滚动轴承

滚动轴承（Rolling   bearing）它是一种精密的机械元件，将运转轴座与轴之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而减少磨损。工作时依靠主要部件之间的滚动来支撑旋转部件，一般用于低速场合。滚动轴承通常由外圈组成、内圈、滚子和保持架等，主要特点是摩擦阻力低、径向和轴向间隙较小，易于选择和更换，但其抗冲击性较差，高速工作时容易振动。滚动轴承的制造材料可分为特种轴承钢、陶瓷材料、合金等应根据其用途由合适的材料制成。具体来说，滚动轴承可分为滚柱轴承、球轴承、向心轴承、推力轴承、向心推力轴承、调心轴承和非调心轴承等。由于滚动轴承的种类繁多，选择符合各自技术要求的常规滚柱轴承是一件复杂的事情。这时各种轴承都要用代号表示，以统一各种特性的轴承。滚动轴承的代码主要由基本代码组成、预编码和后编码。而且滚动轴承工作时容易失效，基本分为塑性变形、疲劳点蚀、磨料磨损和胶合会对轴承的使用寿命产生很大影响。

滚动轴承作为组合标准件，主要由内圈组成、外圈、滚子和保持架模块，为了满足特定的应用要求，一些轴承会增加或减少一些零件，如：没有内圈、没有外圈、没有外环，也没有内环；有防尘盖、密封圈包含一个用于安装和调整的固定套。每个模块具体定义如下：

内圈：它安装在轴上并随轴旋转，其内孔的直径就是轴承的内径。内环通常与轴颈配合组装。大多数情况下，轴承的外圈不动，内圈随轴转动。但同时，内环是固定的，外环是旋转的，或者内外环根据各自的速度同时旋转。

滚动体：装在内、在外圈之间的滚道中，有形状的球、圆柱、圆锥和滚针等。当内外圈相对运动时，滚子会在内外圈上的凹槽之间滚动，这可以限制滚子的轴向运动，并且滚道通常在制造过程中被硬化以减少接触应力，延长滚动轴承的使用寿命并提高工作效率。

保持架：用于均匀间隔滚动元件，但有些滚动轴承没有保持架。轴承保持架的形状并不复杂，但有许多凹坑，位置要求精确。该零件长期采用离心铸造生产，兜孔未铸造，毛损加工量大，导致材料利用率低。

特殊轴承钢

滚动轴承的内圈、外圈、滚动体的硬度、接触疲劳强度、耐磨性、冲击韧性高，所以通常选用特种轴承钢，常用材料为GCr15、iMnGCr6和GCr9，经过热处理后，它们的硬度可以达到60-65HRC。对于一些特定的应用，如汽车车轮轴承、滚动轴承零件通常由感应淬火钢制成。为了提高滚动轴承的接触疲劳性能，应对加工表面进行研磨和抛光。在大多数情况下，保持架由低碳钢板冲压而成或由有色金属制成、塑料等材质制成。

陶瓷材料

在一些高速场合，为了减少滚珠和滚子的惯性载荷，必须对滚动零件的表面进行高强度淬火处理。这些组件将由诸如氮化硅的轻质材料制成、由高抗压强度的陶瓷材料制成。从20世纪60年代到70年代，国外对陶瓷轴承进行了大量研究。陶瓷具有高强度高耐磨性和高刚性；并且耐腐蚀耐高温电绝缘性好无磁性；它具有许多金属材料所不具备的低密度特性。氮化硅、氧化锆、在氧化铝等陶瓷材料中，氮化硅的综合性能最好，是陶瓷轴承的理想材料。陶瓷轴承在航天、航空、真空等领域有着广泛的应用；同时，在高速和高精度下、广泛应用于高温强磁场或有防腐要求的环境中。

合金材料

保持架采用软质材料，冲压支架通常采用低碳钢板，与滚动轴承间隙较大，工作时噪音较大。人体固定器常用的铜合金、由铝合金或酚醛胶带材料制成，具有良好的对中精度。

滚动体的类型：滚动轴承的种类很多，根据滚动体的种类可分为三种：滚子轴承、球轴承。

承受的载荷：向心轴承—它只能承受径向载荷，称为径向轴承、推力轴承—它只能承受轴向载荷，称为推力轴承、向心推力轴承—能够承受轴向和径向载荷的轴承称为向心推力轴承。

滚动轴承

调心性能：根据自对准性能，可分为：调心轴承、非调心轴承。在工作中选择滚动轴承的类型时，应以轴承所承受的载荷为依据、方向和性质来看。例如，滚珠轴承一般速度较高、工作负荷小，旋转精度高时选用；滚柱轴承通常在低速时使用、当工作负荷大且有冲击负荷时选择。

负载条件：滚动轴承工作时所承受的外载荷的大小方向和性质是选择轴承类型的主要依据。滚珠轴承一般用于运行相对稳定和负荷较小的工作场合；在工作中容易受到冲击，需要承受较大载荷时，应选择滚子轴承；深沟球轴承可以承受径向载荷，因此在将要承受径向载荷的工作环境中会选用深沟球轴承，应特别注意：圆柱滚子轴承和滚针轴承不能承受轴向载荷，因此在承受轴向工作载荷时应选择推力轴承；如果要同时承受径向和轴向载荷，则应选择角接触轴承或圆锥滚子轴承。

轴承的转速：极限速度通常表示为滚动轴承在一定载荷和润滑条件下允许的最大速度。滚珠轴承的极限转速高于滚柱轴承。在高速或高精度应用中，应选择滚珠轴承；在低速工作环境下，应选择滚子轴承。

调心性能：轴承的使用寿命会受到额外载荷的影响，因此各种轴承的允许偏转角应控制在允许范围内，以避免其使用寿命的降低。为了大大改善滚动轴承的工作条件，应选择避免机加工的调心轴承、轴的安装误差和弯曲变形引起的角度偏差。

轴承座没有中分面，但当需要沿轴向安装或拆卸轴承零件时，应采用内外可分离轴承（例如：圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承）在长轴上安装轴承时，应采用内圈孔为1:123356的圆锥滚子轴承，以方便拆卸。

塑性变形

滚动轴承工作时承受较大的静载荷或冲击载荷，此时恰好处于低速状态、在摆动或不转动时，滚动轴承的内外圈滚道或滚动体会发生局部塑性变形，进而影响轴承工作时的稳定性，即工作时会产生振动、当运行精度下降或出现噪音时，滚动轴承将发生塑性变形。

疲劳点蚀

滚动轴承工作时需要承受载荷和转动，其内外圈之间有一定的相对运动当滚子被泵入工作时，它围绕轴承的中心旋转和公转，载荷将通过滚子从一个环传递到另一个环。在径向载荷的作用下，滚动轴承的内圈将向下移动，滚动体的下部受力而上部不受力，然后最下面的滚动体与套圈滚道接触点处的弹性变形最大，此处两者所受的载荷也最大。

当滚动轴承的内圈运动时，滚动体表面上的一个点与内外圈处于接触分离反复接触 然后分离的状态，此时两者之间的每次接触都会产生一个接触应力。在这种情况下，长时间工作后，滚动体、内外圈滚道上将出现疲劳点蚀。

磨粒磨损

在多尘环境中工作的滚动轴承经常发生磨损失效。主要原因是此时装置润滑效果不明显或密封不严密，滚子与套圈之间会发生磨粒磨损。如果润滑效果不明显，伴随着滑动磨损，还会发生粘着磨损，同时表面会被加热、轴承内部部件如滚动元件的粘合，甚至回火。随着温度的升高，发热和粘着磨损会越来越严重。而且大部分滚动轴承的工作环境非常恶劣，工作期间周围会有大量的灰尘这时候由于密封不好等原因，会让灰尘更多、杂质进入滚动轴承此时杂质也会通过不干净的润滑油进入滚动轴承，滚动轴承就会发生磨粒磨损失效。

胶合

滚动轴承的胶合现象一般是由于瞬时环境或自身高温，工作时承受较大载荷，表面或内部的油膜破裂，甚至在无法保证供油时，轴承内部主要承载区域的接触面材料发生粘附、转移或脱落，从而造成轴承损坏。由于滚动轴承的工作环境大多比较恶劣，经常出现高速重载的情况此时摩擦表面会发热，温度急剧上升，这将导致轴承元件回火情况严重时，会发生胶合，滚动轴承会失效。

正确组装和拆卸

一般来说，轴上的零件需要按照一定的顺序进行安装或拆卸，使用合理的方法可以在一定程度上保证安装精度。安装和拆卸滚动轴承时，需要使用专用工具操作较大的轴承可用压力机装配，中小型轴承可借助套筒直接用手锤安装。

润滑条件的维护

项目中轴上的传动部件应是主要润滑对象需要根据各地的实际情况选择合适的润滑剂并按时加注应及时检查润滑系统中润滑油的数量和质量、补给和替换。

机器的定期维修

由于滚动轴承的工作环境往往比较恶劣，因此需要定期检查和维护机器，并仔细检查滚动轴承是否处于良好状态，以便及时进行维护、替换。由于安装过程中会存在一些误差，滚动轴承可能不会位于轴上的最佳位置，因此需要按时调整轴系的位置和轴承的运行间隙。

优点

滚动轴承有许多优点，例如，它们在工作时只产生很小的摩擦阻力，启动很快、效率高、轴向尺寸较小、安装维护方便，价格低廉等，具体来说：

摩擦阻力小，所以启动灵敏、效率高、温升较低，润滑方便，易于维护。

其径向间隙小，旋转精度高，可以通过预紧来调整间隙。

轴向游隙小，部分滚动轴承可承受径向和轴向载荷，使机器简单紧凑。

滚动轴承是标准件，可以由专业厂家批量生产，便于选择和互换。

缺点

在机械设计中，应根据工况和要求选择合适的滚动轴承，以提高生产效率并确保安全。

滚动轴承的抗冲击性差。

高速工作时容易出现噪音。

使用寿命短，结构不可分割。

它不利于在高速和重负荷下使用。