《機械設計基礎》-第12章

12.1滾動軸承的結構、類型、特點和應用

12.1.1滾動軸承的結構軸承的作用是支承軸及軸上轉動的零件，使其回轉并保持一定的旋轉精度，減少相對轉動零件之間的摩擦和磨損。根據摩擦性質的不同，軸承可以分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。滾動軸承一般由內圈1、外圈2、滾動體3和保持架4等組成，如圖12.1所示。內圈裝在軸頸上，外圈裝在機座或零件的軸承孔內。多數情況下外圈不轉動，內圈與軸一起轉動。內、外圈上一般都開有凹槽，稱為滾道，它起著限制滾動體沿軸向移動和降低滾動體內、外之間接觸應力的作用。下一頁返回12.1滾動軸承的結構、類型、特點和應用滾動體是滾動軸承的核心零件，它沿滾道滾動。為了適應不同類型滾動軸承的結構要求，滾動體有多種形狀，如球形（如圖12.2（a）所示）、短圓柱形（如圖12.2（b）所示）、長圓柱形（如圖12.2（c）所示）、圓錐形（如圖12.2（d）所示）、鼓形（如圖12.2（e）所示）和滾針形（如圖12.2（f）所示）等。滾動軸承的內外圈和滾動體應具有較高的硬度和接觸疲勞強度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等，經熱處理后硬度可達60～65HRC。滾動軸承的工作表面必須經磨削拋光，以提高其接觸強度。上一頁下一頁返回12.1滾動軸承的結構、類型、特點和應用12.1.2滾動軸承的類型、特點和應用滾動軸承按滾動體形狀的不同，可分為球軸承和滾子軸承兩大類。球軸承的球形滾動體與內、外!為點接觸，運轉時摩擦損耗小，承載能力和抗沖擊能力弱；滾子軸承的滾子滾動體與內、外!為線接觸，承載能力和抗沖擊能力強，但運轉時摩擦損耗大。滾動體和外圈滾道接觸點處的法線與軸承徑向平面（垂直于軸承軸心線的平面）之間所夾的銳角，稱為公稱接觸角α，如圖12.3所示。它是滾動軸承的一個主要參數，接觸角越大，軸承的軸向承載能力越大。滾動軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸α不同，可分為向心軸承和推力軸承兩大類。上一頁下一頁返回12.1滾動軸承的結構、類型、特點和應用向心軸承又分為徑向接觸軸承（α=０°）和向心角接觸軸承（０°＜α＜４５°）。徑向接觸軸承只能承受徑向載荷，有些可承受較小的軸向載荷；向心角接觸軸承可同時承受徑向載荷和軸向載荷。推力軸承可分為軸向接觸軸承（α=90°）和推力角接觸軸承（45°＜α＜90°）。前者可承受很大的軸向載荷；后者可同時承受軸向載荷和不大的徑向載荷。常用滾動軸承的類型、結構簡圖、特性及應用見表12.1。上一頁返回12.2滾動軸承的代號意義及其類型的選擇

12.2.1滾動軸承的代號意義滾動軸承是標準件，為便于軸承制造廠和用戶之間的交流，國家規定使用字母加數位來描述滾動軸承的類型、尺寸、公差等級和結構特點，即規定軸承的代號，并將代號打印在軸承的端面上。GB／T272—1993規定了軸承代號的表示方法。軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號三部分構成，其意義見表12.2。1.基本代號基本代號是核心部分，由類型代號、尺寸系列代號和內徑代號組成，一般最多為五位數。下一頁返回12.2滾動軸承的代號意義及其類型的選擇

1）類型代號類型代號由一位（或兩位）數字或英文字母表示，其相應的軸承類型見表12.3。2）尺寸系列代號尺寸系列代號由兩位數字組成。前一個數字表示向心軸承的寬度或推力軸承的高度；后一個數字表示軸承的外徑。兩者組合使用后，表示同一內徑軸承具有不同的外徑和寬度。軸承的尺寸系列代號見表12.4。3）內徑代號內徑代號表示公稱直徑大小，用基本代號右起第一、二位由數字表示，見表12.5。上一頁下一頁返回12.2滾動軸承的代號意義及其類型的選擇

2.前置、后置代號前置、后置代號是當軸承在結構形狀、尺寸、公差、技術要求等有改變時，在其基本代號左右添加的補充代號。前置代號在基本代號的左面，用英文字母表示，見表12.6。后置代號在基本號的右面，表示軸承內部結構代號及含義（表12.7）、公差等級代號及含義（表12.8）、游隙組別代號及含義（表12.9）、配置安裝代號及含義（表12.10）等要求。上一頁下一頁返回12.2滾動軸承的代號意義及其類型的選擇

12.2.2滾動軸承類型的選擇1.載荷條件軸承所承受的載荷的大小、方向和性質是選擇軸承類型的主要依據。承受較大載荷時，應選用線接觸的滾子軸承；承受較小載荷時，應優先選用點接觸的球軸承。當軸承承受純徑向載荷時，可選用徑向軸承中的深溝球軸承；受純軸向載荷時，可選用推力軸承；當徑向載荷和軸向載荷都比較大時，宜選用角接觸軸承；當徑向載荷大，而軸向載荷較小時，也可選用徑向軸承中的深溝球軸承。上一頁下一頁返回12.2滾動軸承的代號意義及其類型的選擇

當徑向載荷較小，而軸向載荷較大時，可選用推力調心滾子軸承，也可用深溝滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承聯合作用。要注意內外圈可分離的短圓柱滾子軸承不能承受軸向力。承受有沖擊載荷時宜選用滾子軸承；承受有較大振動載荷時，一般采用深溝球軸承。2.轉速條件球軸承的極限轉速比滾子軸承的高，故高速時，應優先用球軸承。高速輕載時，宜選用超輕、特輕或輕系列軸承；低速、重載時，可用重和特重系列軸承。上一頁下一頁返回12.2滾動軸承的代號意義及其類型的選擇

3.安裝、調整性能為便于安裝、拆卸和調整軸承間隙，常選用外圈可分離的軸承，如圓錐滾子軸承和圓柱滾子軸承等或選用帶緊定套的調心軸承。4.自動調心性能軸承內外圈軸線間的偏斜角應控制在極限值之內，否則會增加軸承的附加載荷而使其壽命降低。當偏斜角較大時，可選用調心軸承。5.經濟性在滿足使用要求的情況下應優先選用價格低的軸承。一般球軸承比滾子軸承便宜，同一型號滾動軸承，精度越高，價格越昂貴。上一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算

12.3.1滾動軸承的失效形式和計算準則1.受力情況分析圖12.4所示為深溝球軸承內部徑向載荷的分布情況，軸承承受徑向載荷Fr時，各滾動體承受載荷的大小是不同的。處于最低位置的滾動體承受的載荷最大，隨著軸承內圈相對于外圈的轉動，滾動體也隨著運動。軸承元件所受的載荷呈周期變化，即各元件是在交變接觸應力作用下工作的。2.失效形式滾動軸承的失效形式主要有點蝕、塑性變形和磨損等三種。下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算１）點蝕點蝕是滾動軸承的主要失效形式。滾動軸承工作時，滾動體與內、外套圈滾道接觸表面受脈動循環交變接觸應力作用，當脈動循環交變接觸應力的循環次數達到一定次數時，滾動體和內、外圈滾道工作面上就會出現疲勞點蝕，點蝕會使軸承在運轉時出現比較強烈的振動、噪聲和發熱現象，致使軸承失去運動精度。有時由于安裝不當，軸承局部受載較大，更會促使點蝕早期發生。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算2）塑性變形當滾動軸承轉速很低或只做間歇擺動時，一般不會產生疲勞點蝕，但若承受很大靜載荷或沖擊載荷時，可能使滾動體和滾道接觸處的局部應力超過材料的屈服點而產生過量的塑性變形，使軸承在運轉中產生劇烈的振動和噪聲，導致軸承不正常工作。對于轉速很低或重載、大沖擊條件下工作的軸承，塑性變形為其主要失效形式。3）磨損在多塵條件工作的滾動軸承，雖然采用密封裝置，滾動體與套圈仍有可能產生磨粒磨損。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算如果潤滑不良和密封不嚴，也會產生黏著磨損，并引起膠合、表面發熱甚至滾動體回火。轉速越高，發熱和黏著磨損越嚴重。此外，由于使用和維護不當或密封、潤滑不良等因素，也會導致軸承早期磨損、膠合、內外圈和保持架破損、化學腐蝕等非正常失效。3.計算準則針對滾動軸承的三種主要失效形式進行相應的計算，并采取適當措施，以保證軸承的正常工作。（１）對于低速軸承，最主要的失效形式是塑性變形，應以不發生塑性變形為準則的靜強度計算。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算（２）對于一般轉速軸承，最主要的失效形式是疲勞點蝕破壞。因此，應以疲勞強度計算為依據進行軸承的壽命計算。（３）對于高速軸承，除疲勞點蝕外，其工作表面的過熱也是重要的失效形式，因此，除需進行壽命計算外，還要校核其極限轉速。12.3.2滾動軸承的壽命計算滾動軸承壽命計算的目的是防止軸承在預期工作時間內產生疲勞點蝕失效。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算1.軸承的壽命和基本額定動載荷1）軸承的壽命軸承中任一組件首次出現疲勞點蝕前軸承所經歷的總轉數，或軸承在某一恒定轉速下的總工作小時數稱為軸承的壽命。2）軸承的基本額定壽命即使一批同型號的軸承在同樣條件下運轉，由于制造材料和加工工藝等原因，其壽命不完全一樣。一批同型號的軸承在相同條件下運轉時，90%的軸承未發生疲勞點蝕前運轉的總轉數，或在恒定轉速下運轉的總工作小時數，稱為基本額定壽命。分別用L10和L10h表示。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算按基本額定壽命的計算選用軸承時，可能有10%以內的軸承提前失效，也即可能有90%以上的軸承超過預期壽命。而對單個軸承而言，能達到或超過此預期壽命的可靠度為90%。3）軸承的額定動載荷軸承抵抗疲勞點蝕破壞的承載能力可由基本額定動載荷表示。基本額定壽命為1×106r，即L10=1（單位為106r）時軸承能承受的最大載荷稱為基本額定動載荷，用符號C表示，單位為N。換而言之，即軸承在基本額定動載荷的作用下，運轉1×106r而不發生點蝕失效的軸承壽命可靠度為90%。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算如果軸承的基本額定動載荷大，則其抗疲勞點蝕的能力強。基本額定動載荷對于向心軸承而言是指徑向載荷，稱為徑向基本額定動載荷，用Cr表示；對于推力軸承而言是指軸向載荷，稱為軸向基本額定動載荷，用Ca表示。2.當量動載荷當軸承受到徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的復合作用時，為了計算軸承壽命時能與基本額定動載荷作等價比較，需將實際工作載荷轉化為等效的當量動載荷P，在當量動載荷P作用下的軸承壽命與在實際工作載荷條件下的壽命相等。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算當量動載荷的計算公式為式中，fP為載荷系數，是考慮機器工作時振動、沖擊對軸承壽命影響的系數，見表12.11；Fr為徑向載荷；Fa為軸向載荷；X、Y分別為徑向載荷系數和軸向載荷系數，見表12.12。對于只承受純徑向載荷的向心軸承，其當量動載荷為P=fPFr（12.2）對于只承受純軸向載荷的推力軸承，其當量動載荷為P=fPFa（12.3）上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算3.滾動軸承的壽命計算大量試驗證明滾動軸承所承受的載荷P與壽命L的關系如圖12.5所示，其方程為PεL10＝常數式中，P為當量動載荷，單位為N；L10為基本額定壽命，單位為106r；ε為壽命指數，對于球軸承ε＝３，對于滾子軸承ε＝。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算由上式及基本額定動載荷的定義可得PεL10＝Cε·１因此，滾動軸承的壽命計算基本公式為若用給定轉速下的工作小時數L10h來表示，則為上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算當軸承的工作溫度高于100℃時，其基本額定動載荷Ｃ的值將降低，需引入溫度系數fT進行修正，得若以基本額定動載荷Ｃ表示，可得上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算式中，n為軸承的工作轉速，單位為r/min；fT為溫度系數，見表12.13；［Lh］為軸承的預期壽命，單位為h，可根據機器的具體要求給定或參考表12.14確定。4.角接觸軸承的軸向載荷1）角接觸軸承的派生軸向力Ｆ′由于結構方面的原因，角接觸軸承存在著接觸角α。如圖12.6所示，當軸承受到徑向載荷Fr作用時，作用在承載區第i個滾動體上的法向力Fi可分解為徑向分力F″i和軸向分力F′ｉ。各滾動體上所受到的軸向分力的總和即為軸承的派生軸向力F′，F′的近似值可按表12.15求得。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算2）角接觸軸承的派生軸向力的計算在實際使用中，為了使角接觸軸承的派生軸向力得到平衡，通常這種軸承都要成對使用。其安裝方式有正裝（即兩外圈窄邊相對的安裝，如圖12.7所示）和反裝（即兩外圈窄邊相背的安裝，如圖12.8所示）兩種。圖中FA為軸向外載荷。計算角接觸軸承的軸向載荷Fa時，還需將由徑向載荷產生的派生軸向力F′考慮進去。圖中O1、O2分別為軸承1和軸承2的壓力中心，即支反力的作用點。當軸承兩支點間距離不是很小時，可認為軸承寬度中點即為反力作用位置。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算F′1、F′2分別為軸承1和軸承2的派生軸向力，若把軸與軸承內圈視為一體，并取其為分離體，當達到軸的平衡時，有下列兩種情況：（1）若FA＋F′2＞F′1，則軸有右移趨勢，軸承1被壓緊，承受的軸向載荷Fa1=FA＋F′2；軸承2承受的軸向載荷僅為其派生軸向力，即Fa2＝F′2。（2）若FA＋F′2＜F′1，則軸有左移趨勢，軸承2被壓緊，承受的軸向載荷Fa2＝F′1－FA；軸承1承受的軸向載荷僅為其內部軸向力，即Fa1＝F′1。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算由上述分析可將角接觸軸承的派生軸向力的計算方法歸納如下：（1）計算分析軸上全部軸向力（包括外載荷和軸承派生軸向力）的合力指向，判斷“壓緊端”和“放松端”軸承；（2）“壓緊端”軸承的軸向力等于除了本身軸向力外的其余各軸力的代數和；（3）“放松端”軸承的軸向力等于它本身派生軸向力。上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算12.3.3滾動軸承靜載荷能力計算軸承靜強度計算的目的是防止軸承產生過大的塑性變形。對于那些在工作載荷作用下基本上不旋轉的軸承（例如起重機吊鉤上用的軸向接觸軸承），或者緩慢地擺動以及轉速極低的軸承，一般不會發生疲勞點蝕，而主要是載荷過大，在滾動體和滾道上產生過量塑性變形，所以應按軸承的靜強度來選擇軸承，而C0是滾動軸承規定的不能超過的外載荷界限，所以靜強度計算的公式為上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算式中，C0為基本額定靜載荷，單位為N，可查有關《機械設計手冊》；P0為當量靜載荷，單位為N；S0為靜強度安全系數，見表12.16。向心軸承的徑向當量靜載荷P0r按下式計算：α=0°的向心滾子軸承（圓柱滾子軸承、滾針軸承等）徑向當量靜載荷為P0r＝Fr

（12.9）α≠０°的向心軸承（深溝球軸承、角接觸軸承、調心軸承等）徑向當量靜載荷為P0r＝X0Fr＋Y0Fa

（12.10）上一頁下一頁返回12.3滾動軸承的壽命計算和靜載荷計算P0r＝Fr（12.11）式中，X0、Y0分別為靜徑向載荷系數和靜軸向載荷系數，可查表12.17。徑向當量靜載荷取式（12.10）、式（12.11）中兩式計算值的較大值。推力軸承的軸向當量靜載荷按下列公式計算。α=90°時推力軸承的軸向當量靜載荷為P0a＝Fa（12.12）α≠90°時推力軸承的軸向當量靜載荷為P0a＝2.3Frtanα＋Fa（12.13）上一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

12.4.1滾動軸承的軸向固定1.內圈固定滾動軸承內圈的一端常用軸肩定位固定，另一端則可采用彈性擋圈（如圖12.9（a）所示，這種方式結構簡單，軸向尺寸小，但擋圈只能用于軸向載荷較小及轉速不高的深溝球軸承的內圈固定）、軸端擋圈（如圖12.9（b）所示，常用于直徑較大，且在軸端切削螺紋有困難的情況，適用于較高轉速下承受較大的軸向載荷軸承的內圈固定）。下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

圓螺母和止動墊圈（如圖12.9（c）所示，這種方式裝拆方便，適用于軸向載荷大、轉速高的軸承的內圈固定）、用緊定襯套、止動墊圈和圓螺母固定（如圖12.9（d）所示，這種方式主要用于光軸上軸向力不大和轉速不大、內圈為圓錐孔的軸承內圈固定）等軸向固定形式。為保證定位可靠，軸肩圓角半徑必須小于軸承的圓角半徑。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

2.外圈固定滾動軸承的外圈在軸承孔中的軸向位置常用軸承蓋（如圖12.10（a）所示，適用于兩端單向固定式支承結構或承受單向軸向載荷軸承的外圈固定）、孔用彈性擋圈（如圖12.10（b）所示，適用于承受軸向載荷不大的軸承的外圈固定）、止動環座孔的臺肩（如圖12.10（c）所示，適用于機座不便于制作凸臺，且外圈帶有止動槽的深溝球軸承的軸承的外圈固定）、螺紋環（如圖12.10（d）所示，適用于高速并能承受很大的軸向載荷的軸承的外圈固定）等結構軸承的外圈固定。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

12.4.2滾動軸承的組合支承配置形式1.雙支承單向固定結構圖12.11所示為軸承組的雙支承單向固定結構，軸的兩個支點中每個支點都能限制軸的單向移動，兩個支點合起來就限制了軸的雙向移動。這種方法結構簡單，適用于工作溫度不高（t≤70℃）的短軸（跨距≤350mm）。考慮到軸受熱后會伸長，一般在軸承端蓋與軸承外圈端面間留有補償間隙c=0.2～0.3mm。當采用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承時，軸的熱伸長量只能由軸承的游隙補償。間隙c和軸承游隙的大小可用墊片來調節。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

2.一端雙向固定、一端游動式支承結構當軸的支承點跨距較大（跨距＞350mm）或工作溫度較高時，因這時軸的熱伸長量較大，采用上一種支承預留間隙的方式已不能滿足要求。這里可采用軸承組的一端雙向固定、一端游動式支承結構，如圖12.12所示，這種支承結構如選用深溝球軸承作為游動支承時，應在軸承外圈與端蓋間留適當間隙；選用圓柱滾子軸承作為游動支承時，依靠軸承本身具有內、外圈可分離的特性達到游動的目的。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

3.兩端游動式支承結構圖12.13所示的人字齒輪傳動中，小齒輪軸兩端的支承均可沿軸向游動，即為兩端游動式，而另一根齒輪軸的支承結構采用了兩端固定結構。由于人字齒輪的加工誤差使得軸轉動時產生左右竄動，而小齒輪軸采用兩端游動的支承結構，滿足了其運轉中自由游動的需要，并可調節嚙合位置。若小齒輪軸的軸向位置也固定，將會發生干涉以致卡死現象。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

12.4.3滾動軸承的組合調整1.滾動軸承間隙的調整為保證軸承正常運轉，在裝配軸承時，一般都要留有適當的間隙，常采用調整墊片（如圖12.14（a）所示，這種方法是靠加減軸承蓋與機座間的墊片厚度進行調整）、調整環（如圖12.14（b）所示，這種方法是通過增減軸承端面與軸承端蓋間的調整環厚度以調整軸承間隙）和調節壓蓋（如圖12.14（c）所示，這種方法是利用螺釘1通過軸承外圈壓蓋3移動外圈位置進行調整，調整后用螺母2鎖緊）等方法來調整滾動軸承的軸向間隙。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

2.滾動軸承組合位置的調整滾動軸承組合位置調整的目的是使軸上的零件具有準確的工作位置，如錐齒輪傳動，要求兩個節錐點要重合。這可以通過調整移動軸承的軸向位置來實現。如圖12.15所示為錐齒輪軸系支承結構，套杯與機座之間的墊片2來調整錐齒輪的軸向位置，而墊片1則用來調整軸承游隙。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

12.4.4滾動軸承組合支承部分的剛度和同軸度在支承結構中安裝滾動軸承處必須要有足夠的剛度才能使滾動體正常滾動。因此，軸承座孔壁應有足夠的厚度，并用加強肋增強其剛性，如圖12.16所示。支承結構中同一根軸上的軸承座孔應盡可能同心。為此應采用整體結構的外殼，并將安裝軸承的兩個座孔一次鏜出。如果一根軸上裝有不同尺寸的軸承，則可利用襯套使軸承座孔孔徑相等，以便各座孔能一次鏜出，如圖12.17所示。角接觸軸承安裝方式不同時軸承組合的剛性也不同。一般機器中常用正裝方式，以方便安裝和調節。上一頁下一頁返回12.4滾動軸承的組合設計

12.4.5滾動軸承的預緊滾動軸承的預緊就是在安裝軸承時，采取某種措施，使其受到一定的軸向力，以消除軸承的游隙并使滾動體和內、外圈接觸處產生彈性預變形。預緊一方面可以消除軸承內部游隙，另一方面可以提高軸承的剛度和旋轉精度。成對并列使用的圓錐滾子軸承、角接觸球軸承，對旋轉精度和剛度有較高要求的軸系通常都采用預緊方法。常用的預緊方法有夾緊一對正裝的圓錐滾子軸承的外圈預緊（如圖12.18（a）所示）、夾緊一對磨窄軸承的外圈預緊（如圖12.18（b）所示，反裝時可磨內圈并夾緊）、在兩軸承間加入不等厚的套筒預緊（如圖12.18（c）所示）和用彈簧預緊（如圖12.18（d）所示）等方法。上一頁返回12.5滾動軸承的潤滑及密封

12.5.1滾動軸承的潤滑1.潤滑油潤滑在高速高溫的條件下，潤滑脂潤滑不能滿足要求時，可采用潤滑油潤滑。潤滑油的主要特性是黏度，轉速愈高，應選用黏度愈低的潤滑油；載荷愈大，應選用黏度愈高的潤滑油。根據工作溫度和dn值，由圖12.19選出潤滑油應具有的黏度值，然后根據黏度從潤滑油產品目錄中選出相應的潤滑油牌號。下一頁返回12.5滾動軸承的潤滑及密封

滾動軸承常用的潤滑油潤滑方法有下列幾種。1）油浴潤滑油浴潤滑只適于中、低速軸承的潤滑，它把軸承局部浸入潤滑油中，油面應不高于最低滾動體的中心，如圖12.20所示。因為攪動油液劇烈時要造成很大的能量損失，以至于引起油液和軸承的嚴重過熱。2）油霧潤滑當軸承滾動體的線速度很高，例如dn大于6×105mm·（r/min）時，常采用油霧潤滑，如圖12.21所示。上一頁下一頁返回12.5滾動軸承的潤滑及密封

潤滑油在油霧發生器中變成油霧，其溫度較液體潤滑油的溫度低，這對冷卻軸承來說也是有利的。但潤滑了軸承后的油霧，可能部分地隨空氣散佚，要污染環境。所以在必要時，宜用油氣分離器來收集油霧，或者采用通風裝置來排除廢氣。3）噴油潤滑噴油潤滑適用于轉速高，載荷大，要求潤滑可靠的軸承潤滑，它利用油泵將潤滑油增壓，通過油管或機殼內特制的油孔，經噴嘴將油噴射到軸承中去，流過軸承后的潤滑油，經過過濾、冷卻后再循環使用。為了保證油能進入高速轉動的軸承，噴嘴應對準內圈和保持架之間的間隙。油泵壓力一般為0.3～0.5MPa。上一頁下一頁返回12.5滾動軸承的潤滑及密封

4）飛濺潤滑這是一般閉式齒輪傳動裝置中的軸承常用的潤滑方法，即利用齒輪的轉動把潤滑油甩到四周壁面上，然后通過適當的溝槽把油引入軸承中去。5）滴油潤滑滴油潤滑適用于需要定量供應潤滑油的軸承部件的潤滑，滴油量應適當控制，過多的油量將引起軸承溫度的增高，為使滴油通暢，常使用黏度較小的潤滑油。上一頁下一頁返回12.5滾動軸承的潤滑及密封

2.潤滑脂潤滑由于潤滑脂是一種黏稠的凝膠狀材料，響應油膜強度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加油可以維持相當長的一段時間。對于那些不便經常添加潤滑劑的地方，或那些不允許潤滑油流失而致污染產品的機械來說，這種潤滑方式十分適宜。它的缺點是只適用于較低的dn值。上一頁下一頁返回12.5滾動軸承的潤滑及密封

12.5.2滾動軸承的密封為了保持良好的潤滑效果及工作環境，防止潤滑油泄出，阻止灰塵、雜物水分的侵入，必須設計可靠的滾動軸承的密封結構。滾動軸承密封裝置的選擇與潤滑的種類、工作環境和溫度、密封表面的圓周速度等因素有關。滾動軸承的密封分接觸式密封、非接觸式密封等。幾種常見密封裝置的結構、特點及應用見表12.19。上一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料

12.6.1滑動軸承的特點和應用滑動軸承是指在工作時軸承和軸頸的支承面間形成直接或間接滑動摩擦的軸承。滑動軸承包含的零件少，工作面間一般有潤滑油膜且為面接觸，所以它具有承載能力大、抗沖擊、噪聲低、工作平穩、回轉精度高、高速性好等獨特的優點。廣泛用于鐵道機車車輛、汽車、金屬切削機床、汽輪機、航空發動機等機器上。下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料12.6.2滑動軸承的類型和結構滑動軸承按軸承所承受載荷的方向不同，可分為向心滑動軸承（或稱徑向滑動軸承）和推力滑動軸承。向心滑動軸承只能承受徑向載荷，軸承上的反作用力與軸的中心線垂直；推力滑動軸承只能承受軸向載荷，軸承上的反作用力與軸的中心線方向一致。滑動軸承按軸承結構不同，可分為整體式滑動軸承和剖分式滑動軸承。滑動軸承按軸承與軸頸間的摩擦狀態不同，可分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承兩類。根據工作時相對運動表面間油膜形成原理不同，液體摩擦滑動軸承又可分為液體動壓滑動軸承和液體靜壓滑動軸承。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料滑動軸承一般由軸承座、軸瓦（或軸套）、潤滑裝置和密封裝置等部分組成，如圖12.22所示。1.向心滑動軸承向心滑動軸承有整體式和剖分式兩種。１）整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承的軸瓦（或軸套）和軸承座均為整體式結構，如圖12.22所示。軸承座用螺栓與機座連接，頂部裝有潤滑油杯，內孔中壓入帶有油溝的軸瓦（或軸套）。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料這種軸承結構簡單且成本低，但裝拆這種軸承時軸或軸承必須做軸向移動，而且軸承磨損后間隙無法調整。因此，這種軸承多用在間歇工作、低速輕載的簡單機械中，如絞車、手動起重機械等。2）剖分式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承的軸瓦和軸承座均為剖分式結構，如圖12.23所示。在軸承蓋與軸承座的剖分面上制有階梯形定位止口，便于安裝時對中定位和防止軸承蓋和軸承座在受力時產生相對位移，同時還可以卸去螺栓上所受的橫向力。軸瓦直接支承軸頸，因而軸承蓋應適度壓緊軸瓦，以使軸瓦不能在軸承孔中轉動。軸承蓋上制有螺紋孔，以便安裝油杯或油管。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料2.推力滑動軸承推力滑動軸承用于承受軸向載荷，如圖12.24所示。推力滑動軸承和向心推力軸承聯合使用時可以承受復合載荷。常見的推力滑動軸承軸頸形狀如圖12.25所示。實心端面軸頸（如圖12.25（a）所示），由于工作時軸心與邊緣磨損不均勻，以致軸心部分壓強極高，潤滑油容易被擠出，所以極少采用。一般機器上大多用空心端面軸頸（如圖12.25（b）所示）和環狀軸頸（如圖12.25（c）所示）。載荷較大時采用多環軸頸（如圖12.25（d）所示），多環軸頸還能承受雙向軸向載荷。軸頸的結構尺寸可查有關手冊。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料12.6.3軸瓦的結構和滑動軸承的材料1.軸瓦的結構軸瓦是滑動軸承中直接與軸頸接觸的重要零件，其結構是否合理對軸承性能的影響很大。常用的軸瓦有整體式和剖分式兩種。整體式軸瓦，又稱軸套，它用在整體式滑動軸承中，有光滑軸套（如圖12.26（a）所示）和帶縱向油槽軸套（如圖12.26（b）所示）兩種。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料剖分式軸瓦用在剖分式滑動軸承中，由上、下兩半瓦組成，如圖12.27所示，為了改善軸瓦表面的摩擦性能，可在軸瓦內表面澆鑄一層軸承合金等減摩材料（稱為軸承襯），厚度為0.5～6mm。為使軸承襯牢固地黏在軸瓦的內表面上，常在軸瓦上預制出各種形式的溝槽，如圖12.28所示，圖12.28（a）、圖12.28（b）用于鋼制軸瓦，圖12.28（c）用于青銅軸瓦。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料為使潤滑油均布于軸瓦工作表面，在軸瓦的非承載區開設油孔和“Ｉ”型（如圖12.29（a）所示）、“王”型（如圖12.29（b）所示）、“Ｘ”型（如圖12.29（c）所示）油槽，如圖12.29所示。油槽不宜過短，以保證潤滑油流到整個軸瓦與軸頸的接觸表面，但是，不得與軸瓦端面開通，以減少端部漏油。上一頁下一頁返回12.6滑動軸承的類型、結構及材料2.滑動軸承的材料滑動軸承的材料指的是軸瓦和軸承襯所用的材料。滑動軸承的失效形式有磨損、膠合（俗稱為燒瓦，是軸瓦的失效的主要形式）、刮傷、疲勞剝傷和腐蝕等，所以對軸承材料的性能有如下要求：（1）具有足夠的抗沖擊、抗壓、抗疲勞強度。（2）具有良好的減摩