軸承是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中非常重要零部件，它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦系數(shù)，只要是旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，都離不開軸承，軸承與我們的生活密切相關(guān)，從自行車、汽車，到高鐵、飛機(jī)，軸承扮演著非常重要的角色。

軸承的分類

軸承一般分為兩類，即滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。

滾動(dòng)軸承是將主軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤(rùn)滑作用。

滑動(dòng)軸承是在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承，在液體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面被潤(rùn)滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力，滑動(dòng)軸承應(yīng)用場(chǎng)合一般在高速輕載工況條件下。

與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承維修方便，質(zhì)量可靠，所以滾動(dòng)軸承的應(yīng)用要比滑動(dòng)軸承廣泛。

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軸承基礎(chǔ)知識(shí)

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球軸承和滾子軸承：

用滾動(dòng)體的兩種基本類型來區(qū)分滾動(dòng)軸承的兩種基本類型：

球 → 球軸承

滾子 → 滾子軸承

球和滾子的區(qū)別在于其與滾道接觸的方式。

球與軸承圈滾道進(jìn)行點(diǎn)接觸。隨著作用于軸承的載荷越來越大，接觸點(diǎn)變成一個(gè)橢圓形區(qū)域。接觸區(qū)域小則滾動(dòng)摩擦也小，從而使得球軸承能夠適應(yīng)高速運(yùn)行，但其承載能力有限。

滾子與軸承圈滾道是線接觸。隨著作用于軸承的載荷越來越大，接觸線會(huì)變成一種矩形。由于接觸區(qū)域變大以及由此導(dǎo)致的摩擦變大，與同尺寸的球軸承相比，滾子軸承可承受更重的載荷，但速度較低。

徑向軸承和推力軸承：

滾動(dòng)軸承根據(jù)主要承受的載荷方向被分為兩類： 

徑向軸承 ：
徑向軸承能夠承受與軸垂直的載荷。有些徑向軸承只能承受純徑向載荷，而大部分徑向軸承還能承受某一方向的軸向載荷，有些情況下，也能承受兩個(gè)方向的軸向載荷。 
推力軸承 ：

推力軸承主要承受沿著軸向方向載荷。根據(jù)其設(shè)計(jì)，推力軸承可以支撐單向或雙向的純軸向載荷，且有些可以額外承受徑向載荷。

軸承的類型

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軸承按承載方向或公稱接觸角不同，分為：向心軸承、推力軸承。

按滾動(dòng)體種類，分為：球軸承，滾子軸承。

按能否調(diào)心，分為：調(diào)心軸承，非調(diào)心軸承（剛性軸承）。

按滾動(dòng)體的列數(shù)，分為：?jiǎn)瘟休S承，雙列軸承，多列軸承。

按部件能否分離，分為：可分離軸承，不可分離軸承。

下面是最常用的軸承類型。

1. 角接觸球軸承

軸承內(nèi)外圈與鋼球之間有接觸角，標(biāo)準(zhǔn)的接觸角為15°、30°和40°，接觸角越大軸向負(fù)荷能力也越大，接觸角越小則越有利于高速旋轉(zhuǎn)，單列軸承可承受徑向負(fù)荷與單向軸向負(fù)荷。結(jié)構(gòu)上為背面組合的兩個(gè)單列角接觸球軸承共用內(nèi)圈與外圈，可承受徑向負(fù)荷與雙向軸向負(fù)荷。

2. 深溝球軸承

深溝球軸承是應(yīng)用最廣泛的軸承類型，且極具有多功能性。這種軸承具有低摩擦的特性，經(jīng)優(yōu)化后低噪音和低振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速。它們可適應(yīng)兩個(gè)方向的徑向和軸向載荷，易于安裝，相比于其他類型的軸承維護(hù)需求更低。

3. 自調(diào)心球軸承：

自調(diào)心球軸承有兩列球形滾動(dòng)體，同時(shí)外圈帶有一條共用的球面滾道，內(nèi)圈帶有兩條深溝型連續(xù)無(wú)間斷滾道。它們可以是開口或密封的。該類軸承允許軸相較于軸承座出現(xiàn)較大的偏心，例如，由軸撓曲引起的偏心，主要承受徑向載荷。

4. 推力球軸承

由帶滾道的墊圈形滾道圈與球和保持架組件構(gòu)成，與軸配合的滾道圈稱做軸圈，與外殼配合的滾道圈稱做座圈。單向軸承可承受單向軸向負(fù)荷，雙向軸承可承受雙向軸向負(fù)荷（二者均不能承受徑向負(fù)荷）。

5. 圓柱滾子軸承

圓柱滾子軸承的滾子通常由一個(gè)軸承套圈的兩個(gè)擋邊引導(dǎo)，保持架滾子和引導(dǎo)套圈組成一組合件，可與另一個(gè)軸承套圈分離，屬于可分離軸承。

此種軸承安裝，拆卸比較方便，尤其是當(dāng)要求內(nèi)、外圈與軸、殼體都是過盈配合時(shí)更顯示優(yōu)點(diǎn)。此類軸承一般只用于承受徑向載荷，只有內(nèi)外圈均帶擋邊的單列軸承可承受較小的軸向載荷或較大的間歇軸向載荷。

6. 圓錐滾子軸承

該類軸承裝有圓臺(tái)形滾子，滾子由內(nèi)圈大擋邊引導(dǎo)，設(shè)計(jì)上使得內(nèi)圈滾道面、外圈滾道面以及滾子滾動(dòng)面的各圓錐面的頂點(diǎn)相交于軸承中心線上的一點(diǎn)。單列軸承可承受徑向負(fù)荷與單向軸向負(fù)荷，雙列軸承可承受徑向負(fù)荷與雙向軸向負(fù)荷，適用于承受重負(fù)荷與沖擊負(fù)荷。

7. 球面滾子軸承

該類軸承在球面滾道外圈與雙滾道內(nèi)圈之間裝有球面滾子，按內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，分為R、RH、RHA和SR四種型式，由于外圈滾道的圓弧中心與軸承中心一致，具有調(diào)心性能，因此可自動(dòng)調(diào)整因軸或外殼的撓曲或不同心引起的軸心不正，可承受徑向負(fù)荷與雙向軸向負(fù)荷。

8. 滾針軸承

滾針軸承是帶圓柱滾子的滾子軸承，相對(duì)其直徑，滾子既細(xì)又長(zhǎng)。這種滾子稱為滾針。盡管具有較小的截面，軸承仍具有較高的負(fù)荷承受能力，滾針軸承裝有細(xì)而長(zhǎng)的滾子，因此徑向結(jié)構(gòu)緊湊，其內(nèi)徑尺寸和載荷能力與其它類型軸承相同時(shí)，外徑最小，特別適用于徑向安裝尺寸受限制的支承結(jié)構(gòu)。

9. 圓柱滾子推力軸承

 圓柱滾子推力軸承可以承受較重軸向載荷和沖擊載荷。這類軸承絕不能承受任何徑向載荷 軸承剛度高且只需很小的軸向空間。

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軸承的選型

在選擇軸承時(shí)，要依據(jù)幾個(gè)重要參數(shù)：軸承的負(fù)荷、軸承的轉(zhuǎn)速、調(diào)心要求、允許的空間、軸承的安裝與拆卸、公差等級(jí)以及價(jià)格。軸承在機(jī)械設(shè)備中主要起支撐及減少磨擦的作用，所以軸承的精度、噪音等都直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行與使用壽命。

一般來說，選擇軸承的步驟有：
1） 根據(jù)軸承工作條件，包括載荷方向及類型、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等，選擇軸承基本類型、公差等級(jí)和游隙；
2）根據(jù)軸承的工作條件、受力情況和壽命要求，通過計(jì)算確定軸承型號(hào)，或根據(jù)使用要求，選定軸承型號(hào)，再驗(yàn)算壽命；
3）驗(yàn)算所選軸承的額定載荷和極限轉(zhuǎn)速。
選擇軸承的主要考慮因素是極限轉(zhuǎn)速、載荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等級(jí)和游隙要求。

選擇軸承要考慮的幾個(gè)因素：
各類滾動(dòng)軸承具有不同的特性，適用于各種機(jī)械的不同使用情況。一般情況下，承受推力載荷時(shí)選用推力軸承、角接觸軸承；高速應(yīng)用場(chǎng)合通常使用球軸承；承受重載的徑向載荷時(shí)，則選用滾子軸承。

1）軸承所占機(jī)械的空間和位置
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，一般先確定軸的尺寸，然后，根據(jù)軸的尺寸選擇滾動(dòng)軸承。通常是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承。但是，當(dāng)軸承在機(jī)器的直徑方向受到限制時(shí)，則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承；當(dāng)軸承在機(jī)器的軸向位置受到限制時(shí)，可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。
2）軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)
載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用于承受較重的載荷，球軸承用于承受較輕的或中等載荷，滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承，可承受沖擊與振動(dòng)載荷。
在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時(shí)，可選用推力球軸承；承受較大的純軸向載荷時(shí)，可選用推力滾子軸承。當(dāng)軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。
3）軸承的調(diào)心性能
當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不同，有角度誤差，或因軸的兩支承間距較大而軸的剛性較小，容易受力彎曲或傾斜時(shí)，可選用具有良好調(diào)心性能的調(diào)心球或調(diào)心滾子軸承，以及外球軸承。此類軸承在軸稍微傾斜或彎曲情況下，能保持正常工作。
軸承調(diào)心性能的好壞，與其允許的不同軸度有關(guān)，不同軸度值越大，調(diào)心性能越好。
4）軸承的剛性
軸承的剛性，是指軸承產(chǎn)生單位變形所需力之大小。滾動(dòng)軸承的彈性變形很小，在大多數(shù)機(jī)械中可以不必考慮，但在某些機(jī)械中，如機(jī)床主軸，軸承剛性則是一個(gè)重要因素，一般應(yīng)選用圓柱和圓錐滾子軸承。因?yàn)檫@兩類軸承在承受載荷時(shí)，其滾動(dòng)體與滾道屬于點(diǎn)接觸，剛性較差。
另外，各類軸承還可以通過預(yù)緊，達(dá)到增大支承剛性的目的。如角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，為防止軸的振動(dòng)，增加支承剛性，往往在安裝時(shí)預(yù)先施加一定的軸向力，使其相互壓緊。但是預(yù)緊量不可過大，否則會(huì)使軸承摩擦增大，溫升增高，影響軸承使用壽命。
5）軸承的轉(zhuǎn)速
每一個(gè)軸承型號(hào)都有其自身的極限轉(zhuǎn)速，它是由尺寸、類型及結(jié)構(gòu)等物理特性所決定的，超過這一極限會(huì)導(dǎo)致軸承溫度升高，潤(rùn)滑劑干枯，甚至使軸承卡死。實(shí)踐證明，在低于極限轉(zhuǎn)速90%的狀態(tài)下工作是比較好的。
脂潤(rùn)滑軸承的極限轉(zhuǎn)速比油潤(rùn)滑軸承的極限轉(zhuǎn)速低，軸承的供油方式對(duì)可達(dá)到的極限轉(zhuǎn)速有影響。必須注意，對(duì)脂潤(rùn)滑軸承，其極限轉(zhuǎn)速一般僅是該軸承采用一個(gè)高質(zhì)量的重復(fù)循環(huán)油系統(tǒng)時(shí)的極限轉(zhuǎn)速的80%，但對(duì)油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)，其極限轉(zhuǎn)速一般比相同的基本潤(rùn)滑系統(tǒng)高50%。保持架的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)也影響軸承的極限轉(zhuǎn)速。
6）軸承游動(dòng)和軸向位移
通常情況下，一個(gè)軸用兩個(gè)軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應(yīng)軸和外殼不同程度的熱漲影響，安裝時(shí)應(yīng)將一個(gè)軸承在軸向固定，另一個(gè)軸承使之在軸上可以游動(dòng)（即游動(dòng)支承），以防止因軸的伸長(zhǎng)或收縮引起的卡死現(xiàn)象。
7）便于軸承的安裝和拆卸
選用軸承類型時(shí)，也需要考慮安裝拆卸是否方便，特別是大型和特大型軸承的安裝和拆卸尤為重要。
軸承是機(jī)械設(shè)備中重要零部件，合理選型，正確操作和維護(hù)，能有效提升軸承和設(shè)備的性能及使用壽命。