軸承知識(shí)
1、軸承保養(yǎng)
為了盡可能長(zhǎng)時(shí)間地以良好狀態(tài)維持軸承本來(lái)的性能，須保養(yǎng)、檢修、以求防事故于未然，確保運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，提高生產(chǎn)性、經(jīng)濟(jì)性。
保養(yǎng)最好相應(yīng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)條件的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行。內(nèi)容包括監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑劑、定期拆卸的檢查。
作為運(yùn)轉(zhuǎn)中的檢修事項(xiàng)，有軸承的旋轉(zhuǎn)音、振動(dòng)、溫度、潤(rùn)滑劑的狀態(tài)等等。
2、軸承的檢修
軸承的清洗：拆卸下軸承檢修時(shí)，首先記錄軸承的外觀，確認(rèn)潤(rùn)滑劑的殘存量，取樣檢查用的潤(rùn)滑劑之后，洗軸承。作為清洗劑，普通使用清洗劑、煤油。
拆下來(lái)的軸承的清洗，分粗清洗和細(xì)清洗，分別放在容器中，先放上金屬的網(wǎng)墊底，使軸承不直接接觸容器的臟物。粗清洗時(shí)，如果使軸承帶著臟物旋轉(zhuǎn)，會(huì)損傷軸承的滾動(dòng)面，應(yīng)該加以注意。在粗清洗油中，使用刷子清除去潤(rùn)滑脂、粘著物，大致干凈后，轉(zhuǎn)入精洗。
精洗，是將軸承在清洗油中一邊旋轉(zhuǎn)，一邊仔細(xì)的清洗。另外，清洗油也要經(jīng)常保持清潔。
軸承的檢修和判斷：為了判斷拆卸下來(lái)的軸承是否可以使用，要在軸承洗干凈后檢查。檢查滾道面、滾動(dòng)面、配合面的狀態(tài)、保持架的磨損情況、軸承游隙的增加及有無(wú)關(guān)尺寸精度下降的損傷，異常。非分離型小型球軸承，則用一只手將內(nèi)圈支持水平，旋轉(zhuǎn)外圈確認(rèn)是否流暢。
圓錐滾子軸承等分離形軸承，可以對(duì)滾動(dòng)體、外圈的滾道面分別檢查。
大型軸承因不能用手旋轉(zhuǎn)，注意檢查滾動(dòng)體、滾道面、保持架、擋邊面等外觀，軸承的重要性愈高愈須慎重檢查。
3、軸承的選擇
軸承選擇之概要：
使用滾動(dòng)軸承的各種機(jī)械裝置、儀器等的市場(chǎng)要求性能日趨嚴(yán)格，對(duì)于軸承所要求的條件、性能也日趨多樣化。為了能從為數(shù)眾多的結(jié)構(gòu)、尺寸中，選擇最適合的軸承，需要從各種角度研究。在選擇軸承時(shí)，一般，考慮作為軸系的軸承排列、安裝、拆卸之難易度、軸承所允許的空間、尺寸及軸承的市場(chǎng)性等，大致決定軸承結(jié)構(gòu)。其次，一邊比較研究使用軸承的各種機(jī)械的設(shè)計(jì)壽命和軸承的各種不同的耐久限度，一邊決定軸承尺寸。在選擇軸承時(shí)，往往偏于只考慮軸承的疲勞壽命，有關(guān)由潤(rùn)滑脂老化而發(fā)生的潤(rùn)滑脂壽命、磨損、噪音等也需要充分研究。再者，根據(jù)不同的用途，有必要選擇對(duì)精度、游隙、保持架結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑脂等等要求，作特別設(shè)計(jì)的軸承。但是，選擇軸承并沒(méi)有一定的順序、規(guī)則，優(yōu)先應(yīng)考慮的是對(duì)軸承所要求的條件、性能、最有關(guān)連的事項(xiàng)，尤為實(shí)際。
○軸承所要求的條件、性能
○使用條件、環(huán)境條件
○軸承安裝部分尺寸諸項(xiàng)
○軸承所允許的空間
○負(fù)荷之大小、方向
○振動(dòng)、沖擊
○旋轉(zhuǎn)速度、軸承的極限轉(zhuǎn)速
○內(nèi)圈、外圈的傾斜
○軸向方向的固定與軸承配列
○裝卸的難易
○噪聲、扭矩
○剛性
○市場(chǎng)性、經(jīng)濟(jì)性
決定軸承結(jié)構(gòu)、排列
○使用機(jī)械與設(shè)計(jì)壽命
○當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷或當(dāng)量靜負(fù)荷
○旋轉(zhuǎn)速度
○允許靜負(fù)荷系數(shù)
○允許軸向負(fù)荷（圓柱滾子軸承的情況下）
決定軸承尺寸
○旋轉(zhuǎn)振擺的精度
○高速旋轉(zhuǎn)
○扭矩變動(dòng)
決定軸承精度等級(jí)
○配合
○內(nèi)圈、外圈的溫度差
○旋轉(zhuǎn)速度
○內(nèi)圈、外圈的傾斜
○預(yù)壓量
決定（內(nèi)部）游隙
○旋轉(zhuǎn)速度
○噪聲
○使用溫度
決定保持架形狀、材料
○使用溫度
○旋轉(zhuǎn)速度
○潤(rùn)滑方式
○密封方式
○保養(yǎng)、維修
決定潤(rùn)滑方法、潤(rùn)滑劑、密封方法
○裝卸順序
○工卡模具
○與安裝有關(guān)的尺寸
決定與安裝有關(guān)的尺寸
決定裝卸方法
軸承及軸承周圍部分的
最終規(guī)格
4、軸承的使用
使用上的注意事項(xiàng)：
滾動(dòng)軸承是精密部件，其使用也須相應(yīng)地慎重進(jìn)行。無(wú)論使用多么高性能的軸承，如果使用不當(dāng)，則不會(huì)得到預(yù)期的高性能。有關(guān)軸承的使用注意事項(xiàng)如下。
（1）、保持軸承及其周圍清潔。
即使是眼睛看不到的小塵埃，也會(huì)給軸承帶來(lái)壞影響。所以，要保持周圍清潔，使塵埃不致侵入軸承。
（2）、小心謹(jǐn)慎地使用。
在使用中給與軸承強(qiáng)烈沖擊，會(huì)產(chǎn)生傷痕及壓痕，成為事故的原因。嚴(yán)重的情況下，會(huì)裂縫、斷裂，所以必須注意。
（3）、使用恰當(dāng)?shù)牟僮鞴ぞ摺?nbsp;
避免以現(xiàn)有的工具代替，必須使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺?nbsp;
（4）、要注意軸承的銹蝕。
操作軸承時(shí)，手上的汗會(huì)成為生銹的原因。要注意用干凈的手操作，最好盡量帶上手套。
5、軸承的材料
軸承的材料：
滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體，一面反復(fù)承受高接觸壓力，一面進(jìn)行伴隨有滑動(dòng)的滾動(dòng)接觸。保持器，一面與套圈和滾動(dòng)體的兩旁，或其某一方滑動(dòng)接觸，一面承受拉力和壓縮力。因此，對(duì)軸承的套圈，滾動(dòng)體及保持架的材料、性能、主要要求如下。
套圈、滾動(dòng)體材料所要求的性能：
滾動(dòng)疲勞強(qiáng)度大 硬度高 耐摩耗性高
保持架材料所要求的性能：
尺寸穩(wěn)定性好 機(jī)械強(qiáng)度大
此外，還需要加工性好。根據(jù)用途不同，還有要求其耐沖擊性、耐熱性、耐腐蝕性好。
套圈及滾動(dòng)體的材料：
套圈及滾動(dòng)體通常使用高碳鉻軸承鋼。大部分的軸承，使用JIS鋼種中的SUJ2。大型軸承使用SUJ3。
SUJ2的化學(xué)成分，在世界各國(guó)，作為軸承用材料已規(guī)格化。比如：與AISL52100（美國(guó)）、DIN100Cr6（西德）、BS535A99（英國(guó)）等均屬同種鋼。
進(jìn)一步需要耐沖擊的情況下，作為軸承材料使用鉻鋼、鉻鉬鋼、鎳鉻鉬鋼、采用滲炭淬火，使鋼從表面至適當(dāng)?shù)纳疃扔幸粋€(gè)硬化層。具有適當(dāng)?shù)挠不疃?、?xì)密的組織、合適硬度的表面及心部硬度的滲炭軸承，比使用軸承鋼的軸承具有優(yōu)良的耐沖擊性，一般的滲炭軸承用鋼的化學(xué)成分。
NSK實(shí)施了真空脫氣處理，所以，所使用的材料清凈度高、氧氣含量少、質(zhì)量好。進(jìn)而采用了恰當(dāng)?shù)臒崽幚恚馆S承的滾動(dòng)疲量壽命顯著提高。
上述鋼種之外，根據(jù)特殊用途，還使用耐熱性優(yōu)良的高速鋼，耐腐蝕性好的不銹鋼。
保持架材料：
沖壓保持架的材料，使用低碳素鋼。根據(jù)用途不同，也使用黃銅板、不銹鋼板。切制保持架的材料，使用高強(qiáng)度黃銅、碳素鋼，此外也還使用合成樹(shù)脂。
6、軸承的潤(rùn)滑
軸承潤(rùn)滑的目的：
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑目的是減少軸承內(nèi)部摩擦及摩損，防止燒粘、其潤(rùn)滑效用如下。
（1）、減少摩擦及摩損。
在構(gòu)成軸承的套圈、滾動(dòng)體及保持器的相互接觸部分，防止金屬接觸，減少摩擦、磨損。
（2）、延長(zhǎng)疲勞壽命。
軸承的滾動(dòng)疲勞壽命，在旋轉(zhuǎn)中，滾動(dòng)接觸面潤(rùn)滑良好，則延長(zhǎng)。相反地，油粘度低，潤(rùn)滑油膜厚度不好，則縮短。
（3）、排出摩擦熱、冷卻。
循環(huán)給油法等可以用油排出由摩擦發(fā)生的熱，或由外部傳來(lái)的熱，冷卻。防止軸承過(guò)熱，防止?jié)櫥妥陨砝匣?nbsp;
（4）、其他
也有防止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。
潤(rùn)滑方法：
軸承的潤(rùn)滑方法，分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。為了使軸承很好地發(fā)揮機(jī)能，首先，要選擇適合使用條件、使用目的的潤(rùn)滑方法。若只考慮潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑性占優(yōu)勢(shì)。但是，脂潤(rùn)滑有可以簡(jiǎn)化軸承周圍結(jié)構(gòu)的特長(zhǎng)，將脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的利弊比較。
7、軸承的安裝
軸承的安裝：
軸承的安裝是否正確，影響著精度、壽命、性能。因此，設(shè)計(jì)及組裝部門對(duì)于軸承的安裝要充分研究。希望要按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目通常如下：
（1）、清洗軸承及軸承關(guān)連部件
（2）、檢查關(guān)連部件的尺寸及精加工情況
（3）、安裝
（4）、安裝好軸承后的檢查
（5）、供給潤(rùn)滑劑
希望在即將安裝前，方才打開(kāi)軸承包裝。一般潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，不清洗，直接填充潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，普通也不必清洗，但是，儀器用或高速用軸承等，要用潔凈的油洗凈，除去涂在軸承上的防銹劑。除去了防銹劑的軸承，易生銹，所以不能放置不顧。 再者，已封入潤(rùn)滑脂的軸承，不清洗直接使用。
軸承的安裝方法，因軸承結(jié)構(gòu)、配合、條件而異，一般，由于多為軸旋轉(zhuǎn)，所以內(nèi)圈需要過(guò)盈配合。圓柱孔軸承，多用壓力機(jī)壓入，或多用熱裝方法。錐孔的場(chǎng)合，直接安裝在錐度軸上，或用套筒安裝。
安裝到外殼時(shí)，一般游隙配合多，外圈有過(guò)盈量，通常用壓力機(jī)壓入，或也有冷卻后安裝的冷縮配合方法。用干冰作冷卻劑，冷縮配合安裝的場(chǎng)合，空氣中的水分會(huì)凝結(jié)在軸承的表面。所以，需要適當(dāng)?shù)姆冷P措施。
8、軸承的損傷
軸承的損傷：
一般，如果正確使用軸承，可以使用至達(dá)到疲勞壽命為止。但會(huì)有意外過(guò)早地?fù)p傷，不能耐于使用的情況。這種早期損傷，與疲勞壽命相對(duì)，是被稱做故障或事故的品質(zhì)使用限度。多起因于安裝、使用、潤(rùn)滑上的不注意，從外部侵入的異物，對(duì)于軸、外殼的熱影響之研究不夠充分等。
關(guān)于軸承的損傷狀態(tài)如：滾子軸承的套圈、擋邊的卡傷，作為原因可考慮，潤(rùn)滑劑不足、不適合、供排油構(gòu)造的缺陷、異物的侵入、軸承安裝誤差、軸的撓曲過(guò)大，也會(huì)有這些原因重合。
因此，僅調(diào)查軸承損傷，很難得知損傷的真正原因?？墒?，如果知道了軸承的使用機(jī)械、使用條件、軸承周圍的構(gòu)造、了解事故發(fā)生前后的情況，結(jié)合軸承的損傷狀態(tài)和幾種原因考察，便可以防止同類事故再發(fā)生。
9、滾動(dòng)軸承的知識(shí)
第一節(jié) 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)
以滑動(dòng)軸承為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的滾動(dòng)軸承，其工作原理是以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，一般由兩個(gè)套圈，一組滾動(dòng)體和一個(gè)保持架所組成的通用性很強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度很高的機(jī)械基礎(chǔ)件。由于各種機(jī)械有著不同的工作條件，對(duì)滾動(dòng)軸承在負(fù)荷能力、結(jié)構(gòu)和使用性能等方面都提出了各種不同要求。為此，滾動(dòng)軸承需有各式各樣的結(jié)構(gòu)。但是，最基本的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架所組成。
各種零件在軸承中的作用分別是：
對(duì)于向心軸承，內(nèi)圈通常與軸緊配合，并與軸一起運(yùn)轉(zhuǎn)，外圈通常與軸承座或機(jī)械殼體孔成過(guò)渡配合，起支承作用。但是，在某些場(chǎng)合下，也有外圈運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)圈固定起支承作用或者內(nèi)圈、外圈都同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。對(duì)于推力軸承，與軸緊配合并一起運(yùn)動(dòng)的稱軸圈，與軸承座或機(jī)械殼體孔成過(guò)渡配合并起支承作用的稱座圈。滾動(dòng)體（鋼球、滾子或滾針）在軸承內(nèi)通常借助保持架均勻地排列在兩個(gè)套圈之間作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，它的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負(fù)荷能力和使用性能。保持架除能將滾動(dòng)體均勻地分隔開(kāi)以外，還能起引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤(rùn)滑性能等作用。
第二節(jié) 滾動(dòng)軸承的分類
1．按滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)類型分類
(1) 軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同，分為：
1) 向心軸承----主要用于承受徑向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角從0到45。按公稱接觸角不同，又分為：徑向接觸軸承----公稱接觸角為0的向心軸承：向心角接觸軸承----公稱接觸角大于0到45的向心軸承。
2) 推力軸承----主要用于承受軸向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角大于45到90。按公稱接觸角不同又分為： 軸向接觸軸承----公稱接觸角為90的推力軸承：推力角接觸軸承----公稱接觸角大于45但小于90的推力軸承。
(2) 軸承按其滾動(dòng)體的種類，分為：
1) 球軸承----滾動(dòng)體為球：
2) 滾子軸承----滾動(dòng)體為滾子。滾子軸承按滾子種類，又分為： 圓柱滾子軸承----滾動(dòng)體是圓柱滾子的軸承，圓柱滾子的長(zhǎng)度與直徑之比小于或等于3 ；滾針軸承----滾動(dòng)體是滾針的軸承，滾針的長(zhǎng)度與直徑之比大于3，但直徑小于或等于5mm; 圓錐滾子軸承----滾動(dòng)體是圓錐滾子的軸承; 調(diào)心滾子軸承一一滾動(dòng)體是球面滾子的軸承。
(3) 軸承按其工作時(shí)能否調(diào)心,分為:
1) 調(diào)心軸承----滾道是球面形的,能適應(yīng)兩滾道軸心線間的角偏差及角運(yùn)動(dòng)的軸承;
2) 非調(diào)心軸承(剛性軸承)----能阻抗?jié)L道間軸心線角偏移的軸承。
(4) 軸承按滾動(dòng)體的列數(shù),分為:
1) 單列軸承----具有一列滾動(dòng)體的軸承;
2) 雙列軸承----具有兩列滾動(dòng)體的軸承;
3) 多列軸承----具有多于兩列滾動(dòng)體的軸承,如三列、四列軸承。
(5) 軸承按其部件能否分離,分為：
1)可分離軸承----具有可分離部件的軸承；
2)不可分離軸承----軸承在最終配套后,套圈均不能任意自由分離的軸承。
(6) 軸承按其結(jié)構(gòu)形狀(如有無(wú)裝填槽,有無(wú)內(nèi)、外圈以及套圈的形狀,擋邊的結(jié)構(gòu),甚至有無(wú)保持架等)還可以分為多種結(jié)構(gòu)類型。
2.按滾動(dòng)軸承尺寸大小分類 軸承按其外徑尺寸大小，分為:
(1) 微型軸承----公稱外徑尺寸范圍為26mm以下的軸承;
(2) 小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為28-55mm的軸承;
(3) 中小型軸承----公稱外徑尺寸范圍為60-115mm的軸承;
(4) 中大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為120-190mm的軸承
(5) 大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為200-430mm的軸承;
(6) 特大型軸承----公稱外徑尺寸范圍為440mm以上的軸承。
第三節(jié)滾動(dòng)軸承的基本生產(chǎn)過(guò)程
由于滾動(dòng)軸承的類型、結(jié)構(gòu)型式、公差等級(jí)、技術(shù)要求、材料及批量等的不同,其基本生產(chǎn)過(guò)程也不完全相同。
一、各種軸承主要零件的加工過(guò)程:
1．套圈的加工過(guò)程: 軸承內(nèi)圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同,其中車加工前的工序可分為下述三種,整個(gè)加工過(guò)程為： 棒料或管料（有的棒 料需經(jīng)鍛造和退火、正火）----車加工----熱處理----磨加工----精研或拋光----零件終檢----防銹----入庫(kù)----(待合套裝配〉
2．鋼球的加工過(guò)程, 鋼球的加工同樣依原材料的狀態(tài)不同而有所不同,其中挫削或光球前的工序,可分為下述三種,熱處理前的工序,又可分為下述二種，整個(gè)加工 過(guò)程為： 棒料或線材冷沖（有的棒料冷沖后還需沖環(huán)帶和退火）----挫削、粗磨、軟磨或光球----熱處理----硬磨----精磨----精研或研磨----終檢分組----防銹、包裝----入庫(kù)〈待合套裝配〉。
3．滾子的加工過(guò)程 滾子的加工依原材料的不同而有所不同,其中熱處理前的工序可分為下述兩種,整個(gè)加工過(guò)程為: 棒料車加工或線材冷鐓后串環(huán)帶及軟磨----熱處理----串軟點(diǎn)----粗磨外徑----粗磨端面----終磨端面----細(xì)磨外徑----終磨外徑----終檢分組----防銹、包裝----入庫(kù)（待合套裝配〉。
4．保持架的加工過(guò)程 保持架的加工過(guò)程依設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及原材料的不同,可分為下述兩類：
（1）板料→剪切→沖裁→沖壓成形→整形及精加工→酸洗或噴丸或串光→終檢→防銹、包裝→入庫(kù)(待合套裝配)
（2）實(shí)體保持架的加工過(guò)程: 實(shí)體保持架的加工,依原材料或毛壞的不同而有所不同,其中車加工前可分為下述四種毛坯型式,整個(gè)加工過(guò)程為: 棒料、管料、鍛件、鑄件----車內(nèi)徑、外徑、端面、倒角----鉆孔（或拉孔、鏜孔）----酸洗----終檢----防銹、包裝----入庫(kù)〈待合套裝配〉。
二、滾動(dòng)軸承的裝配過(guò)程:
滾動(dòng)軸承零件如內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等,經(jīng)檢驗(yàn)合格后,進(jìn)入裝配車間進(jìn)行裝配,其過(guò)程如下:
零件退磁、清洗→內(nèi)、外滾〈溝〉道尺寸分組選別→合套→檢查游隙→鉚合保持架→終檢→退磁、清洗→防銹、包裝→入成品庫(kù)(裝箱、發(fā)運(yùn)〉。
第四節(jié) 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)
滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比,具有下列優(yōu)點(diǎn):
1．滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)比滑動(dòng)軸承小,傳動(dòng)效率高。一般滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為0.08-0.12,而滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)僅為0.001-0.005;
2．滾動(dòng)軸承已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化,適于大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，使用和維修十分方便；
3．滾動(dòng)軸承用軸承鋼制造,并經(jīng)過(guò)熱處理,因此,滾動(dòng)軸承不僅具有較高的機(jī)械性能和較長(zhǎng)的使用壽命,而且可以節(jié)省制造滑動(dòng)軸承所用的價(jià)格較為昂貴的有色金屬;
4．滾動(dòng)軸承內(nèi)部間隙很小,各零件的加工精度較高,因此,運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高。同時(shí),可以通過(guò)預(yù)加負(fù)荷的方法使軸承的剛性增加。這對(duì)于精密機(jī)械是非常重要的;
5．某些滾動(dòng)軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷,因此,可以簡(jiǎn)化軸承支座的結(jié)構(gòu);
6．由于滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率高,發(fā)熱量少,因此,可以減少潤(rùn)滑油的消耗,潤(rùn)滑維護(hù)較為省事;
7．滾動(dòng)軸承可以方便地應(yīng)用于空間任何方位的鈾上。
但是,一切事物都是一分為二的,滾動(dòng)軸承也有一定的缺點(diǎn),主要是：
1． 滾動(dòng)軸承承受負(fù)荷的能力比同樣體積的滑動(dòng)軸承小得多,因此,滾動(dòng)軸承的徑向尺寸大。所以,在承受大負(fù)荷的場(chǎng)合和要求徑向尺寸小、結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合〈如內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承),多采用滑動(dòng)軸承；
2． 滾動(dòng)軸承振動(dòng)和噪聲較大,特別是在使用后期尤為顯著,因此,對(duì)精密度要求很高、又不許有振動(dòng)的場(chǎng)合,滾動(dòng)軸承難于勝任,一般選用滑動(dòng)軸承的效果更佳
3． 滾動(dòng)軸承對(duì)金屬屑等異物特別敏感,軸承內(nèi)一旦進(jìn)入異物,就會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)地較大振動(dòng)和噪聲,亦會(huì)引起早期損壞。此外,滾動(dòng)軸承因金屬夾雜質(zhì)等也易發(fā)生早期損壞的可能性。即使不發(fā)生早期損壞,滾動(dòng)軸承的壽命也有一定的限度。總之,滾動(dòng)軸承的壽命較滑動(dòng)軸承短些。
可是,滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比較,各有優(yōu)缺點(diǎn),各占有一定的適用場(chǎng)合,因此,兩者不能完全互相取代,并且各自向一定的方向發(fā)展,擴(kuò)大自己的領(lǐng)域。但是,由于滾動(dòng)軸承的突出優(yōu)點(diǎn),頗有后來(lái)者居上的趨勢(shì)。目前,滾動(dòng)軸承已發(fā)展成為機(jī)械的主要支承型式,應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。
10、影響軸承壽命的因素及其控制
1 影響軸承壽命的材料因素
滾動(dòng)軸承的早期失效形式，主要有破裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲勞，在正常條件下主要是接觸疲勞。軸承零件的失效除了服役條件之外，主要受鋼的硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性、抗蝕性和內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)制約。影響這些性能和狀態(tài)的主要內(nèi)在因素有如下幾項(xiàng)。
1．1淬火鋼中的馬氏體
高碳鉻鋼原始組織為粒狀珠光體時(shí)，在淬火低溫回火狀態(tài)下，淬火馬氏體含碳量，明顯影響鋼的力學(xué)性能。強(qiáng)度、韌性在0.5％左右，接觸疲勞壽命在0.55％左右，抗壓潰能力在0.42％左右，當(dāng)GCr15鋼淬火馬氏體含碳量為0.5％～0.56％時(shí)，可以獲得抗失效能力最強(qiáng)的綜合力學(xué)性能。
應(yīng)該指出，在這種情況下獲得的馬氏體是隱晶馬氏體，測(cè)得的含碳量是平均含碳量。實(shí)際上，馬氏體中的含碳量在微區(qū)內(nèi)是不均勻的，靠近碳化物周圍的碳濃度高于遠(yuǎn)離碳化物原鐵素體部分，因而它們開(kāi)始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度不同，從而抑制了馬氏體晶粒的長(zhǎng)大和顯微形態(tài)的顯示而成為隱晶馬氏體。它可避免高碳鋼淬火時(shí)易出現(xiàn)的顯微裂紋，而且其亞結(jié)構(gòu)為強(qiáng)度與韌性均高的位錯(cuò)型板條狀馬氏體。因此，只有當(dāng)高碳鋼淬火時(shí)獲得中碳隱晶馬氏體時(shí)軸承零件才可能獲得抗失效能力最佳的基體。
1．2淬火鋼中的殘留奧氏體
高碳鉻鋼經(jīng)正常淬火后，可含有8％～20％Ar（殘留奧氏體）。軸承零件中的Ar有利也有弊，為了興利除弊，Ar含量應(yīng)適當(dāng)。由于Ar量主要與淬火加熱奧氏體化條件有關(guān)，它的多少又會(huì)影響淬火馬氏體的含碳量和未溶碳化物的數(shù)量，較難正確反映Ar量對(duì)力學(xué)性能的影響。為此，固定奧氏條件，利用奧氏體體化熱穩(wěn)定化處理工藝，以獲得不同Ar量，在此研究了淬火低溫回火后Ar含量對(duì)GCr15鋼硬度和接觸疲勞壽命的影響。隨著奧氏體含量的增多，硬度和接觸疲勞壽命均隨之而增加，達(dá)到峰值后又隨之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出現(xiàn)在17％Ar左右，而接觸疲勞壽命峰值出現(xiàn)在9％左右。當(dāng)試驗(yàn)載荷減小時(shí)，因Ar量增多對(duì)接觸疲勞壽命的影響減小。這是由于當(dāng)Ar量不多時(shí)對(duì)強(qiáng)度降低的影響不大，而增韌的作用則比較明顯。原因是載荷較小時(shí)，Ar發(fā)生少量變形，既消減了應(yīng)力峰，又使已變形的Ar加工強(qiáng)化和發(fā)生應(yīng)力應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變而強(qiáng)化。但如載荷大時(shí)，Ar較大的塑性變形與基體會(huì)局部產(chǎn)生應(yīng)力集中而破裂，從而使壽命降低。應(yīng)該指出，Ar的有利作用必須是在Ar穩(wěn)定狀態(tài)之下，如果自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，將使鋼的韌性急劇降低而脆化。
1．3淬火鋼中的未溶碳化物
淬火鋼中未溶碳化物的數(shù)量、形貌、大小、分布，既受到鋼的化學(xué)成分和淬火前原始組織的影響，又受奧氏體化條件的影響，有關(guān)未溶碳化物對(duì)軸承壽命的影響研究較少。碳化物是硬脆相，除了對(duì)耐磨性有利之外，承載時(shí)因會(huì)（特別是碳化物呈非球形）與基體引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋，從而會(huì)降低韌性和疲勞抗力。淬火未溶碳化物除了自身對(duì)鋼的性能產(chǎn)生影響之外，還影響淬火馬氏體的含碳量和Ar含量及分布，從而對(duì)鋼的性能產(chǎn)生附加影響。為了揭示未溶碳化物對(duì)性能的影響，采用不同含碳量的鋼，淬火后使其馬氏體含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的狀態(tài)，經(jīng)150℃回火后，由于馬氏體含碳量相同，而且硬度較高，因而未溶碳化物少量增高對(duì)硬度增高值不大，反映強(qiáng)度和韌性的壓潰載荷則有所降低，對(duì)應(yīng)力集中敏感的接觸疲勞壽命則明顯降低。因此淬火未溶碳化物過(guò)多對(duì)鋼的綜合力學(xué)性能和失效抗力是有害的。適當(dāng)降低軸承鋼的含碳量是提高制件使用壽命的途徑之一。
淬火未溶碳化物除了數(shù)量對(duì)材料性能有影響之外，尺寸、形貌、分布也對(duì)材料性能產(chǎn)生影響。為了避免軸承鋼中未溶碳化物的危害，要求未溶碳化物少（數(shù)量少）、?。ǔ叽缧。颍ù笮”舜讼嗖詈苄?，而且分布均勻）、圓（每粒碳化物皆呈球形）。應(yīng)該指出，軸承鋼淬火后有少量未溶碳化物是必要的，不僅可以保持足夠的耐磨性，而且也是獲得細(xì)晶粒隱晶馬氏體的必備條件。
1.4淬火回火后的殘留應(yīng)力
軸承零件經(jīng)淬火低溫回火后，仍具有較大的內(nèi)應(yīng)力。零件中的殘留內(nèi)應(yīng)力有利和弊兩種狀態(tài)。鋼件熱處理后，隨著表面殘留壓應(yīng)力的增大，鋼的疲勞強(qiáng)度隨之增高，反之表面殘留內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)，則使鋼的疲勞強(qiáng)度降低。這是由于零件的疲勞失效出現(xiàn)在承受過(guò)大拉應(yīng)力的時(shí)候，當(dāng)表面有較大壓應(yīng)力殘存時(shí)，會(huì)抵消同等數(shù)值的拉應(yīng)力，而使鋼的實(shí)際承受拉應(yīng)力數(shù)值減小，使疲勞強(qiáng)度極限值增高，當(dāng)表面有較大拉應(yīng)力殘存時(shí)，會(huì)與承受的拉應(yīng)力載荷疊加而使鋼的實(shí)際承受的拉應(yīng)力明顯增大，即使疲勞強(qiáng)度極限值降低。因此，使軸承零件淬火回火后表面殘留較大的壓應(yīng)力，也是提高使用壽命的措施之一（當(dāng)然過(guò)大的殘留應(yīng)力可能引起零件的變形甚至開(kāi)裂，應(yīng)給予足夠重視）。
1．5鋼的雜質(zhì)含量
鋼中的雜質(zhì)包括非金屬夾雜物和有害元素（酸溶）含量，它們對(duì)鋼性能的危害往往是相互助長(zhǎng)的，如氧含量越高，氧化物夾雜物就越多。鋼中雜質(zhì)對(duì)力學(xué)性能和制件抗失效能力的影響與雜質(zhì)的類型、性質(zhì)、數(shù)量、大小及形狀有關(guān)，但通常都有降低韌性、塑性和疲勞壽命的作用。
隨著夾雜物尺寸的增大，疲勞強(qiáng)度隨之而降低，而且鋼的抗拉強(qiáng)度越高，降低趨勢(shì)加大。鋼中含氧量增高（氧化物夾雜增多），彎曲疲勞和接觸疲勞壽命在高應(yīng)力作用下也隨之降低。因此，對(duì)于在高應(yīng)力下工作的軸承零件，降低制造用鋼的含氧量是必要的。一些研究表明，鋼中的MnS夾雜物，因形狀呈橢球狀,而且能夠包裹危害較大的氧化物夾雜,故其對(duì)疲勞壽命降低影響較小甚至還可能有益,故可從寬控制。
2 影響軸承壽命的材料因素的控制
為了使上述影響軸承壽命的材料因素處于最佳狀態(tài)，首先需要控制淬火前鋼的原始組織，可以采取的技術(shù)措施有：高溫（1050℃）奧氏體化速冷至630℃等溫正火獲得偽共析細(xì)珠光體組織，或者冷至420℃等溫處理，獲得貝氏體組織。也可采用鍛軋余熱快速退火，獲得細(xì)粒狀珠光體組織，以保證鋼中的碳化物細(xì)小和均勻分布。這種狀態(tài)的原始組織在淬火加熱奧氏體化時(shí)，除了溶入奧氏體中的碳化物外，未溶碳化物將聚集成細(xì)粒狀。
當(dāng)鋼中的原始組織一定時(shí)，淬火馬氏體的含碳量（即淬火加熱后的奧氏體含碳量）、殘留奧氏體量和未溶碳化物量主要取決于淬火加熱溫度和保持時(shí)間，隨著淬火加熱溫度增高（時(shí)間一定），鋼中未溶碳化物數(shù)量減少（淬火馬氏體含碳量增高）、殘留奧氏體數(shù)量增多，硬度則先隨著淬火溫度的增高而增加，達(dá)到峰值后又隨著溫度的升高而降低。當(dāng)淬火加熱溫度一定時(shí)，隨著奧氏體化時(shí)間的延長(zhǎng)，未溶碳化物的數(shù)量減少，殘留奧氏體數(shù)量增多，硬度增高，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，這種趨勢(shì)減緩。當(dāng)原始組織中碳化物細(xì)小時(shí)，因碳化物易于溶入奧氏體，故使淬火后的硬度峰移向較低溫度和出現(xiàn)在較短的奧氏體化時(shí)間。
綜上所述，GCrl5鋼淬火后未溶碳化物在7％左右，殘留奧氏體在9％左右（隱晶馬氏體的平均含碳量在0．55％左右）為最佳組織組成。而且，當(dāng)原始組織中碳化物細(xì)小，分布均勻時(shí)，在可靠地控制上述水平的顯微組織組成時(shí)，有利于獲得高的綜合力學(xué)性能，從而具有高的使用壽命。應(yīng)該指出，具有細(xì)小彌散分布碳化物的原始組織，淬火加熱保溫時(shí)，未溶的細(xì)小碳化物會(huì)聚集長(zhǎng)大，使其粗化。因此，對(duì)于具有這種的原始組織軸承零件淬火加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，采用快速加熱奧氏體化淬火工藝，將可獲得更高的綜合力學(xué)性能。
為了使軸承零件淬回火后表面殘留較大的壓應(yīng)力，可在淬火加熱時(shí)通入滲碳或滲氮的氣氛，進(jìn)行短時(shí)間的表面滲碳或滲氮。由于這種鋼淬火加熱時(shí)奧氏體實(shí)際含碳量不高，遠(yuǎn)低于相圖上示出的平衡濃度，因此可以吸碳（或氮）。當(dāng)奧氏體含有較高的碳或氮后，其Ms降低，淬火時(shí)表層較內(nèi)層和心部后發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了較大的殘留壓應(yīng)力。GCrl5鋼以滲碳?xì)夥蘸头菨B碳?xì)夥占訜岽慊?均經(jīng)低溫回火)處理后,經(jīng)接觸疲勞試驗(yàn)可以看出，表面滲碳的壽命比未滲碳的提高了1.5倍。其原因就是滲碳的零件表面具有較大的殘留壓應(yīng)力。
3 結(jié)論
影響高碳鉻鋼滾動(dòng)軸承零件使用壽命的主要材料因素及控制程度為：
（1）鋼在淬火前的原始組織中的碳化物要求細(xì)小、彌散?？刹捎酶邷貖W氏體化630℃、或420℃高溫,也可利用鍛軋余熱快速退火工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（2）對(duì)于GCr15鋼淬火后，要求獲得平均含碳量為0.55％左右的隱晶馬氏體、9％左右Ar和7％左右呈勻、圓狀態(tài)的未溶碳化物的顯微組織。可利用淬火加熱溫度和時(shí)間來(lái)控制得到這種顯微組織。
（3）零件淬火低溫回火后要求表面殘留有較大的壓應(yīng)力，這有助于疲勞抗力的提高。可采用在淬火加熱時(shí)進(jìn)行表面短時(shí)間滲碳或滲氮的處理工藝，使得表面殘留有較大的壓應(yīng)力。
（4）制造軸承零件用鋼，要求具有較高的純凈度，主要是減少O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量?？刹捎秒娫厝?，真空冶煉等技術(shù)措施使材料含氧量≤15PPM為宜。
