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轴承的五大件分别是:内圈、外圈、滚动体、保持架、润滑脂
滚动轴承一般有内圈、外圈、滚动体和保持架四大件组成,另外润滑剂对滚动轴承的使用性能有很大的影响,所以有时也把润滑剂作为滚动轴承的第五大件。
轴承的5大件有以下作用:
1、内圈通常与轴紧配合,并与轴一起旋转。
2、外圈通常与轴承座孔或机械部件壳体配合,起支承作用。但是在某些应用场合,也有外圈旋转,内圈固定,或者内、外圈都旋转的。
3、滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间。它的形状大小和数量直接影响轴承的承载能力和使用性能。
4、保持架将滚动体均匀隔开,引导滚动体在正确的轨道上运动,改善轴承内部载荷分配和润滑性能。
二、轴承套圈:1、轴承套圈结构
(1)、内圈:滚道在外表面的轴承套圈。
(2)、外圈:滚道在内表面的轴承套圈。
(3)、圆锥内圈:圆锥滚子轴承的内圈。
(4)、圆锥外圈:圆锥滚子轴承的外圈。
(5)、双滚道圆锥内圈:有双滚道的圆锥滚子轴承内圈。
(6)、双滚道圆锥外圈:有双滚道的圆锥滚子轴承外圈。
(7)、宽内圈:在一端或两端加宽的轴承内圈,以便改善轴在其内孔的引导或安装紧固件或密封件提供补充位置。
(8)、锁口内圈:一个肩全部或部分被去掉的沟型球轴承内圈。
(9)、锁口外圈:一个肩全部或部分被去掉的沟型球轴承外圈。
(10)、冲压外圈:由薄金属板冲压,一端封口(封口冲压外圈)或两端开口的套圈,一般指向心滚针轴承的外圈。
(11)、凸缘外圈:有凸缘的轴承外圈。
(12)、调心外圈:有球形外表面的外圈,以适应其轴心线与轴承座轴心线间产生的永久角位移。
(13)、调心外座圈:用于调心外圈与座孔间的套圈,有一个与外圈的球形外表面相配的球形内表面。
(14)、外球面:轴承外圈外表面是球表面的一部分。
(15)、圆锥外圈前面挡边:圆锥外圈滚道前面上的挡边,用以引导滚子及承受滚子大端面的推力。
(16)、中挡圈:具有双滚道的轴承套圈,例如双滚道圆锥内圈的中间整体挡边。
2、进口轴承套圈的生产步骤
(1)、锻造:锻造过程中若产生过烧、过热、内裂成网状碳化物等都会降低套圈的韧性和强度。所以必须始终严格控制加工温度、循环加热和锻后散热条件(如喷雾冷却)等,特别是地较大品种套圈终锻后,温度在℃以上的,不得堆积摆放。
(2)、热处理:对热处理设备密切监控是车间一项重要工作。监测设备的可靠性。对仪表、热电偶等重要温控器具须密切监控,确保测量数据准确可靠;对误差超标的要及时更换,严禁带病运行。
(3)、磨削工序的监控。成品进口轴承套圈不允许有磨削烧伤和磨削裂纹存在,特别是内圈改锥度的配合面上不得有烧伤。套圈若酸洗后应进行全检,剔出烧伤产品,严重烧伤的不能返修或返修不合格的应予报废,不允许有磨削烧伤的套圈进入装配工序。
(4)、标识管理,钢材入库后到套圈磨削前,各工序必须严格管理,严格区分GCR15和GCR15SIMN两种不同材质材料和产品。
3、轴承套圈的安装
在安装轴承套圈时要特别注意安装顺序,精密轴承还要注意正反端,装反的话会造成动不平衡,影响轴承的性能。
三、滚动体:滚动体是滚动轴承中的核心元件,由于它的存在,相对运动表面间才有滚动摩擦。滚动体的种类有球,圆柱滚子,圆锥滚子,滚针等。滚动轴承的滚动体主要有钢球和滚子2类。
1、滚动轴承的知识
(一)滚动轴承的基本结构
以滑动轴承为基础发展起来的滚动轴承,其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦,一般由两个套圈,一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、标准化、系列化程度很高的机械基础件。由于各种机械有着不同的工作条件,对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面都提出了各种不同要求。为此,滚动轴承需有各式各样的结构。但是,最基本的结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架所组成。
各种零件在轴承中的作用分别是:
对于向心轴承,内圈通常与轴紧配合,并与轴一起运转,外圈通常与轴承座或机械壳体孔成过渡配合,起支承作用。但是,在某些场合下,也有外圈运转,内圈固定起支承作用或者内圈、外圈都同时运转的。对于推力轴承,与轴紧配合并一起运动的称轴圈,与轴承座或机械壳体孔成过渡配合并起支承作用的称座圈。滚动体(钢球、滚子或滚针)在轴承内通常借助保持架均匀地排列在两个套圈之间作滚动运动,它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。保持架除能将滚动体均匀地分隔开以外,还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。
(二)滚动轴承分类
1、按滚动轴承结构类型分类
(1)轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同,分为:
1)向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承,其公称接触角从0到45。按公称接触角不同,又分为:径向接触轴承----公称接触角为0的向心轴承:向心角接触轴承----公称接触角大于0到45的向心轴承。
2)推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承,其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为:轴向接触轴承----公称接触角为90的推力轴承:推力角接触轴承----公称接触角大于45但小于90的推力轴承。
(2)轴承按其滚动体的种类,分为:
1)球轴承----滚动体为球:
2)滚子轴承----滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类,又分为:圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承,圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3;滚针轴承----滚动体是滚针的轴承,滚针的长度与直径之比大于3,但直径小于或等于5mm;圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承;调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。
(3)轴承按其工作时能否调心,分为:
1)调心轴承----滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承;
2)非调心轴承(刚性轴承)----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。
(4)轴承按滚动体的列数,分为:
1)单列轴承----具有一列滚动体的轴承;
2)双列轴承----具有两列滚动体的轴承;
3)多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承,如三列、四列轴承。
(5)轴承按其部件能否分离,分为:
1)可分离轴承----具有可分离部件的轴承;
2)不可分离轴承----轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。
(6)轴承按其结构形状
如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状,挡边的结构,甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型。
2、按滚动轴承尺寸大小分类轴承按其外径尺寸大小,分为:
(1)微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承;
(2)小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承;
(3)中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-mm的轴承;
(4)中大型轴承----公称外径尺寸范围为-mm的轴承
(5)大型轴承----公称外径尺寸范围为-mm的轴承;
(6)特大型轴承----公称外径尺寸范围为mm以上的轴承。
(三)、滚动轴承的基本生产过程
由于滚动轴承的类型、结构型式、公差等级、技术要求、材料及批量等的不同,其基本生产过程也不完全相同。
1、各种轴承主要零件的加工过程:
(1)、套圈的加工过程:轴承内圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同,其中车加工前的工序可分为下述三种,整个加工过程为:棒料或管料(有的棒料需经锻造和退火、正火)----车加工----热处理----磨加工----精研或抛光----零件终检----防锈----入库----(待合套装配〉
(2)、钢球的加工过程,钢球的加工同样依原材料的状态不同而有所不同,其中挫削或光球前的工序,可分为下述三种,热处理前的工序,又可分为下述二种,整个加工过程为:棒料或线材冷冲(有的棒料冷冲后还需冲环带和退火)----挫削、粗磨、软磨或光球----热处理----硬磨----精磨----精研或研磨----终检分组----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。
(3)、滚子的加工过程滚子的加工依原材料的不同而有所不同,其中热处理前的工序可分为下述两种,整个加工过程为:棒料车加工或线材冷镦后串环带及软磨----热处理----串软点----粗磨外径----粗磨端面----终磨端面----细磨外径----终磨外径----终检分组----防锈、包装----入库(待合套装配〉。
(4)、保持架的加工过程保持架的加工过程依设计结构及原材料的不同,可分为下述两类:
1)板料→剪切[1]→冲裁→冲压成形→整形及精加工→酸洗或喷丸或串光→终检→防锈、包装→入库(待合套装配)
2)实体保持架的加工过程:实体保持架的加工,依原材料或毛坏的不同而有所不同,其中车加工前可分为下述四种毛坯型式,整个加工过程为:棒料、管料、锻件、铸件----车内径、外径、端面、倒角----钻孔(或拉孔、镗孔)----酸洗----终检----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。
2、滚动轴承的装配过程:
滚动轴承零件如内圈、外圈、滚动体和保持架等,经检验合格后,进入装配车间进行装配,其过程如下:零件退磁、清洗→内、外滚〈沟〉道尺寸分组选别→合套→检查游隙→铆合保持架→终检→退磁、清洗→防锈、包装→入成品库(装箱、发运〉。
(四)滚动轴承的特点
1、滚动轴承与滑动轴承相比,具有下列优点:
(1)、滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小,传动效率高。一般滑动轴承的摩擦系数为0.08-0.12,而滚动轴承的摩擦系数仅为0.-0.;
(2)、滚动轴承用轴承钢制造,并经过热处理,因此,滚动轴承不仅具有较高的机械性能和较长的使用寿命,而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有色金属;
(3)、滚动轴承内部间隙很小,各零件的加工精度较高,因此,运转精度较高。同时,可以通过预加负荷的方法使轴承的刚性增加。这对于精密机械是非常重要的;
(4)、某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷,因此,可以简化轴承支座的结构;
(5)、由于滚动轴承传动效率高,发热量少,因此,可以减少润滑油的消耗,润滑维护较为省事;
(6)、滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。
2、滚动轴承也有一定的缺点
但是,一切事物都是一分为二的,滚动轴承也有一定的缺点,主要是:
(1)、滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多,因此,滚动轴承的径向尺寸大。所以,在承受大负荷的场合和要求径向尺寸小、结构要求紧凑的场合〈如内燃机曲轴轴承),多采用滑动轴承;
(2)、滚动轴承振动和噪声较大,特别是在使用后期尤为显著,因此,对精密度要求很高、又不许有振动的场合,滚动轴承难于胜任,一般选用滑动轴承的效果更佳
(3)、滚动轴承对金属屑等异物特别敏感,轴承内一旦进入异物,就会产生断续地较大振动和噪声,亦会引起早期损坏。此外,滚动轴承因金属夹杂质等也易发生早期损坏的可能性。即使不发生早期损坏,滚动轴承的寿命也有一定的限度。总之,滚动轴承的寿命较滑动轴承短些。
可是,滚动轴承与滑动轴承相比较,各有优缺点,各占有一定的适用场合,因此,两者不能完全互相取代,并且各自向一定的方向发展,扩大自己的领域。但是,由于滚动轴承的突出优点,颇有后来者居上的趋势。滚动轴承已发展成为机械的主要支承型式,应用愈来愈广泛。
四、保持架:保持架(cage),即轴承保持架,又称轴承保持器,指部分地包裹全部或部分滚动体,并随之运动的轴承零件,用以隔离滚动体,通常还引导滚动体并将其保持在轴承内。
1、保持架材料
滚动轴承在工作时,由于滑动摩擦而造成轴承发热和磨损,特别在高温运转条件下,惯性离心力的作用加剧了摩擦、磨损与发热,严重时会造成保持架烧伤或断裂,致使轴承不能正常工作。因此,要求保持架的材料除具有一定强度外,还必须导热性好、摩擦因数小、耐磨性好、冲击韧性强、密度较小且线胀系数与滚动体相接近。此外,冲压保持架需经受较复杂的冲压变形,还要求材料具有良好的加工性能。在一些要求极高的保持架上面有的还会渡一层银。保持架的材质的类型有:低碳钢/不锈钢保持架,胶木/塑料(尼龙)保持架,黄铜/青铜/铝合金保持架等。
2、制造方法分类:
(1)、压铸保持架
压铸保持架的原材料为铝合金、黄铜,将原材料熔化后浇入压铸机的压铸模内,一次将保持架压铸成形。铸件浇口在车床上车去。
1)保持架直接压铸成型,能获得良好的几何形状和尺寸精度,无需机械加工,生产效率高。
2)压铸成形后,金属结晶凝固,组织精密,表面质量好并耐磨。
3)材料利用率高,降低成本。
?但压铸铝合金保持架时,需大吨位设备,模具设计与制造复杂,压铸时容易使保持架兜孔拉伤。在轴承承受冲击、震动和速度多变的条件下,需要进一步提高压铸保持架的质量。
(2)、塑铸法制造保持架
将真空干燥粒状的工程塑料置于料桶内,经过电阻丝加热熔化成半液体状态,借助柱塞或移动螺杆加压,使半液态原料从喷咀注入注塑成机的成形模具内,经过保温、冷却后获得所需要的保持架。他的工艺特点是
1)保持架一次塑注成形,能获得精确的几何形状和尺寸精度及低表面粗糙度值,无需机械加工,生产效率高。
2)模具和塑铸成形简单,轴承装配方便,容易实现自动化控制。
3)塑料保持架具有耐磨、防磁和低摩擦等良好性能。但由于塑料本身所存在的热变形、老化和脆裂等缺点,以及保持架结构和塑注工艺上的一些问题,使塑铸保持架的应用受到限制。
五、润滑脂润滑脂:稠厚的油脂状半固体。用于机械的摩擦部分,起润滑和密封作用。也用于金属表面,起填充空隙和防锈作用。主要由矿物油(或合成润滑油)和稠化剂调制而成。润滑脂的作用主要是
润滑、保护和密封。绝大多数润滑脂用于润滑,称为减摩润滑脂。减摩润滑脂主要起降低机械摩擦,防止机械磨损的作用.同时还兼起防止金属腐蚀的保护作用,及密封防尘作用。有一些润滑脂主要用来防止金属生锈或腐蚀,称为保护润滑脂。
润滑脂的工作原理是稠化剂将油保持在需要润滑的位置上,有负载时,稠化剂将油释放出来,从而起到润滑作用。
在常温和静止状态时它象固体,能保持自己的形状而不流动,能粘附在金属上而不滑落。在高温或受到超过一定限度的外力时,它又象液体能产生流动。润滑脂在机械中受到运动部件的剪切作用时,它能产生流动并进行润滑,减低运动表面间的摩擦和磨损。当剪切作用停止后,它又能恢复一定的稠度,润滑脂的这种特殊的流动性,决定它可以在不适于用润滑油的部位进行润滑。此外,由于它是半固体状物质,其密封作用和保护作用都比润滑油好。