服务案例

轴承是帮助物体旋转、支撑负载并减少运动部件之间摩擦的机械部件。它们有多种设计可供选择，每种设计都有自己的特点，适合特定的应用。最常见的滚动轴承应用之一是支撑在机械零件内旋转的轴。从汽车、飞机、发电机、涡轮机到医疗设备和手表，几乎所有需要旋转运行的应用都以这样或那样的方式使用轴承。

一、轴承基础知识

滚动轴承用于旋转应用，以在机器部件之间传递负载或引导机器元件，如轮子、车轴和轴。它们摩擦小，精度高，能够以低噪音、低热量和低能耗实现高转速。轴承具有成本效益、可互换性，并符合国际尺寸标准。

1、滚动轴承和滚珠轴承

滚动轴承可以根据它们包含的滚动元件分为两个基本类别。主要区别在于滚动元件和滚道之间的接触。

（1）、滚珠轴承：

滚珠轴承由与环滚道形成接触点的滚珠组成。随着轴承上载荷的增加，会导致轴承的接触区域变成椭圆形。由于接触面积小，滚珠轴承可以适应高转速，但其承载能力因其设计而受到影响。

（2）、滚动轴承：

在滚动轴承中，滚子与环形滚道形成一条接触线。负载增加导致接触线变得更矩形，请参见图 2。由于接触面积更大，因此它可以承受更重的负载，但与类似尺寸的滚珠轴承相比，它的旋转速度更慢。

图 2：由于载荷压在滚动轴承 (A) 上，内滚道上的接触线 (B) 将变形为更接近矩形的形状。对于滚珠轴承，这个接触点会变得更椭圆。

2、轴承零件

滚动轴承由 4 个主要部件组成，如图 3 所示：

图 3：滚子轴承（左）和球轴承（右）的基本设计是：内圈和滚道 (A)、滚动体 (B)、保持架 (C)、外圈和滚道 (D)，以及完整的轴承 (E)。

（1）、内圈和滚道 (A)

内圈是轴上的一个较小的环。它位于外滚道 (D) 内。

1）、在滚子轴承上，滚道是平坦的或带有将滚子固定到位的法兰的锥形。

2）、在滚珠轴承上，在其外圆周上切出一个凹槽。 

（2）、滚动体（B）

由于在内圈和外圈之间固定有滚珠或滚子，轴承可以自由旋转。如果它们不存在，座圈之间的摩擦会很快损坏轴承。轴承中的滚珠和滚子按照精确的对称规格制造，因为不对称的滚动元件会降低轴承的性能。滚动元件高度依赖于它们的表面质量，因为它会影响它们旋转的平滑程度。摩擦会产生热量，缩短轴承寿命并增加轴承噪音。

（3）、轴承保持架 (C)：

轴承保持架将滚珠或滚子固定在内外滚道之间。这确保了球/滚子可以自由旋转，但它们保持间距。

（4）、外滚道 (D)

轴承由一个外滚道和一个内滚道（圈）组成，内圈装有滚珠或滚子。

1）、在滚子轴承上，外滚道是平坦的、球形的或带有将滚子固定到位的法兰的锥形。

2）、在滚珠轴承上，沿着滚道的内圆周切出一个凹槽，以便将滚珠固定到位。

（5）、完整轴承 (E)

当所有部件组装在一起时，它们就构成了轴承。滚动元件可以暴露在外

如图 3 (E) 所示，这些需要适当的润滑才能正常工作。轴承可以配备密封件，保护滚动元件免受环境影响并且已经润滑。

3、负载

在讨论轴承时，讨论负载很重要。负载是作用在轴承上的力。负载轴承当前有作用在其上的力，而卸载轴承则没有。需要考虑各种负载因素，例如负载方向、负载类型和负载条件。

（1）、负载方向

1）、径向载荷：径向载荷是与轴承轴线成直角作用的任何载荷（图 4 左）。

2）、轴向载荷：轴向或推力载荷是沿轴承轴线作用的任何载荷（图 4 中）。

3）、联合载荷：联合载荷是径向和轴向载荷分量的组合（图 4 右）。

图 4：径向载荷（左）、轴向或推力载荷（中）和组合载荷（右）。

（2）、负载类型

1）、动态载荷：这些是旋转时作用在轴承上的旋转力。这些负载导致轴承磨损。

2）、静态负载：持续高或间歇性峰值负载。在静载荷下，轴承的材料强度是限制因素。

（3）、负载情况

1）、定载荷：在恒定载荷下，载荷方向不变，轴承的同一部位不断承受载荷，也称为载荷区。

2）、交变载荷：在交变载荷下，轴承中彼此相邻的区域交替加载和卸载。

二、滚动轴承和滚珠轴承分类

1、球轴承

球轴承由不同类别的球型轴承组成，如下所述：

（1）、深沟球轴承

深沟球轴承的滚珠通过滚道上的深沟固定到位，可以承受径向和轴向载荷。它们适用于非常高的转速，提供低摩擦，产生最小的噪音和振动，易于安装，并且比其他类型的轴承需要更少的维护。

图 5：此图显示了深沟球轴承的各个部件。在内圈外侧可以看到深沟滚道，如最右侧所示。

（2）、角接触球轴承

这些轴承的内圈和外圈滚道相互偏移，如图 6 所示。因此，这些轴承设计用于同时承受径向和轴向载荷。此外，轴承的轴向载荷能力随着接触角的增加而增加。角接触球轴承应该用于高精度、高速和轴向载荷，这可以在变速箱、泵和机床应用中找到。

（3）、单列角接触球轴承

它们只能承受一个方向的轴向载荷，这就是为什么单列角接触球轴承通常通过背对背、面对面或串联放置两个单列角接触球轴承来安装。因此，可以容纳多个方向力。轴承在锁定环的帮助下锁定到位，以防止沿轴滑动。

背对背：通过以这种方式安装轴承，它们可以承受任何方向的径向和轴向载荷。由于轴承中心与载荷点之间的距离比其他安装方式大，因此可以承受较大的瞬时和交变载荷力。

面对面：通过这种安装顺序，轴承可以承受任一方向的径向和轴向载荷。但是，由于通过这种安装方式，轴承中心与加载点之间的距离较小，因此瞬时和交变的受力能力较低。

串联：串联安装可以承受单向轴向载荷和径向载荷。由于轴上的载荷由两个轴承承受，因此它可以承受重轴向载荷。

图 6：单列角接触轴承安装方法：背对背 (A)、面对面 (B) 和串联 (C)。轴承中心与加载点 (D) 之间的距离。

（4）、双列角接触球轴承

双列布置的角接触球轴承类似于背靠背放置的两个单列角接触球轴承，但需要的轴向空间较小。除了径向和轴向载荷外，它们还能够吸收倾斜力矩。

图 7：单角球轴承（左）和双角球轴承（右）

（5）、调心球轴承

当应用可能出现不对中或轴偏斜时，使用自调心球轴承。它有两排滚珠共用外球面滚道，而内圈有两条角接触深沟滚道。由于滚珠在内滚道中保持就位，但在外滚道上有一定的运动自由度，因此即使轴承与轴不对齐也能运行。但是，它们不能适应高负载应用。

（6）、推力球轴承

推力球轴承用于承受轴向载荷。有两种关键设计可供选择：单向和双向。

单向推力球轴承由两个环（称为轴和轴承座垫圈）以及一个球和保持架组件组成。它们只能承受一个方向的轴向载荷，具体取决于法兰在内滚道、外滚道或两个滚道上的位置。

双向推力球轴承由三个垫圈和两个球和保持架组件组成。轴垫圈将球和保持架组件分开。这些轴承设计用于轴向载荷，不适用于径向载荷。它们可以承受两个方向的轴向载荷。

图 9：带有轴承座和轴垫圈以及球和保持架组件的单推力球轴承。

2、滚子轴承

在滚子轴承类别中，它们被进一步分类，我们将在下一节中介绍。

（1）、调心滚子轴承 

调心滚子轴承用于承受重的径向和轴向载荷。提供两种主要设计：单列和双列调心滚子轴承。这些轴承的名字来源于外滚道的球形和滚子的球形。

这些轴承特别适用于容易出现不对中或轴偏转的应用。由于它们的高负载能力和适应不对中的能力，它们的维护成本低，通常轴承使用寿命更长。这些轴承用于输送机、桥梁和起重机、造纸厂和齿轮箱等。

（2）、圆柱滚子轴承

圆柱滚子轴承用于高速和重径向载荷应用。除了经过研磨以确保与滚道的最大接触外，它们的滚动元件还经过精确的冠状处理，以避免由于轴未对准而导致的边缘负载。它们提供高刚度、低摩擦和长使用寿命。如果轴承在内圈和外圈上都装有法兰，则这些轴承还可以承受轴向位移。有两种主要设计可供选择：单列和双列圆柱滚子轴承。

图 12：双列圆柱滚子轴承

（3）、圆锥滚子轴承

圆锥滚子轴承在设计上与调心滚子轴承相似。在圆锥滚子轴承中，内外滚道以及滚子都是锥形的。这些轴承可用于在容易出现不对中或轴挠曲的应用中承受最重的径向和轴向载荷。高负载能力和适应不对中的能力有助于降低轴承的维护成本和更长的使用寿命。有两种主要设计可供选择：单列和双列圆锥滚子轴承。

图 13：圆锥滚子轴承

（4）、推力滚子轴承

与推力球轴承类似，推力滚子轴承也有单向和双向的几种类型。标准推力滚子轴承旨在承受比推力球轴承更重的轴向载荷，但不应承受径向载荷。然而，圆锥推力滚子轴承和推力球面轴承可以同时承受径向力和轴向力。

单向设计由两个环组成，称为轴和轴承座垫圈，以及一个球和保持架组件。

双向设计由三个垫圈和两组球和保持架组成。轴垫圈将这些组件分开。

图 14：推力滚子轴承（左）、球面推力轴承（中）和推力圆锥轴承（右）

（5）、推力滚针轴承

推力滚针轴承专为极高的速度而设计，但仅适用于轴向力。通常，相邻的机器零件用作滚道，例如齿轮组件。这意味着轴承占用的空间不会比垫圈多。这些轴承可以承受重的轴向载荷和峰值载荷，因为一个组件中的滚子具有非常小的直径偏差。为了防止应力峰值，通常在滚子端部提供轻微的释放以改变滚道和滚子之间的接触面积。

图 15：推力滚针轴承

三、特殊轴承名称

存在多种代码和名称来确定各种轴承设计和设计特征。这些代码和名称包括带圆锥孔的轴承的名称（在 SKF 轴承中指定字母 K），通常使用字母 E 的加强型轴承名称，还有更多。不幸的是，并非所有制造商都使用相同的后缀和设计特征。为了更好地理解这一点，请阅读我们的轴承零件号指南。

N/NJ/NU/NUP 圆柱轴承

一个在世界范围内通常相同的领域是轴承上法兰位置的不同指定。这些法兰旨在处理施加在轴承上的径向载荷。

1、NU

这些轴承的外滚道上有两个机加工法兰，但内滚道上没有法兰。滚动体和保持架装配在外滚道中。由于内滚道没有法兰，这种轴承不能承受推力载荷。

2、N

这类轴承内圈有两个挡边，外圈无挡边，内圈有滚子和保持架。这种轴承的外滚道没有挡边，因此不能承受推力载荷。

3、NJ

一个机加工法兰位于内滚道的一侧，两个法兰位于外滚道。滚子和保持架组件位于外滚道内。因为内滚道有一个整体式法兰，这种轴承可以承受轴向载荷和有限的推力载荷。

4、NUP

这种类型的轴承类似于 NJ 型轴承，但具有独特的滚道，通常称为止推环。止推环安装在内滚道的非法兰侧，以支撑两个方向的轴向载荷。止推环从一侧伸出轴承，因此内滚道的直径略大于外滚道。

图 16：轴承上的法兰布置示例，其中 (A) 是外滚道，(B) 是轴承，(C) 是内滚道。

四、滚动轴承选择标准

以下是应用时要考虑的滚动轴承选择标准：

1、可用空间

轴承的孔径是主要尺寸之一，通常由机器的设计及其轴径决定。小直径轴可以安装任何类型的滚珠轴承。除了深沟球轴承外，还可以使用滚针轴承。用于大直径轴的轴承包括圆柱、圆锥、球面和深沟球轴承。在径向空间有限的情况下，最好使用小截面轴承。

2、负载

轴承的尺寸通常由负载的大小决定。一般来说，滚子轴承比类似尺寸的球轴承承受更重的载荷，而带有完整滚动体的轴承比保持架轴承能承受更重的载荷。通常，滚珠轴承可承受轻到中等载荷。当轴承必须承受重载或轴径较大时，带滚子的轴承通常是更合适的选择。

3、不对中

不对中是由于轴在负载下弯曲、轴承座未加工到相同高度或轴承间隔太远而引起的。深沟球轴承和圆柱滚子轴承一样，不能承受任何不对中或只能承受很小的不对中，除非受力。自调心轴承，如调心滚子轴承和调心滚子推力轴承，可以调节不对中并补偿由加工和安装误差引起的初始不对中。

4、精度

需要高运行精度的布置和需要非常高速度的应用需要具有更高精度的轴承。这通常是医疗和航空航天应用中的情况。高精度轴承通常根据深沟球轴承或角接触轴承标准制造，但公差比标准轴承小得多。

5、速度

滚动轴承的速度受允许的工作温度限制。对于高速运转，摩擦小、内部发热少的轴承最合适。根据其设计，推力轴承无法承受与径向轴承一样快的速度。

6、安静运行

根据应用，例如家用电器或办公机器的小型电动机，运行时产生的噪音会影响轴承的选择。为这些应用生产了一种特殊类型的带有黄铜保持架的深沟球轴承。这些轴承在滚道之间有更大的空间，这使得更多的润滑剂能够放置在轴承内部，从而降低噪音水平。

7、刚度

滚动轴承的刚度取决于其在负载下的弹性变形的大小。由于变形通常很小，因此通常可以忽略不计。主轴轴承配置或小齿轮轴承配置的刚度至关重要。由于滚动元件和滚道之间的接触条件，滚子轴承比球轴承具有更高的刚度。但是，这种变形确实起到了润滑作用。在水弹性润滑状态下，这种变形是一种有利的影响，请在我们的摩擦学指南中了解更多信息。

8、安装和拆卸

当带圆柱孔的轴承采用可分离设计时，可以更有效地安装和拆卸它们，特别是在两个套圈都需要过盈配合的情况下。如果需要经常安装和拆卸，则最好使用分离型轴承，因为每个轴承套圈都可以独立安装。使用适配器或退卸套，可以轻松地将圆锥孔轴承安装在圆柱形轴座或锥形轴颈上。

五、联系我们

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商，现已拥有两大自主品牌：让融（RANUR)、让云（RANUY )系列工程轴承，我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求，并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

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六、相关材料

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