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轴承基础知识手册实用版

前言

轴承，这个看似不起眼的机械元件，却是现代工业的“关节”。从精密的钟表到万吨巨轮，从高速运转的机床到日常代步的汽车，轴承无处不在，默默地承受载荷、传递运动，保障着各类机械的平稳高效运行。理解轴承的基本知识，对于正确选型、安装、维护乃至故障诊断都至关重要。本手册旨在梳理轴承的核心概念、主要类型、关键参数及实用技术要点，希望能成为各位工程同仁日常工作中的一份实用参考。

一、轴承的定义与核心作用

1.1定义

轴承是一种用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，同时承受载荷的机械元件。它的基本功能是降低机械运动过程中的摩擦系数，并保证回转精度。

1.2核心作用

*承载：承受径向载荷、轴向载荷或两者的组合载荷。

*导向：精确引导旋转轴或运动部件的运动轨迹。

*减摩：通过滚动摩擦或流体摩擦替代滑动摩擦，显著降低摩擦损失和能量消耗。

*传力：在不同部件之间传递扭矩或力。

二、轴承的主要类型与结构特点

轴承的分类方式多样，按摩擦性质可分为滚动轴承和滑动轴承两大类，这是最常用的分类方法。

2.1滚动轴承

滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。其主要由内圈、外圈、滚动体和保持架四大件组成，部分轴承还包含密封圈或防尘盖。

*内圈：通常与轴紧配合，并与轴一起旋转。

*外圈：通常与轴承座或机械壳体配合，起支撑作用。

*滚动体：是滚动轴承的核心元件，介于内圈和外圈之间，形状有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、滚针等，其作用是实现滚动摩擦。

*保持架：将滚动体均匀隔开，避免滚动体之间直接接触并产生摩擦和磨损，引导滚动体在正确的轨道上运动。

常见滚动轴承类型及其特点：

*深沟球轴承：应用最广泛，主要承受径向载荷，也可承受一定量的轴向载荷。结构简单，成本低，极限转速高。适用于高速、低噪音、要求不高的场合。

*调心球轴承：外圈滚道呈球面形，具有自动调心性能，能补偿轴的不对中或轴挠度产生的角偏差。主要承受径向载荷，也可承受较小轴向载荷。

*圆柱滚子轴承：滚动体为圆柱滚子，径向承载能力大，适用于承受重载荷和冲击载荷，高速性能好。但对安装精度要求较高，一般不能承受轴向载荷。

*圆锥滚子轴承：滚动体为圆锥滚子，内、外圈滚道均为锥形。能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷，成对使用（面对面或背靠背）以承受双向轴向力。广泛应用于汽车、机床等。

*推力球轴承：主要承受轴向载荷，不能承受径向载荷。有单向和双向之分。极限转速较低。

*角接触球轴承：外圈滚道与轴承轴线有一定的接触角。能同时承受径向和轴向载荷，接触角越大，轴向承载能力越强。通常成对使用，可承受单向或双向轴向力。

2.2滑动轴承

滑动轴承是在滑动摩擦下工作的轴承。与滚动轴承相比，其结构相对简单，一般由轴承座和轴瓦（或轴套）组成。滑动轴承适用于高速、重载、高精度或结构上要求剖分的场合。

*按润滑状态：可分为液体润滑轴承（如动压润滑轴承、静压润滑轴承）、不完全液体润滑轴承（边界润滑轴承）和固体润滑轴承。

*按结构形式：可分为整体式滑动轴承、剖分式滑动轴承、止推滑动轴承等。

*特点：承载能力强，抗冲击性能好，振动小，噪音低，寿命长（在良好润滑条件下），但摩擦系数相对较大，维护相对复杂。

三、轴承的核心性能参数

理解轴承的性能参数是正确选型和应用的基础。

*尺寸系列：包括内径、外径和宽度（或高度），是轴承最基本的参数，直接关系到安装空间。内径是选择轴承的首要依据，通常与轴径相匹配。

*精度等级：衡量轴承制造精度的指标，主要包括尺寸精度和旋转精度。常用的精度等级从低到高有P0（普通级）、P6（6级）、P5（5级）、P4（4级）、P2（2级）等。精度等级越高，价格也越高，应根据设备要求合理选择。

*游隙：指轴承在未安装时，将一个套圈固定，另一个套圈沿径向或轴向的最大活动量。分为径向游隙和轴向游隙。游隙对轴承的运转精度、温升、噪音和寿命有显著影响，需根据工作条件选择合适的游隙组别。

*额定负荷：轴承在额定寿命下所能承受的载荷。包括基本额定动负荷（C）和基本额定静负荷（C0）。动负荷是指轴承在旋转时所能承受的负荷，静负荷是指轴承在静止或缓慢转动时所能承受的负荷。

*极限转速：在一定负荷和润滑条件下，轴承允许的最高转速。超过极限转速会导致轴承过热、磨损加剧甚至损坏。

*材料与热处理：套圈和滚动体通常采用高碳铬轴承钢（如GCr15），经淬火回火处理，以获得高硬度和耐磨性。保持架材料有钢板冲压、铜合金、工程塑料等，根据使用条件选择。

四、轴承的选型要点

轴承选型是一个综合考虑多种因素的过程，核心目标是在满足使用要求的前提下，