滚动轴承应用技术

第1章 绪论1

1.1 滚动轴承的特点2

1.2 组成滚动轴承的主要零件2

1.3 正确应用滚动轴承的要点4

1.4 滚动轴承选择中涉及的因素5

1.5 小结6

第2章 滚动轴承的类型7

2.1 滚动轴承的分类7

2.1.1 按结构类型分类7

2.1.2 按滚动轴承尺寸大小分类8

2.1.3 按用途分类9

2.1.4 按使用特性分类10

2.1.5 其他轴承12

2.2 常见滚动轴承介绍14

2.2.1 深沟球轴承14

2.2.2 双列深沟球轴承15

2.2.3 圆柱滚子轴承15

2.2.4 推力圆柱滚子轴承15

2.2.5 调心球轴承16

2.2.6 调心滚子轴承16

.2.2.7 角接触球轴承17

2.2.8 推力球轴承17

2.2.9 圆锥滚子轴承17

2.2.1 0推力圆锥滚子轴承18

2.2.1 1推力角接触球轴承18

2.2.1 2推力调心滚子轴承18

2.2.1 3滚针轴承19

2.2.1 4推力滚针轴承19

2.3 小结19

第3章 滚动轴承的材料20

3.1 滚动轴承套圈与滚动体用钢20

3.1.1 高碳铬轴承钢20

3.1.2 渗碳轴承钢23

3.1.3 不锈轴承钢23

3.1.4 高温轴承钢24

3.1.5 中碳轴承钢27

3.1.6 弹簧钢27

3.1.7 易切削钢27

3.1.8 其他钢种27

3.2 滚动轴承用钢应具有的性能27

3.3 轴承用钢冶金质量的基本要求29

3.4 滚动轴承钢的选择原则30

3.5 滚动轴承套圈与滚动体用其他材料30

3.5.1 合金材料及粉末冶金材料30

3.5.2 塑料轴承材料31

3.5.3 陶瓷轴承材料31

3.5.4 防磁轴承材料31

3.6 滚动轴承保持架材料32

3.6.1 冷冲压保持架32

3.6.2 车制保持架34

3.6.3 工程塑料保持架34

3.7 小结39

第4章 滚动轴承的代号40

4.1 滚动轴承的代号规则40

4.2 基本代号41

4.2.1 基本代号组成41

4.2.2 滚针轴承基本代号43

4.3 前置、后置代号表示方法48

4.3.1 前置代号48

4.3.2 后置代号49

4.4 滚动轴承代号的特殊表示方法56

4.4.1 圆锥滚子轴承补充代号56

4.4.2 非标准轴承表示方法56

4.5 国外轴承代号方法58

4.5.1 FAG的前置代号和后置代号58

4.5.2 SKF的前置代号和后置代号62

4.6 小结67

第5章 滚动轴承的主要尺寸和公差68

5.1 滚动轴承的主要尺寸68

5.1.1 向心轴承的主要尺寸69

5.1.2 圆锥滚子轴承的主要尺寸70

5.1.3 推力轴承的主要尺寸70

5.2 滚动轴承的公差70

5.2.1 滚动轴承的公差等级71

5.2.2 各类轴承的公差定义及符号71

5.2.3 各类轴承的公差值74

5.2.4 装配倒角极限86

5.3 小结89

第6章 滚动轴承的游隙和预紧90

6.1 滚动轴承游隙的定义90

6.1.1 径向游隙90

6.1.2 轴向游隙90

6.1.3 角游隙90

6.2 径向游隙和轴向游隙的关系91

6.2.1 深沟球轴承91

6.2.2 调心球轴承和调心滚子轴承91

6.2.3 圆锥滚子轴承91

6.2.4 双列角接触球轴承和四点接触球

轴承92

6.3 轴承游隙的种类及相互关系92

6.3.1 原始游隙92

6.3.2 配合游隙92

6.3.3 工作游隙93

6.3.4 测量造成的游隙偏差93

6.4 国家标准规定的原始游隙值94

6.5 轴承游隙的装配计算方法99

6.5.1 保证径向游隙的轴承装配计算99

6.5.2 保证轴承宽度的轴承装配计算102

6.5.3 保证轴承接触角的轴承装配计算106

6.6 滚动轴承游隙的选择109

6.6.1 游隙的选择109

6.6.2 游隙的调整110

6.7 滚动轴承的预紧111

6.7.1 预紧的定义111

6.7.2 预紧的目的111

6.8 预紧方式和预紧原理112

6.8.1 轴向预紧112

6.8.2 径向预紧114

6.9 预紧量的选取与控制114

6.9.1 预载荷确定114

6.9.2 预载荷调整115

6.1 0小结118

第7章 滚动轴承的润滑与密封119

7.1 滚动轴承的润滑119

7.1.1 润滑与轴承的工作温度119

7.1.2 润滑与轴承的转速120

7.1.3 润滑与轴承的工作载荷120

7.2 滚动轴承的润滑方式120

7.2.1 油润滑120

7.2.2 脂润滑122

7.2.3 固体润滑126

7.3 轴承润滑脂的寿命126

7.4 滚动轴承的再润滑127

7.4.1 再润滑间隔时间127

7.4.2 再润滑步骤129

7.5 滚动轴承的密封131

7.5.1 接触式密封132

7.5.2 非接触式密封134

7.6 小结136

第8章 滚动轴承的选择与配置137

8.1 轴承选择的一般步骤137

8.2 轴承类型的选择137

8.2.1 轴承在机械中可利用的空间138

8.2.2 轴承承受的载荷138

8.2.3 转速要求139

8.2.4 调心性能的要求141

8.2.5 刚性要求和预紧141

8.2.6 噪声要求141

8.2.7 摩擦力矩要求142

8.2.8 密封性要求143

8.2.9 旋转精度要求143

8.2.1 0轴向移动要求145

8.2.1 1安装与拆卸要求145

8.3 常见轴承的使用性能145

8.3.1 向心轴承145

8.3.2 推力轴承155

8.4 轴承尺寸的选择158

8.5 滚动轴承的配置形式158

8.5.1 固定端与非固定端轴承配置158

8.5.2 两端固定定位配置160

8.5.3 浮动轴承配置160

8.5.4 角接触球轴承的排列方式160

8.6 小结161

第9章 滚动轴承的配合162

9.1 轴承配合选择要点162

9.1.1 轴承配合应遵循的原则162

9.1.2 径向载荷的性质与配合163

9.1.3 载荷大小与配合164

9.1.4 轴承游隙与配合关系165

9.1.5 工作温度166

9.1.6 轴承的旋转精度166

9.1.7 轴和壳体的结构设计、材料及配合166

9.1.8 便于安装和拆卸166

9.1.9 非定位轴承的轴向位移166

9.2 轴承与轴和外壳孔的配合167

9.2.1 轴承内孔与轴配合的胀大量167

9.2.2 轴承外圈与壳体孔配合的缩小量168

9.2.3 轴承与轴外壳配合的选择169

9.2.4 配合的计算值170

9.3 配合表面及端面的形位公差和粗糙度180

9.3.1 配合表面及端面的形状和位置公差180

9.3.2 配合表面及端面的表面粗糙度180

9.3.3 P5级和P4级轴承的公差配合（补充件）181

9.4 轴承与轴配合过盈量的计算185

9.4.1 轴承与实心轴配合过盈量的计算185

9.4.2 轴承与空心轴配合过盈量的计算185

9.4.3 最小过盈量的计算186

9.5 配合产生的应力187

9.5.1 配合产生的应力计算187

9.5.2 过盈配合的套圈轴向移动的抗力计算191

9.5.3 轴承安装和拆卸力的计算191

9.6 小结191

第10章 滚动轴承的安装与拆卸192

10.1 滚动轴承安装前的准备工作192

10.1.1 安装前检修192

10.1.2 安装环境的准备193

10.1.3 安装前的清洗工作193

10.2 滚动轴承的安装194

10.2.1 安装方法194

10.2.2 不同类型轴承的安装198

10.2.3 轴承安装实例200

10.3 滚动轴承装后运转检查和维护201

10.3.1 安装后的运转检查201

10.3.2 轴承的维护工作202

10.4 滚动轴承的拆卸203

10.4.1 轴承的拆卸方法203

10.4.2 拆卸中的安全问题205

10.5 小结206

第11章 滚动轴承的故障诊断与失效分析207

11.1 滚动轴承的故障诊断技术207

11.2 滚动轴承的损伤和维护208

11.2.1 滚动轴承的使用注意事项208

11.2.2 滚动轴承的检查208

11.2.3 轴承维修的种类209

11.2.4 轴承可维修损伤的判定211

11.2.5 滚动轴承修理的工艺过程212

11.3 滚动轴承的失效分析215

11.3.1 滚动轴承的疲劳剥落失效216

11.3.2 轴承磨损失效216

11.3.3 塑性压痕217

11.3.4 断裂失效217

11.3.5 腐蚀失效217

11.3.6 烧伤与润滑脂失效217

11.3.7 游隙变化失效217

11.4 影响轴承失效的因素217

11.5 轴承失效的预测及预防218

11.5.1 预测、预防轴承早期失效的途径218

11.5.2 故障诊断检测系统219

11.6 轴承主要失效形式219

11.7 小结222

第12章 滚动轴承的寿命223

12.1 轴承滚动疲劳的机理223

12.1.1 概述223

12.1.2 轴承疲劳寿命的使用概率和破坏概率224

12.1.3 轴承疲劳寿命统计理论的基本假说225

12.1.4 轴承疲劳寿命的威布尔分布225

12.2 滚动轴承疲劳寿命的简化计算方法227

12.2.1 基本额定动载荷和当量动载荷227

12.2.2 滚动轴承疲劳寿命的基本计算公式227

12.2.3 按额定动载荷选择轴承尺寸229

12.2.4 轴承额定寿命的修正计算235

12.2.5 当量动载荷的计算237

12.2.6 按规定静载荷选择轴承尺寸239

12.3 轴承疲劳寿命的影响因素243

12.3.1 材料的影响243

12.3.2 制造工艺的影响243

12.3.3 使用条件的影响244

12.4 滚动轴承磨损寿命的计算246

12.5 小结247

第13章 轴承成品检测248

13.1 轴承成品尺寸精度测量方法248

13.1.1 轴承成品尺寸精度测量原则248

13.1.2 轴承成品尺寸精度测量方法248

13.1.3 轴承成品尺寸精度测量一般技术要求252

13.2 轴承成品旋转精度测量252

13.2.1 轴承旋转精度的测量原则253

13.2.2 旋转精度各个参量的测量方法254

13.3 轴承径向游隙测量方法259

13.3.1 专用仪器测量法259

13.3.2 简易测量法260

13.3.3 塞尺测量法260

13.4 小结261

第14章 转盘轴承262

14.1 转盘轴承的代号方法262

14.1.1 代号的组成262

14.1.2 基本代号的组成262

14.1.3 后置代号263

14.2 转盘轴承的结构形式263

14.3 转盘轴承的主要技术要求265

14.4 齿轮及其他技术要求268

14.5 转盘轴承的校核269

14.5.1 转盘轴承承载曲线的建立269

14.5.2 转盘轴承静载安全系数269

14.5.3 转盘轴承的寿命计算270

14.5.4 转盘轴承的接触应力计算271

14.5.5 螺栓承载能力的计算273

14.5.6 齿轮强度的计算274

14.6 转盘轴承的测量274

14.6.1 尺寸公差的测量274

14.6.2 表面粗糙度的测量274

14.6.3 旋转精度的测量274

14.6.4 齿轮公差及旋转精度的检验275

14.6.5 游隙的测量276

14.6.6 滚道检测276

14.7 小结276

第15章 滚动轴承应用实例277

15.1 机床主轴轴承277

15.1.1 机床主轴对滚动轴承的基本要求278

15.1.2 主轴常用的滚动轴承及特点278

15.1.3 主轴的密封279

15.1.4 机床主轴组件结构举例279

15.2 铁路机车车辆轴承281

15.2.1 轴箱轴承282

15.2.2 牵引电动机轴承283

15.2.3 内燃机车液力传动系统的轴承286

15.2.4 柴油机曲轴轴承287

15.3 轧机轴承288

15.3.1 轧机轴承概况288

15.3.2 轧钢机轴承的类型及其特性288

15.3.3 轧辊轴承的应用291

15.3.4 轧辊轴承的应用实例292

15.3.5 轧辊轴承的配合296

15.3.6 轧辊轴承的设计297

15.3.7 轧机轴承的润滑300

15.4 汽车轴承300

15.4.1 轮毂轴承300

15.4.2 水泵轴承305

15.4.3 其他轴承308

15.5 电动机轴承309

15.5.1 电动机轴承载荷310

15.5.2 安装配合与径向游隙311

15.5.3 润滑和密封311

15.6 起重机轴承311

15.6.1 立柱式旋臂起重机轴承311

15.6.2 吊车滚轮轴承313

15.7 精密仪器轴承315

15.7.1 精密仪器轴承的结构315

15.7.2 应用要求317

15.7.3 高精度磁电动机轴承317

15.8 回转炉滚轮轴承318

15.8.1 径向滚轮319

15.8.2 轴向滚轮320

15.8.3 结构设计322

15.8.4 润滑和密封322

15.9 风力发电机轴承322

15.9.1 风力发电行业发展现状323

15.9.2 偏航系统及其轴承324

15.9.3 变桨距系统及其轴承326

15.9.4 传动系统及其轴承327

15.9.5 发电机及其轴承329

15.1 0船舶用轴承329

15.1 0.1 船轴支承轴承329

15.1 0.2 船舶螺旋桨推力轴承332

15.1 0.3 船舵支承轴承334

15.1 1超高速球轴承336

15.1 2小结336

参考文献337

《滚动轴承应用技术》共分15章，主要内容包括滚动轴承的类型、滚动轴承的材料、滚动轴承的代号、滚动轴承的主要尺寸及公差、滚动轴承的游隙和预紧、滚动轴承的润滑与密封、滚动轴承的选择与配置、滚动轴承的配合、滚动轴承的安装与拆卸、滚动轴承的故障诊断与失效分析、滚动轴承的寿命、滚动轴承的成品检测、转盘轴承，以及滚动轴承的应用实例。全书从用户的现实条件出发，着重介绍轴承的使用方法。

《滚动轴承 分类(GB/T 271-2008)》由中国标准出版社出版。

滚动轴承的结构由部分组成

1.外圈——装在轴承座孔内，一般不转动

2.内圈——装在轴颈上，随轴转动

3.滚动体——滚动轴承的核心元件

4.保持架——将滚动体均匀隔开，避免摩擦

润滑剂也被认为是滚动轴承第五大件，它主要起润滑、冷却、清洗等作用

滚动轴承滚动轴承特征

1.专业化

轴承零件加工中，大量采用轴承专用设备。如钢球加工采用磨球机、研磨机等设备。专业化的特点还体现在轴承零件的生产上，如专业生产钢球的钢球公司、专业生产微型轴承的微型轴承厂等。

2. 先进性

由于轴承生产的大批量规模要求，使得其使用先进的机床、工装和工艺成为可能。如数控机床、三爪浮动卡盘及保护气氛热处理等。

3.自动化

轴承生产的专业化为其生产自动化提供了条件。在生产中大量采用全自动、半自动化专用和非专用机床，且生产自动线逐步推广应用。如热处理自动线及装配自动线等。

滚动轴承基本特点

好处

(1).节能显著。由于滚动轴承自身运动的特点，使其摩擦力远远小于滑动轴承，可减少消耗在摩擦阻力的功耗，因此节能效果显著。从理论分析及生产实践中，主轴承采用滚动轴承的一般小型球磨机节电达30%~35%，中型球磨机节电达15%~20%，大型球磨机节电可达10%~20%。由于球磨机本身是生产中的耗能大户，这将意味着可节约一笔及其可观的费用。

(2).维修方便，质量可靠。采用滚动轴承可以省去巴氏合金材料的熔炼、浇铸及刮瓦等一系列复杂其技术要求甚高的维修工艺过程以及供油、供水冷却系统，因此维修量大大减少。而且滚动轴承由于是由专业生产厂家制造，质量往往得到保证。也给球磨机使用厂家带来了方便。

优点

1、摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高，易起动；

2、尺寸标准化，具有互换性，便于安装拆卸，维修方便；

3、结构紧凑，重量轻，轴向尺寸更为缩小；

4、精度高，负载大，磨损小，使用寿命长；

5、部分轴承具有自动调心的性能；

6、适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高；

7、传动摩擦力矩比流体动压轴承低得多，因此摩擦温升与功耗较低；

8、起动摩擦力矩仅略高于转动摩擦力矩；

9、轴承变形对载荷变化的敏感性小于流体动压轴承；

10、只需要少量的润滑剂便能正常运行，运行时能够长时间提供润滑剂；

11、轴向尺寸小于传统流体动压轴承；

12、可以同时承受径向和推力组合载荷；

13、在很大的载荷-速度范围内，独特的设计可以获得优良的性能；

14、轴承性能对载荷、速度和运行速度的波动相对不敏感。

缺点

1、噪音大。

2、轴承座的结构比较复杂。

3、成本较高。

4、即使轴承润滑良好，安装正确，防尘防潮严密，运转正常，它们最终也会因为滚动接触表面的疲劳而失效。