）

1/3-1/2(高于50%極限轉速)■潤滑脂推薦補充量

Q=0.005?D?B

其中

Q:潤滑脂的補充量(gr)

D:軸承外徑(mm)

B:軸承寬度(mm)

(對于止推軸承，此處指軸承的高度(mm))SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑參照NSK-CAT.Ａ105脂潤滑

■潤滑脂補充間隔如果軸承的溫度超過70oC，潤滑脂的補充時間間隔在溫度每上升15oC就減低一半。Ex.:6208,2000rpm,65℃即使是高質量的潤滑脂，其經過一段時間的使用，潤滑性能也會劣化，因此，潤滑脂的補充是有必要的。SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑參照NSK-CAT.Ａ106脂潤滑（1）向心球軸承.圓柱滾子軸承（2）圓錐滾子軸承.調心滾子軸承潤滑脂補充間隔潤滑脂補充間隔向心球軸承圓柱滾子軸承軸承轉速軸承轉速

應用于滾子軸承的潤滑油，通常采用高精煉的合成油，這種潤滑油，能形成高強度的油膜以及很好耐氧化性、耐腐蝕性。選擇潤滑油時，其粘度很重要。如果粘度過低，油膜形成不充分，容易發(fā)生異常磨損和咬合。但是，如果潤滑油的粘度過高，過大的攪拌阻力會導致溫度上升和大量的能量的損失。軸承的轉速和載荷會影響油膜的形成。一般，低粘度潤滑油應用于高速場合，并且，隨著軸承的載荷以及尺寸的增加而選用更高粘度的潤滑油。

以下表格中為通常情況下，潤滑脂的粘度的推薦?！鲚S承的類型以及合適粘度的潤滑油注意1mm2/s=1cSt(centistokes)

軸承類型運轉溫度下相應的粘度球軸承和圓柱滾子軸承>13mm2/S圓錐滾子軸承和調心滾子軸承>20mm2/S推力調心滾子軸承>32mm2/SSpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑油潤滑■潤滑油溫度和粘度的關系潤滑油溫度和粘度關系表格SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑油潤滑參照NSK-CAT.Ａ112雷氏粘度賽氏粘度ISO粘度等級（粘度指數80)■軸承使用工況與潤滑油的選擇舉例高溫Highspeed大載荷67SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑油潤滑

造紙軸承油潤滑必要的性能推薦循環(huán)潤滑油量0.19x10-5T2-T1Q=?d?μ?n?F(l/min)其中Q:潤滑油量(l/min)d:軸承內徑(mm)T1:進油溫(oC)

T2:出油溫(oC)μ:摩擦系數n:軸承旋轉速度(min-1)F:軸承載荷(N)SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑油潤滑用怎樣的方法向軸承內注入潤滑油？油浴法多用于低、中速旋轉條件下的一般潤滑方法。滴注供油法多用于轉速較高的小型球軸承等。飛濺式供油法不直接將軸承浸入油中，利用周圍的齒輪、旋轉環(huán)等的旋轉而產生的飛沫來潤滑軸承的方法。循環(huán)供油法用于需要用油冷卻軸承部位的高速旋轉的使用條件或周圍環(huán)境為高溫的用途。噴射供油法多用于高速旋轉用軸承，用于噴氣式引擎等。油霧潤滑法用空氣使?jié)櫥托纬伸F狀吹附到軸承上的方法。油氣潤滑法用定量活塞間歇式吐出微量的潤滑油，用混合閥把油慢慢地引進到壓縮空氣中，連續(xù)流動地給軸承供油的方法。SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑■油潤滑的種類油潤滑參照NSK-CAT.Ａ107-109■潤滑方法的實例(1)●油浴法

油浴法是多用于低、中速旋轉條件下的一般潤滑方法。原則上要確保油位處于最下位的轉動體的中心位置。希望最好設置油位表，以便于確認油位?！竦巫⒐┯头?/p>

滴注供油法是多用于較為高速旋轉的小型球軸承等情況的方法。在可視式注油器內貯藏有油。滴液的油量可用上部的螺絲調節(jié)。油浴法例圖滴注供油法例圖SpeedyOpenCreativeConfidential

參照NSK-CAT.Ａ107-109潤滑油潤滑●循環(huán)供油法循環(huán)供油法多用于需要用油冷卻軸承部位的高速旋轉的使用條件或周圍環(huán)境為高溫的用途。通過軸承的油流入排油管，回流到油箱內。冷卻的油再次通過泵、過濾器被注入。為了避免油過多地積存在軸承座內，排油管應比注油管粗?！耧w濺式供油法飛濺式供油法是一種不直接將軸承浸入油內，通過周圍的齒輪、旋轉環(huán)等的旋轉而產生的飛沫潤滑軸承的方法。廣泛應用于汽車的變速器、差動齒輪裝置等。飛濺式供油法例圖■潤滑方法的實例（2）SpeedyOpenCreativeConfidential

參照NSK-CAT.Ａ107-109潤滑油潤滑●噴射供油法噴氣供油法多用于高速旋轉用軸承，例如，噴氣式引擎等dmn值（滾動體中心距mm×轉速rpm）超出100萬的軸承等的潤滑方式。從1個或數個噴嘴以一定的壓力噴射潤滑油，噴到軸承內部。下圖為一般的噴射供油示例。面向內圈和保持架的引導面噴射油的高速情況時，由于軸承附近的空氣與軸承同時旋轉，并且形成空氣壁。所以，從潤滑油從噴嘴的噴出速度必須保持在內圈外徑面（也為保持架引導面）的圓周速度的20%以上的速度。

噴嘴個數越多，對于同一油量冷卻不均的情況越少，效果也越好。由于噴射供油法中用油量較多，所以為了減少油的攪拌阻力，有效釋放出熱量，希望能夠增大排油口，進行強制排油等。穿透氣簾、油霧膜。SpeedyOpenCreativeConfidential

參照NSK-CAT.Ａ107-109潤滑油潤滑■潤滑方法的實例（3）油霧潤滑法是一種用空氣使?jié)櫥托纬伸F狀吹附在軸承上的方法。油霧潤滑法的主要特點為：由于潤滑油用量少，所以攪拌阻力小，適合于高速旋轉的情況。由于從軸承部位泄漏出來的油量較少，所以對設備、產品的污染也較小。

可經常提供新的潤滑油，延長軸承壽命。

因此，多用于機床的高速主軸、高速旋轉泵、軋機輥頸用軸承等的潤滑?！裼挽F潤滑法油霧潤滑法例圖■潤滑方法的實例（4）SpeedyOpenCreativeConfidential

參照NSK-CAT.Ａ107-109潤滑油潤滑●油氣潤滑法

油氣潤滑法是一種用定量活塞間歇式吐出微量的潤滑油，用混合器把油慢慢地

抽出到壓縮空氣中，連續(xù)流動給軸承注油的潤滑法。油氣潤滑法的主要特點是：１．由于可進行油的微少定量管理，所以可控制最適油量，適合于發(fā)熱較少，

高速旋轉的情況。２．由于連續(xù)注入微量的油，所以軸承溫度保持穩(wěn)定。

同時，由于油經由油管的壁面流動，所以環(huán)境污染非常少。３．由于始終給軸承提供新油，所以不必擔心油質變差。４．由于經常輸送壓縮空氣到主軸內部，所以軸承的內壓較高，雜質、

磨削液不易從外部混入。

因此，多用于機床的主軸，

也有用于其他高速旋轉的用途。SpeedyOpenCreativeConfidential

參照NSK-CAT.Ａ107-109潤滑油潤滑■潤滑方法的實例（5）油氣入口2處油氣入口5處油氣供油法舉例■潤滑方法的比較

潤滑方法脂潤滑油浴滴注供油飛濺式供油強制循環(huán)供油噴射供油油霧供油

油氣供油成本高速性溫度上升摩擦扭矩油潤滑潤滑的可靠性SpeedyOpenCreativeConfidential

潤滑油膜的穩(wěn)定性潤滑劑的壽命耐異物混入2011年6月SpeedyOpenCreativeConfidential

材料MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】

軸承材料的種類？

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軸承的基本滲碳鋼(SNCM系列，NSK;HNCM鋼）軸承鋼（SUJ2,3）整體硬化表面硬化（表面圧縮応力作用?強靭化）滲碳鋼軸承材料使用范圍SUJ2；全部SUJ3；大形、超大型多被應用于使用條件苛刻的場合。耐斷裂。鋼鐵、礦山機械、鐵道．．材料品質為何重要？

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耐內部剪切應力及表面滾動疲勞軸承的材料滾動體滾道材料剪切應力滾動體滾道材料油膜最大的剪切應力清潔環(huán)境異物環(huán)境金屬組織清浄度硬度熱處理距表面的距離【材料品質】材料成分材料SpeedyOpenCreativeConfidential

材料軸承的材料參照NSK-CAT.Ａ114-115軸承鋼滲碳鋼材料成分？

NSK使用的軸承鋼的含氧量鋼中含氧量與壽命的關系8LD導入RH導入LF導入CC導入EBT導入在理想潤滑狀態(tài)下,發(fā)生內部起源型剝落時,軸承壽命與鋼中含氧量存在相關性鋼中含氧量的減少→Al2O3的減少→有效延長內部起源型剝落的疲勞壽命SpeedyOpenCreativeConfidential

軸承的材料材料材料清浄度？年代6PPM＞?金屬組織?硬度（熱處理）SpeedyOpenCreativeConfidential

金屬組織硬度熱處理后生成的馬氏體組織材料軸承的材料微細炭化物；HV1150～1760軸承鋼&滲碳鋼硬度分布硬度梯度離表面距離約HRC60約HRC45HardenZone0mm軸承鋼滲碳鋼硬度材料方面

熱處理方面設計方面減少非金屬夾雜物提高清潔度軸承鋼：通過炭氮共滲固溶強化滲炭鋼：通過控制最佳材料成分、炭氮共滲處理、殘留奧氏體含量提高異物抵抗能力ＴＦ軸承通過設計密封圈來防止異物侵入ＵＲ處理軸承汽車變速箱用密封清潔軸承清潔環(huán)境異物侵入環(huán)境氧含量,ppm年大氣熔煉早期真空脫氣鋼MGH真空脫氣鋼Z鋼Z級真空脫氧鋼真空脫氣循環(huán)真空脫氣100%循環(huán)真空脫氣:改變爐壁和操作連鑄鋼包精煉爐NSK用鋼氧含量減少年代SpeedyOpenCreativeConfidential

材料ＮＳＫ軸承的長壽命化材料技術2011年6月SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策MENU軸承的基本軸承壽命軸承選定及配置潤滑材料軸承配合和游隙基礎課程損傷及對策【軸承一般】來自日本潤滑油協會的調查結果使用引起9%選型引起10%使用條件引起26%潤滑引起47%機械設備故障發(fā)生原因的分布其他組裝不良使用者的錯誤使用者不熟練選材不合適設計不合適溫度不合適振動過載運轉條件不合適環(huán)境溫度不合適所選潤滑油不合適沒有考慮灰塵潤滑方式不合適保管不良SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策發(fā)生時間及原因推定

原因發(fā)生時間軸承選型錯誤軸箱，軸，其他部件的設計?制造不良或者錯誤潤滑方式?潤滑劑以及添加量的不合適軸承安裝時的不注意由于密封裝置不良，疲勞磨損等引起的灰塵，水分的侵入或者潤滑油損耗完軸承安裝完畢之后，在使用了很短的時間之內發(fā)生●●●●軸承定期分解之后不久發(fā)生●●潤滑劑補給之后不久發(fā)生●軸箱，軸，其他部件在修理，更換后不久發(fā)生●●●正常運轉過程中發(fā)生●●●故障及原因推定損傷及對策SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策運轉情況及原因推定運轉情況原因噪低的金屬聲音滾動面的壓痕，打傷等高的金屬聲音金屬接觸（游隙過小、潤滑不良）不規(guī)則聲音異物侵入，滾動體表面的缺陷；潤滑劑的不合適

音不斷變化的聲音滾道面上的傷痕進一步擴大異常溫升游隙過小，蠕變，潤滑劑的不足或過多；承受載荷過大，安裝不良精度變低由于有異物、或者潤滑不充分造成滾道面及滾動體的損傷潤滑油的早期污染潤滑不良，異物侵入，早期磨耗1.故障及原因推定SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策故障及原因推定損傷判定一覽表－（１）軸承的損傷狀態(tài)及原因推定1.故障及原因推定SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策損傷診斷一覽表－（２）1.故障及原因推定SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策軸承的損傷狀態(tài)及原因推定內圈旋轉徑向載荷內圈旋轉力矩載荷（對中誤差）內圈旋轉徑向載荷內輪旋轉徑向載荷以及力矩載荷（對中誤差）(i)(j)(k)(l)滾子軸承代表性的滾動痕跡(m)內圈旋轉軸向載荷［滾子軸承］

滾動痕跡與承載方式２．滾動痕跡與承載方式SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策滾動痕跡與承載方式內圈旋轉徑向載荷外圈旋轉徑向載荷內圈或外圈旋轉單向軸向載荷內圈旋轉徑向以及軸向載荷(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)內圈旋轉軸向載荷以及對中誤差深溝球軸承代表性的滾動痕跡內圈旋轉力矩載荷（對中誤差）內圈旋轉軸承座內徑橢圓內圈旋轉軸承內部無游隙(負游隙下運轉)２．滾動痕跡與承載方式SpeedyOpenCreativeConfidential

損傷及對策滾動痕跡與承載方式［玉軸承］

滾動痕跡與承載方式損傷例－壓痕雙列圓錐滾子軸承的內圈滾道面上產生了無數微小壓痕由于異物侵入造成的圓錐滾子軸承的內圈整個滾

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