轴承的种类及应用场景20211201
目录
一、什么是轴承？
二、如何选择轴承
2.1 载荷
2.2 旋转速度
2.3 精确度
2.4 振动和冲击
2.5 轴承寿命
2.6 密封系统
2.7 刚性
三、轴承的种类和类型
四、轴承的分类及用途
4.1 向心球轴承
1、深沟球轴承
2、调心球轴承
3、角接触球轴承
4.2 向心滚子轴承
1、圆柱滚子轴承
2、滚针轴承
3、调心棍子轴承
4、圆锥滚子轴承
4.3 推力轴承
1、推力球轴承
2、推力滚子轴承
五、其他参考资料
5.1. Bearing Trivia 1st series - What Are Bearings?
5.2. Bearing Trivia 2nd series - How to Select the Right Bearing
一、什么是轴承？
轴承是一种机械部件，其功能是引导旋转组件。 因此，轴承可以使一个组件相对于另一个组件旋转。
二、如何选择轴承
2.1 载荷
首先要考虑的因素是轴承所能承受的载荷。两种类型载荷：
轴向载荷：平行于旋转轴；
径向载荷：垂直于轴线
每种轴承都是专门设计用来支承轴向或径向载荷的。 有些轴承可以同时承受这两种载荷，称之为组合载荷。 例如，如果轴承必须要承受组合载荷，建议选择圆锥滚子轴承。 如果需要能够承受高径向载荷的轴承，则建议使用圆柱滚子轴承。 另一方面，如果轴承需要支撑较轻的载荷，可能滚珠轴承就足够了，因为这种轴承通常比较便宜。
2.2 旋转速度
旋转速度是另一个需要考虑的因素。 有些轴承可以承受较高的速度。 因此，有保持架的圆柱滚子轴承和滚针轴承，相比没有保持架的轴承转速更高。 然而，有时更高的速度是以牺牲载荷为代价的。
2.3 精确度
您还需要考虑可能存在的偏差；有些轴承不适用于这种情况，例如双排滚珠轴承。 因此，需要注意轴承的结构：嵌入式轴承和球面轴承容易出现一些对准偏差的情况。 我们建议您使用自动调心轴承来调整 ，以便自动纠正由于轴弯曲或安装错误引起的对准缺陷。
2.4 振动和冲击
同样，在选择理想轴承时，工作条件也非常重要。 因此，有必要分析轴承运作时的工作环境。 轴承可能会受到多种污染。 某些用途可能导致噪声干扰、冲击和（或）振动。 因此，您的轴承一方面必须能够承受这些冲击，另一方面又不能造成不便。
2.5 轴承寿命
速度或重复使用等多种因素都会影响轴承寿命。
2.6 密封系统
选择密封系统是确保轴承 正确并持久运行的关键；因此，必须确保轴承始终受到良好的保护，不受任何杂质和外部因素的影响，例如灰尘、水、腐蚀性液体或甚至使用过的润滑剂。 该选择取决于润滑剂的类型，环境条件（因此也取决于污染类型），流体压力和转速。
为了给您一个良好的起点，流体压力是选择密封系统的决定因素。 如果压力足够高（如在2-3巴的范围内），则机械密封是理想的。 否则，该选择将直接与润滑剂、润滑脂或机油的类型有关。 例如，对于润滑脂润滑，最常用的解决方案是：偏转器或垫圈，机械加工或带有凹槽的狭窄通道；在机油润滑的情况下，密封系统通常伴随有用于油回收的凹槽。
2.7 刚性
在某些情况下，可以在轴承组件中施加预载荷，以增加其刚度。 此外，预载荷将对轴承寿命和系统噪声大小产生积极影响。 请注意，如果选择预载荷（径向或轴向），需要通过软件或实验来了解所有零件的刚性。
三、轴承的种类和类型
1、按滚动体的形状，轴承可分为球轴承和滚子轴承两种类型。
球轴承的滚动体和套圈滚道为点接触，负荷无油轴承能力低、耐冲击性差，但摩擦阻力小，极限转速高，价格低廉。
滚子轴承的滚动体与套圈滚道为线接触，负荷自润滑轴承能力高、耐冲击，但摩擦阻力大，价格也比较高。
2、按滚动体的列数，轴承可分为单列、双列及多列轴承。
3、按工作时能否自动调心，轴承可分为刚性轴承和调心轴承。
四、轴承的分类及用途
4.1 向心球轴承
1、深沟球轴承
具有转速高、精度高、噪声振动小，主要承受径向载荷的深沟球轴承具有如下几个特点：
(1) 它由一个外圈、一个内圈、一组钢球和一组保持架组成。
(2) 它主要承受纯径向载荷，也可以承受联向载荷。当其承受纯径向载荷的时候，其接触角为零；当其具有较大径向游隙时，即具有角接触轴承性能，可以承受较大的轴向载荷。深沟球轴承摩擦系数小、极限转速高，所以当轴向载荷高速旋转时，它比推力轴承更具有优越性。但是由于它的调心性能有限，所以轴承安装的同心度要高，否则会影响其运转的平衡性，增加轴承应力，从而缩短工作寿命。
(3) 深沟球轴承结构简单，相比其它易于达到较高精度，故可以成批量生产。除常规型号外，它还有各种结构变型，如带防尘盖深沟球轴承、带橡胶圈深沟球轴承以及有止动槽深沟球轴承等等。
1)带防尘盖深沟球轴承
标准的带防尘盖深沟球轴承，具有Z型和2Z型(NSK称为ZZ型)两种。一般用在单独润滑较为困难、安置润滑油路和检查润滑情况不方便的条件下，通常往轴承内部注入的防锈、润滑两用锂基脂是轴承内部空间的1/4~1/3；
2)带密封圈深沟球轴承
标准带密封圈深沟球轴承有接触式密封圈轴承RS型(NSK称之DDU型，一面密封)和2RS型(两面密封)以及非接触式密封轴承RZ型(NSK称之VV型，一面密封)和2RZ型。其性能、填脂、用途与带防尘盖轴承基本相同，不同的是带防尘盖与内圈之间有较大间隙，而非接触式密封圈的密封唇与内圈间隙小，接触式密封圈轴承的密封唇与内圈之间没有间隙，密封效果好，但摩擦系数有所增加。
3)有止动槽和带止动环深沟球轴承
标准的有止动槽深沟球轴承后置代号为N，有止动槽并带止动环的深沟球轴承后置代号为HR。此外，还有ZN、ZNR等结构变型。带止动环深沟球轴承除了可以承受径向载荷功能外，止动环还可以限制轴承的轴向位移，简化轴承座的结构和缩小轴承尺寸。一般多用于汽车、拖拉机等轴向载荷不大的工作部位。
4)有装球缺口深沟球轴承
标准的有装球缺口深沟球轴承有200、300两个直径系列。一侧的内外圈上有缺口，可以由此装入更多的球，增加其径向载荷能力。但由于轴向载荷能力较小，不能高速运行。如果有较大的轴向载荷，需要与一般的深沟球轴承配合使用。
5)双列深沟球轴承
标准的双列深沟球轴承有4200A、4300A。A型轴承没有装球缺口。
6)单列深沟球轴承
单列深沟球轴承，摩擦力矩小，适用于高速旋转、低噪音、低振动的情况下。除开放式之外，还有带钢板防尘盖轴承、橡胶密封圈轴承，钢板冲压保持架。
2、调心球轴承
具有转速较高、调心功能，但刚性差、耐冲击和抗振能力差的调心球轴承具有如下几个特点：
1)常见的调心球轴承是双列调心球轴承，有一个大球面沟道外圈、一个双沟内圈、两列钢球和保持架组成。
2)调心球轴承的特性是具有调心性能，适用于轴易出现绕曲的传动轴承等方面。
3)调心球轴承内外圈的最大轴线倾斜度不能大于3°。
4)适用于转速不高、对噪声和振动无严格要求且不便装卸的场合。
5)调心球轴承还有单列满球(无保持架)带双面防尘盖结构。这种轴承孔径不大于10mm，常用于飞机机架构建中，如操纵机翼、尾翼的连杆两端。一次性润滑，封装后不能再润滑和更换。
3、角接触球轴承
具有转速高、精度高、噪声振动小、可同时承受联向载荷的角接触球轴承具有如下几个特点：
1)接触角α是指钢球和滚道接触点公法线与径向平面的夹角。
2)角接触球轴承是由外圈、内圈、钢球和保持架组成。
3)单列角接触球轴承，只能承受一个方向的轴向载荷，其在承受纯径向载荷的同时，由于滚动体载荷作用线与径向载荷作用线不在同一径向平面内，由此会产生内部轴承分力，因此必须成对安装使用。
4)成对配置的角接触球轴承可以承受联向载荷、纯径向载荷以及任一方向的轴向载荷。三种不同配置方式：背对背配置(后置代号为DB)、面对面配置(后置代号为DF)、串联配置(后置代号为DT)。配对组合的轴向间隙可以根据需要选择，后置代号为CA表示间隙较小，CB表示适中，CC表示较大；
5)角接触球轴承可以承受联向载荷，也可以承受纯轴向载荷，能在较高速度下稳定工作。
6)单列角接触球轴承有以下几种型式：
1°分离型角接触球轴承
代号为S70000，其外圈滚道无锁口，可以分离出来。这类轴承多为内径小于10mm的微型轴承，常用于陀螺转子、微电动机等对平衡、噪声、振动和稳定性都有较高要求的配置中。
2°非分离型角接触球轴承
安装接触角大小可以分为三种：
接触角a=40°，适用于承受较大的轴向载荷；
接触角a=25°，适用于精度高的主轴轴承
接触角a=15°，多用于较大尺寸精度轴承
3°成对配置的角接触球轴承
当轴承安装在机器上紧固后，完全消除轴承中游隙，使套圈与钢球处于紧锁状态，从而提高组合轴承刚性。
DB型(70000/DB)：刚性较好，承受倾覆力矩性能好，可承受双向轴向载荷；
DF型(70000/DF)：效果比DB型稍差；
DT型(70000/DT)：只能承受单向的轴向载荷；
7)双列角接触球轴承其特点是同时承受联向载荷，以限制其位移。转速较高，刚性好，可承受倾覆力矩较
大，广泛应用于小汽车的前轮轮毂中。
1°A型外径≤90mm，无装球缺口，可承受相等的双向轴向载荷；
2°外径≥90mm，一侧带有装球缺口
3°E型属于加强型结构，一侧带有装球缺口；
4°两侧带有防尘盖式密封圈安装时，虽然轴承可以承受双向轴向载荷，但应注意不要让主要轴向载荷通过有缺口的一侧沟边。
8)四点接触球轴承(QJ型)
四点接触球轴承是一种双向单列角接触球轴承，可承受两个方向的轴向载荷，其转速较高，适用于高速运转场合。多用于机床、轧机轧辊、大型柴油机齿轮箱等处做支承、承受较大的推理载荷。
高速旋转下的四点接触球轴承，必须防止外圈旋转。
4.2 向心滚子轴承
包括圆柱滚子轴承、滚针轴承、调心滚子轴承和圆锥滚子轴承。
1、圆柱滚子轴承
精度较高，噪声振动较小，转速比同尺寸球轴承低，主要承受径向载荷的圆柱滚子轴承具有以下特点：
(1) 该系列轴承大多为单列圆柱滚子轴承，由一个外圈、一个内圈、一个保持架和一组滚子组成。
(2) 单列圆柱滚子轴承是可分离轴承，便于安装和拆卸。
(3) 单列圆柱滚子轴承有基本型、满装型和交叉滚子型。
1) 基本型
由一个内圈或外圈和另一套圈、滚子、保持架的组件组成，是可分离轴承。此类轴承一般由承受径向载荷与相同尺寸的深沟球轴承相比，有较大的径向载荷能力。
2) 满装型
没有保持架，所以承载能力大(套圈挡边和滚子端面接触面增加)。但由于没有保持架，所以滚子之间摩擦加大，导致轴承极限转速较低。
3) 交叉型
内外圈滚道与轴承轴线成45°角。
2、滚针轴承
转速较高，刚性较高，能承受较高径向载荷不能承受轴向载荷的滚针轴承具有以下几个特点：
(1) 由套圈、滚针和保持架组成
(2) 适合转速高、载荷大、轴承空间小的场合。
1) 冲压外圈的滚针轴承
有穿孔型和封口型两种。冲压外圈滚针轴承没有内圈，有保持架的冲压外圈滚针轴承适合高速、重载，多用于机床、汽车、摩托车的变速箱或纺织机械。无保持架的冲压套圈滚针轴承，由于装满了滚针，因此适合于重载荷下的摆动工作条件，如飞机的机架、导弹主翼的轴端等。
2) 实体套圈的滚针轴承
常用的实体套圈的滚针轴承有NA型和RNA型。其多用于机床、汽车变速箱。它的优点是径向截面尺寸小，承载的径向载荷大。标准型的滚针轴承都有保持架，所以转速较高，适合机床、汽车变速箱的要求。
3) 组合滚针轴承
是实体套圈滚针轴承和球轴承，滚子轴承组合。通常有以下几种形式，NKIA型、NKIB型、NKX型、NKXR型
4) 滚针和保持架组件
实际上就是无套圈的滚针轴承，多用于变速箱、摩托车、汽车的连杆大、小端。
3、调心棍子轴承
转速高、耐冲击、耐振动，具有调心性能，主要承受径向载荷，内外圈轴线有较大倾斜时(一般在3度内)可正常运转的调心滚子轴承具有以下几个特点：
(1) 由一个双滚圈的内圈、两列球面滚子、保持架和一个大球面的外圈组成。它能够承受双向的轴向载荷，也可以承受较大的径向载荷。
(2) 调心滚子轴承内圈有直孔和锥孔两种形式。锥孔的调心滚子轴承可安装在紧定套或者退卸套上，以便在光轴或阶梯上任何位置安放。借助于锥孔和紧定套可以调整轴承的径向游隙。
(3) 调心滚子轴承有以下几种形式：
1) C、CC、EC型
2) CA、CAC、ECA型
3) 振动筛用调心滚子轴承，因为在振动较大情况下工作，径向游隙要求比较大，通常在C3~C4之间。
4) 调心滚子轴承的偏差
调心滚子轴承是一种可分离型滚子轴承，适合在高速下工作，多用于石油钻机主轴。
4、圆锥滚子轴承
(1) 圆锥滚子轴承用量最多的是单列圆锥滚子轴承。此外，还有双列圆锥滚子轴承、四列圆锥滚子轴承(多用于大型的冷、热轧等重型机器中)。
(2) 单列圆锥滚子轴承是由一个外圈、一个内圈和一组锥形滚子由筐形保持架保罗成一个内圈组件。其中，内外圈可以分离。
(3) 通常情况下，单列圆锥滚子轴承外圈滚道的圆锥角在10°～19°之间，能够同时承受联向载荷。锥角愈大，承受轴向载荷的能力愈大。后置代号加B，锥角在25°~29°之间(大锥角)。同时，单列圆锥滚子轴承在安装过程中也可以调整游隙大小。
4.3 推力轴承
1、推力球轴承
由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成，与轴配合的滚道圈称做轴圈，与外壳配合的滚道圈称做座圈。双向轴承则将中圈秘轴配合，单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷（二者均不能承受径向负荷）。
2、推力滚子轴承
五、其他参考资料
5.1. Bearing Trivia 1st series - What Are Bearings?
1. What Are Bearings? Let's learn about the basic functions of bearings!
2. Part 2: Leonardo da Vinci Was the Father of the Bearing!? The amazing history of bearings
3. Part 3: What's the Structure of the Bearing? The role of the structure and parts in reducing friction
4. Part 4: What Are the Differences Between Bearings? The various types and special features of bearings
5. Part 5: The Applications of Bearings I: This is how bearings are used in cars
6. Part 6: The Applications of Bearings II: This is how bearings are used for machines in industry
7. Part 7: Bearings Made Using Advanced Materials and Lubricants: Bearings all around you
5.2. Bearing Trivia 2nd series - How to Select the Right Bearing
1. How to Select the Right Bearing (Part 1): The order of priority for selecting bearings, and the types of bearings
2. How to Select the Right Bearing (Part 2): How to decide the bearing arrangement
3. How to Select the Right Bearing (Part 3): Bearing dimensions and service life
4. How to Select the Right Bearing (Part 4): Bearing limiting speed, running accuracy, and fits
5. How to Select the Right Bearing (Part 5): Bearing preload and rigidity
6. How to Select the Right Bearing (Part 6): Bearing lubrication
7. How to Select the Right Bearing (Part 7): Components surrounding the bearing
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