磚瓦工廠(chǎng)常用軸承使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

蔡祖光

   摘要：介紹了滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類(lèi)型、代號(hào)及其主要技術(shù)性能指標(biāo)，詳細(xì)論述了磚瓦工廠(chǎng)常用軸承使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

1前言

   軸承是機(jī)械傳動(dòng)裝置中用于確定軸與其他零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置，保持軸的運(yùn)動(dòng)精度，減小軸與支承之間的摩擦和磨損。并起支承和導(dǎo)向作用的零部件。軸承可大致區(qū)分為滑動(dòng)摩擦軸承(簡(jiǎn)稱(chēng)滑動(dòng)軸承)和滾動(dòng)摩擦軸承(簡(jiǎn)稱(chēng)滾動(dòng)軸承)兩大類(lèi)。一般地說(shuō)，在實(shí)踐生產(chǎn)中是選用滑動(dòng)軸承還是滾動(dòng)軸承，主要取決于傳動(dòng)裝置的功能、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)制造工藝等許多因素。由于滾動(dòng)軸承主要是依靠運(yùn)動(dòng)元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)類(lèi)零件的，因此，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、傳動(dòng)效率高、功率消耗少、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便和使用維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，因滑動(dòng)軸承的摩擦損耗較大，維護(hù)保養(yǎng)較困難。而且在很多領(lǐng)域滑動(dòng)軸承已逐漸被滾動(dòng)軸承所取代，所以說(shuō)滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中不可缺少的重要零部件。事實(shí)上，滾動(dòng)軸承屬于通用型標(biāo)準(zhǔn)件，通常由軸承專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)需要直接選用。為此本文根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)及筆者的親身經(jīng)驗(yàn)探討滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類(lèi)型、代號(hào)、主要技術(shù)性能指標(biāo)及其使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，供同行們批評(píng)指正。

2滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

   滾動(dòng)軸承通常由套圈(如：深溝球軸承的內(nèi)圈和外圈、推力球軸承的動(dòng)圈和靜圈)、滾動(dòng)體和保持架等組成，內(nèi)圈和動(dòng)圈裝在軸頸上，外圈和靜圈則裝在軸承座孔內(nèi)。通常內(nèi)圈或動(dòng)圈與軸一同旋轉(zhuǎn)，外圈或靜圈則固定在軸承座孔內(nèi)，當(dāng)兩套圈之間產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體則沿著套圈滾道滾動(dòng)。保持架則是促使?jié)L動(dòng)體均勻地分布在套圈之間的滾道上，避免滾動(dòng)體之間產(chǎn)生接觸，并確保滾動(dòng)體之間不致產(chǎn)生沖擊、碰撞和摩擦磨損等。常用滾動(dòng)體主要有鋼球、短圓柱滾子、長(zhǎng)圓柱滾子、圓錐滾子、調(diào)心滾子和滾針共6種形式。由此可見(jiàn)．滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體應(yīng)具有較高的硬度、較好的接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性能和耐沖擊性能良好等。為了滿(mǎn)足上述要求，套圈和滾動(dòng)體通常采用軸承鋼，如：GCr9、GCr9SiMn、GCrl5和GCrl5SiMn等經(jīng)淬火、回火熱處理后硬度可達(dá)60HRC~65HRC，并經(jīng)磨削加工后制成。保持架通常采用低碳鋼板和黃銅板沖壓成形，也可采用球磨鑄鐵、中碳鋼、粉末冶金、黃銅、青銅、鋁合金和酚醛層壓膠布管實(shí)體保持架、玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂保持架及工程塑料模壓成形保持架(如：尼龍、聚砜、聚酰亞胺、聚碳酸酯和聚甲醛)等。為了適應(yīng)某些特殊要求。有些滾動(dòng)軸承還需附加其他特殊元件或采用特殊結(jié)構(gòu)，如無(wú)內(nèi)圈或外圈軸承、軸承內(nèi)圈帶有緊定套或退卸襯套、軸承單面或雙面帶有防塵密封裝置或在軸承外圈上車(chē)削出止動(dòng)環(huán)槽等。

   此外，滾動(dòng)軸承還有防銹蝕等要求的不銹鋼滾動(dòng)軸承和工作環(huán)境溫度比較高的高溫滾動(dòng)軸承等其他形式。

   不銹鋼滾動(dòng)軸承就是要求在常溫狀態(tài)下具有防銹蝕功能的滾動(dòng)軸承，因此該類(lèi)軸承的套圈和滾動(dòng)體通常采用奧氏體不銹鋼(不能通過(guò)熱處理提高材料硬度的不銹鋼)lCrl8Ni9Ti或高碳馬氏體型不銹鋼材料(可通過(guò)熱處理提高材料硬度的不銹鋼)如：9Crl8和9Crl8Mo等制造；保持架可采用黃銅、青銅、鋁合金、酚醛層壓膠布管實(shí)體保持架，也可采用玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂保持架及工程塑料模壓成形保持架(如：尼龍、聚砜、聚酰亞胺、聚碳酸酯和聚甲醛)等。

對(duì)用于窯車(chē)(磚坯經(jīng)隧道窯燒結(jié)時(shí)，用于輸送磚坯的燒結(jié)輸送設(shè)備)、干燥器(加熱器)、加熱爐或機(jī)械傳動(dòng)連續(xù)式燃煤機(jī)等軸承，并考慮到窯車(chē)耐火材料的隔熱阻熱性能的不足以及窯車(chē)之間接縫密封的不嚴(yán)密等因素，易造成高溫?zé)Y(jié)區(qū)域窯車(chē)軸承處的溫度達(dá)500℃左右，嚴(yán)格地說(shuō)需采用高溫滾動(dòng)軸承。高溫滾動(dòng)軸承是指那些工作環(huán)境溫度較高，而且軸承本身的工作溫度也比較高的滾動(dòng)軸承，顯然其套圈和滾動(dòng)體應(yīng)選用特殊的材料制作。若工作溫度在120～500度的范圍內(nèi)，那么滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體可采用高溫軸承合金鋼(如Cr4MO4V、Crl4M04、Crl5M04v和w18Cr4V等)制造，經(jīng)過(guò)與其工作溫度相適應(yīng)、較高回火溫度的淬火及同火熱處理。若工作溫度在500～800度的范圍內(nèi)，那么滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體則需采用以鈷或鎳為基體的含有較高成分鉻的超級(jí)高溫軸承合金材料制造。若工作溫度達(dá)800度以上，那么滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體則需采用以碳化鈦、碳化鎢為基體的金屬陶瓷材料制造。同時(shí)，保持架的材質(zhì)也應(yīng)與滾動(dòng)軸承的工作溫度相適應(yīng)，如：酚醛層壓膠布管的最高使用溫度為135℃．銅合金的最高使用溫度為315度，考慮到實(shí)踐生產(chǎn)中銅合金保持架滾動(dòng)軸承或多或少具有短時(shí)間的潤(rùn)滑不足等缺陷，可采取銅合金保持架表面鍍銀的方法進(jìn)行彌補(bǔ)。對(duì)使用溫度達(dá)500℃時(shí)，需采用銅鎳合金(蒙乃爾)等保持架。

   普通礦物潤(rùn)滑油是由石油原油精煉而成的，在高溫時(shí)易氯化成脂肪酸并腐蝕滾動(dòng)軸承。如果使用適當(dāng)，供油方法良好，礦物潤(rùn)滑油也可在280℃時(shí)正常使用。但通常認(rèn)為礦物潤(rùn)滑油的工作溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)，才能確保礦物潤(rùn)滑油的安全使用，當(dāng)滾動(dòng)軸承的工作溫度大于280℃時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮使用固體潤(rùn)滑劑．如：二硫化鉬等。此外，設(shè)計(jì)選用高溫滾動(dòng)軸承時(shí)，必須考慮因溫度變化造成軸承配合松緊度及游隙的變化。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)軸承的冷卻和散熱等措施。設(shè)法隔絕外來(lái)熱源的侵襲，才能最大限度地降低滾動(dòng)軸承的工作溫度及確保高溫滾動(dòng)軸承的可靠工作。

3滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和代號(hào)

   3．1類(lèi)型

   滾動(dòng)軸承按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有多種分類(lèi)方法，大致如下：

   a．按所能承受載荷的方向或公稱(chēng)接觸角的不同可分為向心軸承和推力軸承

滾動(dòng)體與套圈接觸處的公法線(xiàn)與軸承徑向平面(垂直于軸承軸心線(xiàn)的平面)之間的夾角α稱(chēng)為公稱(chēng)接觸角。公稱(chēng)接觸角是由滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。按公稱(chēng)接觸角的數(shù)值大小，向心軸承又可區(qū)分為徑向接觸軸承和向心角接觸軸承。   

同樣，按公稱(chēng)接觸角的數(shù)值大小，推力軸承也可區(qū)分為推力角接觸軸承和軸向接觸軸承，其中推力角接觸軸承的公稱(chēng)接觸角α=45°~90°（如圖1c所示），主要是承受軸向載荷，也可承受較小的徑向載荷。但軸向接觸軸承的公稱(chēng)接觸角α=90°（如圖1d所示），  只能承受軸向載荷的作用。

   b．按滾動(dòng)體的種類(lèi)可分為球軸承和滾子軸承

   球軸承的滾動(dòng)體為鋼球，鋼球與套圈滾道表面僅為點(diǎn)接觸，承載能力較少，但其極限轉(zhuǎn)速較高；而滾子軸承的滾動(dòng)體為滾子，滾子與套圈滾道表面為線(xiàn)接觸，承載能力較大，但其極限轉(zhuǎn)速卻較低。滾子軸承按滾子的形狀還可細(xì)分為圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承和滾針軸承。總之，在相同規(guī)格尺寸的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力大及耐沖擊性能好，但價(jià)格較高。球軸承的摩擦磨損小，工作轉(zhuǎn)速較高，價(jià)格低廉。

   c．按工作時(shí)是否具有調(diào)心作用可分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承，調(diào)心軸承所允許的偏位角大。

   d．按安裝時(shí)軸承兩套圈是否可拆開(kāi)分別安裝，可分為分離型軸承和非分離型軸承．分離型軸承可拆開(kāi)分別安裝．便于拆卸及維護(hù)保養(yǎng)等。

e．按軸承制造精度，即公差等級(jí)可分為0、6、5、 4和2級(jí)滾動(dòng)軸承，其中O級(jí)表示普通精度滾動(dòng)軸承、6級(jí)及6x級(jí)(6x級(jí)僅用于圓錐滾子軸承)表示高級(jí)精度滾動(dòng)軸承、5級(jí)表示精密滾動(dòng)軸承、4級(jí)表示超精密滾動(dòng)軸承、2級(jí)表示最精密滾動(dòng)軸承。

   f．按運(yùn)動(dòng)方式可分為直線(xiàn)滾動(dòng)軸承和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸承，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸承就是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸承，亦即常用的滾動(dòng)軸承。

   g．其他

   按滾動(dòng)軸承的工作轉(zhuǎn)速可分為低速滾動(dòng)軸承(小于10 r／min)、普通速度滾動(dòng)軸承(10r／min～極限轉(zhuǎn)速)和高速滾動(dòng)軸承(大于極限轉(zhuǎn)速)；同時(shí)，按滾動(dòng)軸承的套圈和滾動(dòng)體的材料又可分為普通材料滾動(dòng)軸承和不銹鋼滾動(dòng)軸承；此外，按滾動(dòng)軸承的工作溫度又可分為常溫滾動(dòng)軸承(小于120℃)和高溫滾動(dòng)軸承(大于120℃)等。

   3．2代號(hào)

滾動(dòng)軸承屬于通用型標(biāo)準(zhǔn)件，通常由軸承專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家批量生產(chǎn)，為便于生產(chǎn)和選用，需采用代號(hào)來(lái)表示滾動(dòng)軸承。所謂滾動(dòng)軸承代號(hào)就是表示滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)和技術(shù)性能特征的產(chǎn)品代號(hào)，由字母和數(shù)字組成。因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T272一1993規(guī)定，滾動(dòng)軸承的代號(hào)由基本代號(hào)、前置代號(hào)和后置代號(hào)三部分構(gòu)成。