滾軸

支承轉動的軸及軸上零件

滾軸全稱滾動軸承,作用是支承轉動的軸及軸上零件,並保持軸的正常工作位置和旋轉精度,滾動軸承使用維護方便,工作可靠,起動性能好,在中等速度下承載能力較高。與滑動軸承比較,滾動軸承的徑向尺寸較大,減振能力較差,高速時壽命低,聲響較大。

簡介


滾動軸承(rollingbearing)是將運轉的軸與軸座之間的滑動摩擦變為滾動摩擦,從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承一般由內圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成,內圈的作用是與軸相配合併與軸一起旋轉;外圈作用是與軸承座相配合,起支撐作用;滾動體是藉助於保持架均勻的將滾動體分佈在內圈和外圈之間,其形狀大小和數量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命;保持架能使滾動體均勻分佈,引導滾動體旋轉起潤滑作用。

作用


支承轉動的軸及軸上零件。

結構


滾動軸承的結構由部分組成
1.外圈——裝在軸承座孔內,一般不轉動
2.內圈——裝在軸頸上,隨軸轉動
3.滾動體——滾動軸承的核心元件
4.保持架——將滾動體均勻隔開,避免摩擦
潤滑劑也被認為是滾動軸承第五大件,它主要起潤滑、冷卻、清洗等作用

特徵


1.專業化
軸承零件加工中,大量採用軸承專用設備。如鋼球加工採用磨球機、研磨機等設備。專業化的特點還體現在軸承零件的生產上,如專業生產鋼球的鋼球公司、專業生產微型軸承的微型軸承廠等。
2. 先進性
由於軸承生產的大批量規模要求,使得其使用先進的機床、工裝和工藝成為可能。如數控機床、三爪浮動卡盤及保護氣氛熱處理等。
3.自動化
軸承生產的專業化為其生產自動化提供了條件。在生產中大量採用全自動、半自動化專用和非專用機床,且生產自動線逐步推廣應用。如熱處理自動線及裝配自動線等。

基本特點


優點
1、摩擦阻力小,功率消耗小,機械效率高,易起動;
2、尺寸標準化,具有互換性,便於安裝拆卸,維修方便;
3、結構緊湊,重量輕,軸向尺寸更為縮小;
4、精度高,負載大,磨損小,使用壽命長;
5、部分軸承具有自動調心的性能;
6、適用於大批量生產,質量穩定可靠,生產效率高;
7、傳動摩擦力矩比流體動壓軸承低得多,因此摩擦溫升與功耗較低;
8、起動摩擦力矩僅略高於轉動摩擦力矩;
9、軸承變形對載荷變化的敏感性小於流體動壓軸承
10、只需要少量的潤滑劑便能正常運行,運行時能夠長時間提供潤滑劑;
11、軸向尺寸小於傳統流體動壓軸承;
12、可以同時承受徑向和推力組合載荷;
13、在很大的載荷-速度範圍內,獨特的設計可以獲得優良的性能;
14、軸承性能對載荷、速度和運行速度的波動相對不敏感。
缺點
1、噪音大。
2、軸承座的結構比較複雜。
3、成本較高。
4、即使軸承潤滑良好,安裝正確,防塵防潮嚴密,運轉正常,它們最終也會因為滾動接觸表面的疲勞而失效。

性能


調心性能

軸中心線相對軸承座孔中心線傾斜時,軸承仍能正常工作的能力。雙列向心球面球軸承和雙列向心球面滾子軸承具有良好的調心性能。滾子軸承滾針軸承不允許內、外圈軸線有相對傾斜。各類滾動軸承允許的傾斜角不同,如單列向心球軸承為8′~16′,雙列向心球面球軸承為2°~3°,圓錐滾子軸承≤2′。
極限轉速 在一定載荷和潤滑條件下軸承所允許的最高轉速。極限轉速與軸承類型、尺寸、精度、游隙、保持架、負荷和冷卻條件等有關。軸承工作轉速應低於極限轉速。選用高精度軸承、改善保持架結構和材料、採用油霧潤滑、改善冷卻條件等,都可以提高極限轉速。

軸承潤滑

主要有脂潤滑和油潤滑。採用脂潤滑不易泄漏、易於密封、使用時間長、維護簡便且油膜強度高,但摩擦力矩比油潤滑大,不宜用於高速。軸承中脂的裝填量不應超過軸承空間的1/2~1/3,否則會由於攪拌潤滑劑過多而使軸承過熱。油潤滑冷卻效果好,但密封和供油裝置較複雜。油的粘度一般為 0.12~0.2厘米/秒。負荷大,工作溫度高時宜選用粘度高的油,轉速高時選用粘度低的油。潤滑方式有油浴潤滑、滴油潤滑、油霧潤滑、噴油潤滑和壓力供油潤滑等。油浴潤滑時,油麵應不高於最下方的滾動體中心。若按彈性流體動壓潤滑理論設計軸承和選擇潤滑劑粘度,則接觸表面將被油膜隔開。這時,在穩定載荷作用下,軸承壽命可提高很多倍。
現代機器、儀器等設備正向高速、重載、精密、輕巧等方面發展,這對滾動軸承提出許多新的要求,如在減小尺寸的同時要求軸承保持甚至提高額定負荷,採用新技術改進工藝,提高製造精度,降低成本。通用滾動軸承已很難滿足各式各樣的要求,對生產量大的機器設備應設計製造專用軸承,在加強標準化的同時,增加品種,擴大專用軸承的比例。現代工業的發展還需要在特殊工況下工作的特種軸承,如在高速、高溫、低溫、強磁場或在酸、鹼等介質中工作的軸承。

優勢


(1).節能顯著。由於滾動軸承自身運動的特點,使其摩擦力遠遠小於滑動軸承,可減少消耗在摩擦阻力的功耗,因此節能效果顯著。從理論分析及生產實踐中,主軸承採用滾動軸承的一般小型球磨機節電達30%~35%,中型球磨機節電達15%~20%,大型球磨機節電可達10%~20%。由於球磨機本身是生產中的耗能大戶,這將意味著可節約一筆及其可觀的費用。
(2).維修方便,質量可靠。採用滾動軸承可以省去巴氏合金材料的熔煉、澆鑄及刮瓦等一系列複雜其技術要求甚高的維修工藝過程以及供油、供水冷卻系統,因此維修量大大減少。而且滾動軸承由於是由專業生產廠家製造,質量往往得到保證。也給球磨機使用廠家帶來了方便。

選擇


滾動軸承類型多種多樣,選用時可考慮以下方面因素,從而進行選擇。
a.載荷的大小、方向和性質
球軸承適於承受輕載荷,滾子軸承適於承受重載荷及衝擊載荷。當滾動軸承受純軸向載荷時,一般選用推力軸承;當滾動軸承受純徑向載荷時,一般選用深溝球軸承或短圓柱滾子軸承;當滾動軸承受純徑向載荷的同時,還有不大的軸向載荷時,可選用深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承及調心球或調心滾子軸承;當軸向載荷較大時,可選用接觸角較大的角接觸球軸承及圓錐滾子軸承,或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起,這在極高軸向載荷或特別要求有較大軸向剛性時尤為適
滾動軸承
合。
b.允許轉速
因軸承的類型不同有很大的差異。一般情況下,摩擦小、發熱量少的軸承,適於高轉速。設計時應力求滾動軸承在低於其極限轉速的條件下工作。
c.剛性
軸承承受負荷時,軸承套圈和滾動體接觸處就會產生彈性變形,變形量與載荷成比例,其比值決定軸承剛性的大小。一般可通過軸承的預緊來提高軸承的剛性;此外,在軸承支承設計中,考慮軸承的組合和排列方式也可改善軸承的支承剛度。
d.調心性能和安裝誤差
軸承裝入工作位置后,往往由於製造誤差造成安裝和定位不良。此時常因軸產生撈度和熱膨脹等原因,使軸承承受過大的載荷,引起早期的損壞。自動調心軸承可自行克服由安裝誤差引起的缺陷,因而是適合此類用途的軸承。
e.安裝和拆卸
圓錐滾子軸承、滾針軸承等,屬於內外圈可分離的軸承類型(即所謂分離型軸承),安裝拆卸方便。
f.市場性
即使是列入產品目錄的軸承,市場上不一定有銷售;反之,未列入產品目錄的軸承有的卻大量生產。因而,應清楚使用的軸承是否易購得。