滾動(dòng)軸承是機械工業(yè)重大基礎標準件之一;
滾動(dòng)軸承由軸承廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)大批生產(chǎn),使用者只需根據具體工作條件合理選用軸承的類(lèi)型和尺寸,驗算軸承的承載能力,以及進(jìn)行軸承的組合結構設計(軸承的定位、裝拆、調整、潤滑、密封等問(wèn)題)。
滾動(dòng)軸承依靠元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)承受載荷,
與滑動(dòng)軸承相比:滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、效率高、起動(dòng)容易、安裝與維護簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
缺點(diǎn)是耐沖擊性能較差、高速重載時(shí)壽命低、噪聲和振動(dòng)較大。
滾動(dòng)軸承的基本結構:內圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4等四部分組成。
常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、
軸承的內、外圈和滾動(dòng)體,一般是用軸承鋼(如GCr15、GCr15SiMn)制造,熱處理后硬度應達到61~65HRC。
保持架有沖壓的和實(shí)體的兩種結構。沖壓保持架一般用低碳鋼板沖壓制成,它與滾動(dòng)體間有較大間隙,工作時(shí)噪聲大;實(shí)體保持架常用銅合金、鋁合金或酚醛樹(shù)脂等高分子材料制成,有較好的隔離和定心作用。
當滾動(dòng)體是圓柱或滾針時(shí),有時(shí)為了減小軸承的徑向尺寸,可省去內圈、外圈或保持架,這時(shí)的軸頸或軸承座要起到內圈或外圈的作用。為滿(mǎn)足使用中的某些需要,有些軸承附加有特殊結構或元件,如外圈帶止動(dòng)環(huán)、附加防塵蓋等。
滾動(dòng)軸承剛的工作條件極為復雜,承受著(zhù)各類(lèi)高的交變應力。以單列向心滾動(dòng)軸承為例簡(jiǎn)單分析。
在每一瞬間,只有位于軸承水平面直徑以下的那幾個(gè)滾珠在承受載荷,而且作用在這些滾珠的載荷分布也不均勻。一般認為作用在滾珠上的力F的分布遵守余弦定理,即F=Qcosθ。因此,直接位于Q力下方的滾珠承受最大的載荷,當軸承高速運轉的時(shí)候,滾珠和套圈滾道表面各點(diǎn)都交替的承受載荷。力的變化由零增加到最大,再由最大減小到零,周而往復得增大和減小。因此,滾動(dòng)軸承的內外套圈及滾動(dòng)體都是在交變的接觸應力下工作的,軸承零件的運轉滾動(dòng)體和套圈滾道在理論上呈點(diǎn)(滾珠)或線(xiàn)(滾柱)接觸,但實(shí)際上再承受載荷時(shí),由于金屬的彈性變形,常使應力集中在一個(gè)極小的面上,最大接觸應力可達3000—5000Mpa。在運轉過(guò)程中,滾珠除受到外加載荷外,還受到由于離心力所引起的載荷,這個(gè)載荷隨軸承轉速的提高而增加。滾動(dòng)體與套圈及保持架之間還有相對滑動(dòng),產(chǎn)生相對摩擦。滾動(dòng)體和套圈的工作面還受到含有水分或雜質(zhì)的潤滑油的化學(xué)侵蝕。此外,在各種車(chē)輛、軋鋼機、采掘機械和各種機械上的軸承,工作時(shí)軸承零件還承受著(zhù)復雜的扭力或沖擊載荷和振動(dòng)作用:在某些情況下,軸承零件還承受著(zhù)高溫低溫和高腐蝕介質(zhì)的影響。