第一篇 用好滾動軸承的要點
滾動軸承是一種精密的機械支承元件，軸承用戶深切希望裝在主機上的軸承能夠在預定的使用期內(nèi)不致?lián)p壞并保持其動態(tài)性能，但客觀事實有時并非盡如人意，突發(fā)的軸承失效事故會給用戶造成重大損失。通過大量的滾動軸承失效分析研究表明，軸承短壽或過早的喪失精度，有的是由于材料缺陷或制造不當所致，但在相當大的程度上是由于沒有嚴格按照軸承使用要求進行安裝、維護，或者是軸承選型不當或?qū)嶋H載荷超過軸承本身的額定載荷等原因造成軸承的非正常損壞，例如，軸承零件的疲勞剝落在很大程度上就是因為潤滑油中混有雜質(zhì)引起的�？梢�，要想實現(xiàn)滾動軸承具有更長的壽命和精度保持期，除要求軸承制造廠家提高產(chǎn)品質(zhì)量外，軸承用戶也必須用科學的方法和程序使用軸承，否則，再好的軸承也會在惡劣的隨意的使用條件下夭折。
第一章節(jié) 滾動軸承的選擇和代用
1. 選擇的方法和步驟
能否正確選用滾動軸承，對主機能否獲得良好的工作性能，延長使用壽命；對企業(yè)能否縮短維修時間，減少維修費用，提高機器的運轉(zhuǎn)率，都有著十分重要的作用。因此，不論是設計制造單位，還是維修使用單位，在選擇滾動軸承時都必須高度重視，其選擇的全部程序見圖1�1。
一般來說，選擇軸承的步驟可能概括為：
1. 根據(jù)軸承工作條件（包括載荷方向及載荷類型、轉(zhuǎn)速、潤滑方式、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、公差等級和游隙；
2. 根據(jù)軸承的工作條件和受力情況和壽命要求，通過計算確定軸承型號，或根據(jù)使用要求，選定軸承型號，再驗算壽命；
3. 驗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、要求的確良壽命和載荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等級和游隙工求的最終方案。
1. 類型選擇
各類滾動軸承具有不同的特性，適用于各種機械的不同使用情況。選擇軸承類型時，
通常應考慮下列因素。一般情況下：對承受推力載荷時選用推力軸承、角接觸軸承，對高速應用場合通常使用球軸承，承受重的徑向載荷時，則選用滾子軸承�？傊�，選用人員應從不同生產(chǎn)廠家、眾多的軸承產(chǎn)品中，選用合適的類型。
• 軸承所占機械的空間和位置
在機械設計中，一般先確定軸的尺寸，然后，根據(jù)軸的尺寸選擇滾動軸承。通常是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承。但是，當軸承在機器的直徑方向受到限制時，則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承；當軸承在機器的軸向位置受到限制時，可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。
• 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，可承受沖擊與振動載荷。
在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時，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，可選用推力球軸承；承受較大的純軸向載荷時，可選用推力滾子軸承。當軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。
• 軸承的調(diào)心性能
當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以較小，容易受力彎曲或傾斜時，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，不同軸度值愈大，調(diào)心性能愈好。各類軸承允許的不同軸度見表1�1
• 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。滾動軸承的彈性變形很小，在大多數(shù)機械中可以不必考慮，但在某些機械中，如機床主軸，軸承剛性則是一個重要因素，一般應選用圓柱和圓錐滾子軸承。因為這兩類軸承在承受載荷時，其滾動體與滾道屬于點接觸，剛性較差。
另外，各類軸承還可以通過預緊，達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，增加支承剛性，往往在安裝時預先施加一定的軸向力，使其相互壓緊。這里特別指出：預緊量不可過大。過大時，將使軸承摩擦增大，溫升增高，影響軸承使用壽命。
• 軸承的轉(zhuǎn)速
每一個軸承型號都有其自身的極限轉(zhuǎn)速，它是由諸如尺寸、類型及結(jié)構(gòu)等物理特性所決定的，極限轉(zhuǎn)速是指軸承的最高工作轉(zhuǎn)速（通常用r∕min），超過這一極限會導致軸承溫度升高，潤滑劑干枯，甚至使軸承卡死。
使用場合所要求的速度范圍有助于決定采用什么類型的軸承，圖1�2給出了大多數(shù)通用軸承的典型速度范圍。D是軸承尺寸，它通常是指軸承的節(jié)圓直徑，在選擇軸承時，使用軸承內(nèi)徑和外徑的平均值，單位mm.
用節(jié)圓直徑D乘以軸旋轉(zhuǎn)速度（單位r/min）得出一極限轉(zhuǎn)速因素（DN），DN在選擇軸承類型和尺寸時十分重要。大多數(shù)軸承制造廠家的產(chǎn)品目錄都提供其產(chǎn)品的極限轉(zhuǎn)速值，實踐證明，在低于極限轉(zhuǎn)速90%的狀態(tài)下工作是比較好的。
脂潤滑軸承的極限轉(zhuǎn)速比油潤滑軸承的極限轉(zhuǎn)速低，軸承的供油方式對可達到的極限轉(zhuǎn)速有影響。表1�2提供了幾種軸承潤滑形式的極限轉(zhuǎn)速修正系數(shù)（K ）。必須注意，對脂潤滑軸承，其極限轉(zhuǎn)速一般僅是該軸承采用一個高質(zhì)量的重復循環(huán)油系統(tǒng)時的極限轉(zhuǎn)速的80%，但對油霧潤滑系統(tǒng)，其極限轉(zhuǎn)速一般比相同的基本潤滑系統(tǒng)高50%。
保持架的設計和結(jié)構(gòu)也影響軸承的極限轉(zhuǎn)速，因為滾動體與保持架表面是滑動接觸，用比較貴的、設計合理的、以高質(zhì)量和低摩擦材料制成的保持架，不僅可將滾動體隔開來，而且有助于維持滑動接觸區(qū)的潤滑油膜。但象沖壓保持架之類價格低廉的保持架，通常只能使?jié)L動體保持分離。因此，它們存在著易出事故和令人苦惱的滑動接觸，從而導致更低的極限轉(zhuǎn)速。
一般來說在較高轉(zhuǎn)速的工作場合下，宜選用深溝球軸承、角接觸軸承、圓柱滾子軸承；在較低轉(zhuǎn)速工作場合下，可選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速，一般約為深溝球軸承的65%，圓柱滾子軸承的70%，角接觸球軸承的60%。推力球軸承的極限轉(zhuǎn)速低，只能用于較低轉(zhuǎn)速的場合。
對于同一類軸承，尺寸愈小，允許轉(zhuǎn)速愈高。在選用軸承時，應注意要使實際轉(zhuǎn)速低于極限轉(zhuǎn)速。
• 軸承游動和軸向位移
通常情況下，一個軸用兩個軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應軸和外殼不同程度的熱漲影響，安裝時應將一個軸承在軸向固定，另一個軸承使之在軸上可以游動（即游動支承），以防止因軸的伸長或收縮引起的卡死現(xiàn)象。游動支承通常選用內(nèi)圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承（原2000型、32000型）和滾針軸承，這主要是此類軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)允許軸與外殼有適當軸向位移的緣故。此時，內(nèi)圈與軸，外圈與外殼孔可采用緊配合。當采用不可分離型軸承做游動支承時，如深溝球軸承、調(diào)心滾子軸承，在安裝中必須允許外圈與外殼孔，或內(nèi)圈與軸采用較松配合，使之軸向可自由游動。
圖1�3示出幾種定位和非定位的圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)
圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承和深溝球軸承基本上屬于定位型，當用作非定位時則采用松配合安裝。所有推力滾子軸承均屬定位型軸承。
• 便利于軸承的安裝和拆卸
選用軸承類型時，對軸承安裝拆卸是否方便，亦必須考慮周全，特別是對大型和特大型軸承的安裝和拆卸尤為重要。一般的外圈可分離的角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承，安裝拆卸比較方便，它們的內(nèi)圈和外圈可分別裝于軸上或殼體孔內(nèi)。此外，內(nèi)徑帶圓錐孔的，帶緊定套的調(diào)心滾子軸承、雙列圓柱滾子軸承和調(diào)心球軸承，也比較容易安裝拆卸。
• 其它要求
除上述因素外，還應考慮軸承的工作環(huán)境溫度、軸承密封及對摩擦力矩、振動、噪聲等的特殊要求。
1. 游隙選擇
游隙是滾動軸承能否正常工作的一個重要因素，分為軸向游隙和徑向游隙。選擇適當?shù)挠蜗�，可使載荷在軸承滾動體之間合理分布；可限制軸（或外殼）的軸向和徑向位移，保證軸的旋轉(zhuǎn)精度；能使軸承在規(guī)定的溫度下正常工作；減少振動和噪聲，有利于提高軸承的壽命。因此。在選用軸承時，必須選擇適當?shù)妮S承游隙。
選擇軸承游隙時，應考慮以下幾個方面：
1. 軸承的工作條件，如載荷、溫度、轉(zhuǎn)速等；
2. 對軸承使用性能的要求（旋轉(zhuǎn)精度、摩擦力矩、振動、噪聲）；
3. 軸承與軸和外殼孔為過盈配合時導致軸承游隙減小；
4. 軸承工作時，內(nèi)外套圈的溫度差導致軸承游隙減�。�
5. 因軸和外殼材料的膨脹系數(shù)不同，導致軸承游隙減小或增大。
根據(jù)使用經(jīng)驗，球軸承最適宜的工作游隙為近于零；滾子軸承應保持有少量的工作游隙。在要求支承剛性良好的部件中，軸承允許有一定數(shù)值的預緊力。這里特別指出，所謂工作游隙，是指軸承在實際運轉(zhuǎn)條件下的游隙。還有一種游隙叫原始游隙，是指軸承未安裝前的游隙。原始游隙大于安裝游隙。我們對游隙的選擇，主要是選擇合適的工作游隙。
國家標準規(guī)定的游隙值分為三組：有基本組（0組）、小游隙輔助組（1、2組）和大游隙輔助組（3、4、5組）。選擇時，在正常工作條件下，宜優(yōu)先選用基本組，便可使軸承得到合適的工作游隙。當基本組不能滿足使用要求時，則應選用輔助組游隙。大游隙輔助組適用于軸承與軸和外殼孔采用過盈配合，軸承內(nèi)外圈溫差較大，深溝球軸承需要承受較大軸向負荷或需改善調(diào)心性能，心及要求提高極限轉(zhuǎn)速和降低軸承摩擦力矩等場合；小游隙輔助組適用于要求較高的旋轉(zhuǎn)精度、需嚴格控制外殼孔的軸向位移，以及需減少振動和噪聲的場合。
各類軸承的徑向游隙見國家標準的規(guī)定。
1. 公差等級選擇
軸承的公等級，主要是根據(jù)軸對支承的旋轉(zhuǎn)精度要求來確定的。一般情況下，例如具有大嚙合公差的正齒輪減速器，可用PO級軸承，但某些對旋轉(zhuǎn)精度有嚴格要求或轉(zhuǎn)速很高的軸，如高精度、小跳動的機床主軸則選用高于PO級的軸承。
采用公差等級高的軸承時，其軸的外殼的制造公差應與軸承公差等級相適應，并應具有足夠的結(jié)構(gòu)剛度。表1�3列出軸承公差等級選用實例，供參考。
2. 壽命和可靠性的計算
要求的使用壽命L是按照期望設備能工作的總累計時間來確定的，常用單位是工作小時數(shù)，壽命的計算也可用軸承總的轉(zhuǎn)數(shù)表示，在計算使用壽命過程中，各種工作狀態(tài)都必須考慮。設備工作是八小時一班制或工作日制？它是否整天連續(xù)使用？它是否頻繁啟停或一旦啟動就長期工作？表1�4給出了各種動力傳輸應用場合的一般使用壽命值。
維修費用、概率壽命及報廢也必須加以考慮，是設備長期使用后更換還是定期修理（包括更換軸承）費用上更節(jié)��？
當然，在決定所要求的壽命L時，軸承的可靠性是一個主要考慮因素，在軸承工業(yè)中標準的可靠性水平通常規(guī)定為90%，那就是說，以大量在相同應用場合下工作的軸承中，有90%的軸承在達到所選定的軸承工作壽命（L 壽命）時仍保持完好，如果要求失效率低，則要求的壽命L需加修正。
提高軸承可靠性，使其比90%的可靠性更高，可用降低10%失效率標準軸承的使用壽命來解決。換言之，如果想獲得更高的可靠性，標準軸承的壽命必須降低。例如：對一個可靠性為96%的軸承，必須定義軸承壽命為L ，而不是L 。在不增大軸承尺寸的情況下，你必須把原L 軸承壽命降低。
在后面我們將給出給定軸承的設計動態(tài)承載能力，它是速度、軸承實際載荷及設計壽命的函數(shù)。在給定的應用場合下，速度和實際載荷是給定的，因此動態(tài)了載能力是設計壽命的函數(shù)。為了把可靠性提高到96%，你可加大軸承的外形尺寸，從而達到工作可靠性為90%時的同樣水平，也就是說你可以提高其動態(tài)承載能力，使它高于90%的可靠性所需要的值，這就需選擇一個更大的軸承。
表1�5給出了壽命修正的百分比。這里L 是標準10%失效的軸承壽命，在左邊一欄里，是要求的可靠性失效率，橫向以相應讀出修正百分比，這是標準L 壽命的百分比，它在要求提高軸承可靠性時十分有用。
例如，如果你要求軸承的居載能力失效率為4%，工作壽命超過1000小時，為實現(xiàn)這些要求，表上給出的壽命修正百分比為正常L 軸承壽命的53%。
用所要求的壽命除以修正百分比，這樣可得L 為：
1000/0。53=1887 （h）
這個結(jié)果表明：為得到96%可靠性所要求1000小時壽命，對應90%可靠性的軸承壽命把它引入動態(tài)承載能力方程用以計算軸承尺寸是有價值的。
載荷和當量載荷的計算
為了確定滿足要求的軸承額定載荷，必須考慮到設備所要承受的所有的力，以及在其給定周期每個力作用在軸承上的相應時間。
軸承所經(jīng)受的各種情況或工作條件可以列成表格形式。注意，此處軸承載荷單位用N，轉(zhuǎn)速單位用r/min，在軸承預定的壽命時間內(nèi)每種情況的有效作用時間百分比表達。這些可簡化成當量載荷P ，然后，每種情況用適當?shù)姆匠虂頉Q定當量載荷。
如果在整個運行周期內(nèi)，速度和載荷為常數(shù)，則當量載荷就是計算載荷：
P =P 方程（A）
如果在一個長周期內(nèi)，速度是常數(shù)，載荷從最小值P 逐漸變到最大值P ，則：
如果在給定有限周期內(nèi)，速度是常數(shù)，載荷變化呈非線性（是階躍函數(shù)或冪函數(shù)，正弦函數(shù)，或某些函數(shù)的組合），在整個壽命期間，這種非線性變化隨機地重復，則：
其中P ，P ，、、、，P 代表在選定的時間間隔t ，t ，、、、，t 期間的作用載荷。注意，P ，P ，、、、，P 值中的某個或某幾個必須公式（A）或（B）計算。
如果載荷和速度都變化，并且每次載荷的變化都伴隨著相應的速度變化，則：
其中P ，P ，、、、，P 表示速度為n 、n 、、、n 時的作用載荷，q ，q ，、、、q 表示P 作用于n ，P 作用于n ，、、、，P 作用于n 時的時間百分比。這樣，由于各個速度已經(jīng)包含在方程中了，所以壽命應當該用經(jīng)修正的壽命公式來計算：
方程（E）中的系數(shù)“500”是時間值500小時，它是以國際標準轉(zhuǎn)速為33 /min為根據(jù)，相當于軸承壽命為500小時得到的。
修正當量載荷
許多使用場合遭受振動，使得軸承應力明顯提高。同樣，包括有初始的和永久性的不同軸度在內(nèi)的許多應用場合，均要求顯著提高載荷能力。
振動載荷的補償是以相應的振動力（考慮最壞情況或最大振動載荷）為根據(jù)并與正常、穩(wěn)定的徑向載荷相比較得出的。修正系數(shù)K必須作為當量載荷方程中的系數(shù)。表1�6列出了兩種可能情況下的系數(shù)：一個是K ，以振動力P 為根據(jù)，P 大于穩(wěn)定載荷P ；另一個是K ，以P 為根據(jù)，P 大天P 。
表
需特別注意，軸承承受重載荷，但不運動這樣的工作條件格外危險，因為在滾動體和套圈上容量形成微小壓痕，產(chǎn)生強大的沖擊，就象汽車輪胎滾過坑洼一樣。這種象洼坑一樣的小壓痕在工作過程中能夠很快發(fā)展成點蝕，從而導致軸承失效。
另一個極端條件恰好相反，即高速但承受載荷甚小。此時若不施加預載荷，滾動體在滾道上滑動很大，這會導致快速過熱、潤滑劑分解破壞以及永久性損傷。
在軸承選擇中經(jīng)常被忽略考慮的一個重要載荷就是設備本身產(chǎn)生的徑向力和軸向力。齒輪的重量和其他零部件的張力甚至軸的重量級都是應加入總載荷的重要的力。
確定需要的額定載荷容量
現(xiàn)在，要求的使用權壽命、當量載荷、軸的轉(zhuǎn)速及任何提高可靠度的修正系數(shù)可一起用來計算所需的軸承負荷容量。
其中：C=需要的額定動載荷容量，N
L=要求的L 使用壽命，h
N=軸的轉(zhuǎn)速，r/min
P =軸承的當量載荷，N
θ=滾動接觸類型的無量綱指數(shù)：
點接觸（球軸承）或線接觸（滾子軸承）。對球軸承：θ=3。00，
對滾子軸承：θ=3.33。
假設作用在滾動體表面的力均布，則C值可算得。但是，在動力傳輸設備中，不同軸度是個普遍存在的問題。在軸承選擇中，你必須加以補償。表1�7提供了幾種軸承類型允許的不同軸度。如果不超過允許值，則對此不需加以修正。
表1�7 允許的（無性能惡化）不同軸度
雖然每種類型的軸承對不同軸度有一組基本的修正系數(shù)，但生產(chǎn)廠家各自的設計特性也起著重要作用，你必須考慮這些特性。通常，生產(chǎn)廠家的樣本上列出了他們產(chǎn)品的這些系數(shù)。
外形限制
對要求的額定載荷一旦確定了最終值，你必須考慮軸承安裝所需的外形尺寸，包括這里所考慮的軸承的安裝及固定。以及與具有所要求額定載荷的軸承匹配的軸的尺寸大小。這些因素有助于確定軸承結(jié)構(gòu)和尺寸，還可以排除某些軸承類型。在某些場合，由于空間的限制甚至在額定載荷確定之前就排除了選擇的余地。
例如，如果軸承外形非常窄，球軸承是可在此工作的唯一類型�；蛘�，如果必須使用直徑非常小的軸承箱，你就需在同一軸上安裝兩個或更多的滾子軸承才能達到足夠的額定載荷。
當軸的尺寸與要求的軸承額定載荷相衡量有很大差異時，出現(xiàn)了另一種常見的矛盾。如果軸大但載荷輕，即使要求的額定載荷很小，但也得提出一個昂貴的，高額定載荷的大型軸承，在這種情況下，最好與軸承廠家接觸，以便提出一個最經(jīng)濟有效的解決辦法。
實例
基本工作條件。假設軸承應用在減速器上，軸承必須支承直徑約25mm的軸的一端，而軸上安裝一個正齒輪。
工作周期和軸承載荷。齒輪作用力的分析和變速器的工作周期表明：軸承約在3/4的時間里所承受的徑向載荷為1780N，轉(zhuǎn)速為11000r/min，在1/4的運轉(zhuǎn)時間內(nèi)，軸承所承受的徑向載荷為890N，轉(zhuǎn)速為3500r/min。良好的正嚙合幾乎不產(chǎn)生軸向力，不存在斜嚙合或者其它有效的軸向分力。預計兩方向的最大軸向力為89N，最大振動力為89N。
尺寸極限。由于受減速器內(nèi)部設計的限制，允許軸承的最大外徑為70mm，最大計算擾度為6 ，最大位置不同軸度為0、0015。不要求用調(diào)心軸承。
環(huán)境。軸承的潤滑同嚙合潤滑一樣：從一個大的油槽噴油，最高預計溫度為140 F。
可靠性。軸承要連續(xù)工作必須有一個好的可靠性，采用8%的可靠失效率。
選擇步驟
1. 軸承內(nèi)徑約25mm。
2. 軸承外徑為70mm。
3. 估計最大節(jié)圓直徑D（軸承內(nèi)徑和外徑的平均值）為：
（25+70）/2=47.5（mm）
4. 計算最大DN值：
47.5×11000=0、52×106
5. 為選擇所要求的基本軸承類型，確定修正的DN值。首先，由潤滑類型找出修正軸承極限轉(zhuǎn)速系數(shù)。從圖1�2查得，采用小油槽連續(xù)工作時,系數(shù)為0.85。.采用大油槽間歇工作時，系數(shù)為0、95，取連續(xù)工作時的低系數(shù)值，則修正的DN值為：
1. 52×10？）/0、85=0、61×106
1. 利用步驟5得到的DN值及圖1�2的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)角接觸球軸承和工業(yè)級、精密級圓柱滾子軸承、以及深溝球軸承的轉(zhuǎn)速范圍（極限轉(zhuǎn)速）等于或大于修正的DN值，因此，這些就是最初選擇的軸承類型。
2. 由方程（D）計算當量載荷：
3. 確定基本的減速器工作壽命。從表達式1�4得到，普通減速器的典型工作壽命為20000h。
4. 用給定的可靠性失效率修正工作壽命。利用表達1�5，8%的可靠性失效率給出的壽命修正系數(shù)為85%；因此修正工作壽命L為：
20000/0。85=23529（h）
10、用方程（E）計算需要的額定動載荷C：
11、用振動來修正C.在此例中，最小穩(wěn)定載荷890N大于最大振動載荷89N，振動載荷與穩(wěn)定載荷之比為0.1，利用表1—6，采用線性插值法在兩個最接近的載荷率之間插入一修正系數(shù)值，該系數(shù)計算如下：
（1.00+1.020）/2=1.010
則額定載荷的修正值為：
C=1.010×29746（N）
12、根據(jù)撓曲不同軸度和位置不同軸度，確定是否要對C進行修正。表1—1表明這兩種不同軸度的預期值均在無補償值范圍之內(nèi)，所以不需修正。如果兩種不同軸度或其中之一的預期值超過無補償范圍，則必須查閱軸承制造廠家文獻來確定采用何種補償。
13、查找滿足要求的軸承類型。表1—8表明從本表中可以查到所需的軸承。對任何類型的軸承，額定動載荷C值必須等于或高于上面我們提到的最終修正值29746N.
表
實際上，你可熟悉要容易地確定能滿足要求的表中每種軸承類型的價格及尺寸，在你選擇時可能考慮到了這些價格因素，在這里我們假定：在表1—8中標有“大”的承載能力的軸承最貴，因此，應予淘汰。
最好的選擇是內(nèi)徑為30mm的工業(yè)級圓柱滾子軸承，現(xiàn)在集中考慮這一基本軸承類型，繼續(xù)選擇過程。
14、確定軸承是定位型還是非定位型。因為軸承必須在兩個方向承受軸向載荷，所以在軸的一端要求一個雙向定位型軸承。
15、選擇軸承公差等級。由于減速器不需要較高的精度，所以采用PO級。
16、再檢查看有無特殊的熱環(huán)境。因預計最大工作溫度是140°F，因此不需要特殊材料。從而，游隙為0組值。
再檢查DN和極限轉(zhuǎn)速：
Dm6x =（30+62）/2=46（mm）
要求的最高轉(zhuǎn)速為非作歹11000r/min給出的DN值為506000，稍低于步驟4中DN的計算值，也在圖1—2給出的工業(yè)級圓柱滾子軸承的DN值范圍之內(nèi)。從軸承目錄上可以看到，該軸承的極限轉(zhuǎn)速是16000r/min，遠在最大轉(zhuǎn)速11000r/min之上，因此，不需要考慮特殊的熱環(huán)境。
17、考慮同軸度要求。這里沒有特殊的同軸度要求，因此，使用標準軸承即可，但在制造公差上要保證軸承座的同軸度好。
18、考慮安裝要求，便于安裝。與生產(chǎn)人員探討表明，對他們來說最好的方法是在軸上只安裝內(nèi)圈，在減速器安裝過程中再安裝外圈和滾子，然后再與活動定位件安裝在一起。這導致了第二次結(jié)構(gòu)選擇，從圖1—3雙向定位欄選擇第二種定位結(jié)構(gòu)，活動定位件由螺母和鎖緊墊圈固定在內(nèi)圈上。由于軸承容易拆除，所以這種結(jié)構(gòu)便于更換。維修人員只需一個拆卸器就可以拆除內(nèi)圈。
19、總體選擇。最終確定的軸承是滿足要求的最小最經(jīng)濟的軸承，它是工業(yè)級圓柱滾子軸承，內(nèi)徑30mm，外徑62mm，寬度16mm，采用在內(nèi)圈上帶活動定位件的定位結(jié)構(gòu)，0組游隙，公差等級用ISOPO級。
近年來瑞典的SKF公司提出了新的軸承壽命理論，利用這種理論選擇軸承尺寸的方法。已載于其出版的軸承樣本中。
1. 滾動軸承的代用
1. 代用原則
滾動軸承有這么一個特點：同一類型的軸承內(nèi)徑相同時，伴隨著直徑系列的遞增，其外徑和寬度也相應增大，軸承的額定動載荷和額定靜載荷也隨著提高；外徑尺寸相同時，隨著直徑系列的遞增，其內(nèi)徑卻隨著變小，寬度相應增大，軸承額定動載荷和超定靜載荷也相應增大。對同一內(nèi)徑，可找到多種外徑和寬度不同的軸承；而對同一外徑，又可找到多種內(nèi)徑和寬度不同的軸承。對于同一內(nèi)徑和外徑還可找到不同寬度的軸承，這就為滾動軸承的代用奠定了基礎，提供了方便。
根據(jù)滾動軸承的這個尺寸特點和使用實踐，選取代用軸承時，應遵循下列原則：
1. 根據(jù)軸承資料查出原使用軸承的額定動載荷C值及額定靜載荷C0值，并根據(jù)前述的軸承使用壽命計算公式進行原使用軸承和準備代用軸承的計算壽命及承載能力的計算比較。必須指出，軸承使用壽命與軸承的額定動載荷C值的3（球軸承）或者10/3（滾子軸承）次方成遞增關系，但額定動載荷C值的大小并不是衡量軸承使用壽命的唯一標準，如發(fā)現(xiàn)所代用軸承的額定動載荷C值比原使用軸承小時，則應綜合考慮軸承的其它技術特性和主機維修次數(shù)的增加以及經(jīng)濟成本的問題，或從潤滑角度采取相應的有效措施來延長軸承的實際使用壽命，以滿足代用的合理性。
2. 代用的軸承每分鐘允許的極限轉(zhuǎn)速應等于或高于原配軸承在機械設備中工作時的實際轉(zhuǎn)速。因為軸承轉(zhuǎn)速愈高，其滾動體的離心力就愈大，這樣不僅增加了軸承載荷，而且使單位時間軸承受力次數(shù)增多，易使材料產(chǎn)生疲勞，降低軸承壽命，所以代用軸承的極限轉(zhuǎn)速應選得高一些。
3. 代用軸承的尺寸要與原配軸承尺寸相同，不能改變與軸承外圈配合的殼體孔尺寸，或與軸承內(nèi)圈配合的軸頸尺寸，以便今后買到原軸承時，可重新安裝原配軸承。
4. 代用軸承的游隙要與原軸承的游隙一致。
5. 代用軸承的公差等級應等于或高于原配軸承，避免安裝后使機械設備精度受到影響。
6. 采用鑲套法進行軸承代用時，要保證套的內(nèi)、外圓柱而的同軸度，并應在加工套時正確選擇公差配合。
對于以國產(chǎn)軸承取代進口軸承時，首先要從原設備資料或現(xiàn)場實際設備中了解國外軸承的代號、制造廠商以及所使用的軸承的技術特性，隨后再進行代用工作，并要注意：
• 根據(jù)原設備中所使用的國外軸承的尺寸、規(guī)格、類型以及制造廠商的基本代號，從國內(nèi)外軸承型號對照手冊中找出相應的可代用軸承的基本系列和代號，并核對軸承的安裝尺寸，特別是雙列、四列圓錐滾子軸承以及（單列）圓錐滾子軸承、角接觸球軸承成對組裝后的裝配寬度（或高度）和實際使用的軸承是否一致。
• 了解軸承的技術特性。軸承的技術特性一般都用軸承代號中的前置或后置代號表示，前后置代號的表示方法及相應的技術含義各軸承制造廠都不相同，但不論哪一個軸承制造廠，由于一種軸承只能有一個代號，一個和軸承基本代號相配的前后置代號只能表達一種技術特性，因此在進行國內(nèi)外軸承代用時一定期弄清楚軸承制造廠或公司的名稱，隨后從有關資料中查找軸承代號的前置和后置代號的技術含義，了解原軸承的結(jié)構(gòu)或技術特性。
• 在無資料可查的情況下，可由國內(nèi)軸承制造廠的專家確定代用方案，或根據(jù)原引進軸承的測繪中確定軸承的主要技術參數(shù)去試制新產(chǎn)品，并經(jīng)上機試用或和國外軸承進行性能對比后逐步實現(xiàn)代用。
軸承的選擇和代用是一項很細致的技術工作，應當盡量地做到軸承使用者和軸承設計制造者的結(jié)合，特別在選用和開發(fā)新結(jié)構(gòu)軸承及用國內(nèi)軸承代替重大設備中的國外軸承時更應如此。
1. 代用方法
1. 直接代用
當所選代用軸承，不論是同一類型或非同一類型，只要其內(nèi)、外徑和寬度尺寸及技術性能完全相同，不需任何修改加工，即可安裝代用。
例如，東方紅—40型拖拉機中的NJ306（原代號42306）軸承，內(nèi)徑為30mm，外徑為72mm，寬度為19mm,可直接選用NF306（原代號12306）、6306（原代號306）軸承代用。
2. 加墊代用
當所選代用軸承的內(nèi)徑、外徑與原配軸承與代用軸承的寬度差。墊的內(nèi)徑與軸頸采用松動配合，外徑相當于軸承內(nèi)圈的外徑，且兩端面應平行。安裝時，墊靠軸肩安裝，外面安裝代用軸承。
例如，東風—50拖拉機中的32209（原代號7509）軸承，內(nèi)徑45mm，外徑85mm，寬度24。75mm。當選用30209（原代號7209）軸承代用時，其內(nèi)、外徑相同，但寬度較窄，為20。75mm，只要加一個4mm厚的墊即可代用。如圖1—4。
3. 以寬代窄代用
當有的軸承找不到尺寸相近的代用軸承，而軸向安裝位置又不受限制時，可以較寬軸承代替較窄軸承使用。
例如，手扶拖拉機車軸上使用的30207（原代號7207）和30205（原代號7205）軸承，就可用32207（原代號7507）和32205（原代號7505）軸承代用。32207與30207軸承內(nèi)、外徑相同，而寬度寬6mm；32205與30205軸承內(nèi)、外徑相同，而寬度寬3mm，由于軸端有螺紋，可用鎖緊螺母調(diào)整軸承間隙并予以鎖緊。32207、32205軸承由于額定動載荷C和額定靜載荷C。都高于原軸承，代用后將使其工作壽命有所提高。
4. 內(nèi)徑鑲套代用
當所選代用軸承的寬度、外徑等于原配軸承，而內(nèi)徑大于原配軸承時，可采用內(nèi)徑鑲套，如圖1—5。套的內(nèi)徑直接與軸頸配合，其尺寸公差與技術要求和原配軸承內(nèi)徑相同。套的外徑直接與代用軸承內(nèi)徑配合，其配合性質(zhì)應采用稍緊的基孔制過渡配合。套的材料選用45號鋼制造，一般不需熱處理即可使用。
5. 外徑鑲套代用
當所選代用軸承的內(nèi)徑、寬度等于原配軸承而外徑小于原配軸承時，可采用外徑鑲套。套的外徑直接與殼體孔配合，其尺寸公差與技術要求和原配軸承外徑相同。套的內(nèi)徑與代用軸承的外徑應采用稍緊的基軸制過渡配合。
6. 外徑或內(nèi)徑鑲套加墊代用
當所選代用軸承內(nèi)徑與原配軸承相同,而外徑、寬度小于原配軸承時,可采用外徑鑲套并加墊代用。墊應加在軸肩部位，如圖1—6。如果代用軸承的內(nèi)徑大，寬度小，則采用內(nèi)徑鑲套加墊。
7. 內(nèi)徑和外徑大于原配軸承，而外徑又小于原配軸承時，可采用內(nèi)、外徑同時鑲套代用。
這種方法多用于非標準軸承和較大軸承的代用，一般不宜采用，因為它需要加工大小兩個套，耗費加工時間及材料。
8. 用兩套軸承代用一套軸承
當所選代用軸承內(nèi)徑等于或大于原配軸承內(nèi)徑，而外徑等于或小于原配軸承外徑，寬度又等于或小于原配軸承寬度的二分之一時，可采用兩套軸承代替一套軸承使用。這種方法有利于提高代用軸承的承載能力和工作壽命。
例如，鐵�！�55拖拉機中NU2312（原代號32612）軸承，尺寸為60×130×46（mm），可選用同一類型的NU212（原代號32212）兩套軸承代用。NU212軸承尺寸為60×110×22（mm），代用時，外徑鑲套，并于軸肩加2mm寬的墊即可。代用后，其工作壽命與原配軸承基本相同。
• 軸承改制代用
當軸承屬同一類型，僅結(jié)構(gòu)不同時，可將軸承改制代用。如6409N（原代號50409）軸承，可用6409（原代號409）軸承在外圓上切止動槽代用，其尺寸完全相同。改制時，由于軸承硬度較高，為HRC61—64，因此，一般選用YT30、YW1、YW2合金刀，在車床上低速小進給，加乳化液切削改制。
• 改變軸或殼體孔尺寸
當所選用軸承內(nèi)徑略小于原配軸承內(nèi)徑，外徑略大于原配軸承外徑時，可采取此法代用。即將軸車小，加工到與代用軸承內(nèi)徑相配合的尺寸，或?qū)んw孔鏜大，加工到與代用軸承外徑相配合的尺寸。這里值得注意的是，軸徑或殼體孔徑的加工量不能太大，以免影響零件強度。
此法僅適用于個別已淘汰的非標準軸承和以后再也買不到原配軸承，一般是不宜采用的。
• 進口軸承的代用
隨著改革開放的深入，市場經(jīng)濟的推行，關貿(mào)總協(xié)定締約國地位的恢復，我國同各國的交往越來越頻繁，國外的機電設備將大批涌入中國市場。當這些機電設備需要維修時，設備上原安裝的國外軸承要拆卸更換，進口的國外軸承一時又買不到，或者基于經(jīng)濟上的考慮，就得用國產(chǎn)軸承代用。
對進口軸承的代用方法有兩種：一是查國內(nèi)外軸承型號對照手冊，采取相同型號代用；二是按國產(chǎn)軸承代號辦法，查找相應的國產(chǎn)軸承代用，即先確定軸承類型、結(jié)構(gòu)特點，技術性能，再測量內(nèi)、外徑和寬度尺寸，最后根據(jù)所測技術數(shù)據(jù)，查找滾動軸承產(chǎn)品樣本，確定要代用的軸承型號。
1. 鑲套代用時的配合公差
當滾動軸承采用外徑鑲套法代用時，由于套的外徑直接與殼體孔配合，其外徑可采用與原配軸承外徑相同的制造公差，而套的內(nèi)徑與代用軸承的外徑則采用稍緊的基軸制過渡配合。套的外徑公差按原軸承外徑的ΔDmp選取，套的內(nèi)徑公差參照GB1801—79選取。
當滾動軸承采用內(nèi)徑鑲套法代用時，由于套的內(nèi)徑直接與軸配合，其內(nèi)徑可采用與原配軸承內(nèi)徑相同的制造公差，而套的外徑與代用軸承的內(nèi)徑則采用稍緊的基孔制過渡配合。套的內(nèi)徑公差按原配軸承內(nèi)孔的Δdmp選取，套的外徑公差，參照GB1801—79選取。
另外，在選取配合公差時，要注意：
1. 滾動軸承孔與基孔制的孔其極限偏差的方向不同；
2. 滾動軸承的外徑與基軸制的軸其極限偏差的方向雖然相同，但數(shù)值也非完全對應。
所以在確定代用件的內(nèi)、外徑尺寸時，要根據(jù)軸承的公差等級和配合要求，經(jīng)過計算選定適當?shù)臉O限偏差。
1. 滾動軸承代用一般的規(guī)律
滾動軸承的代用，一般是先從比原本軸承所在的直徑系列較低的直徑系列中選取代用軸承的，而且選取的代用軸承其外徑應與原配軸承相同，內(nèi)徑則大于原配軸承。這主要是考慮到：（1）加工方便，節(jié)省材料；（2）代用后，軸承的額定載荷較高，壽命不受影響。
1. 深溝球軸承代用規(guī)律
6400—6300、6200代用。
6300—6200、6100代用。
6200—6000代用。
60000—2Z—6000—Z代用。
例如，60000N型屬外圈有止動槽的深溝球軸承，選取代用軸承時，對6408N（原代號50408）軸承可選取6310（原代號50310）內(nèi)徑鑲套代用，也可選取6408（原代號408）在外徑一端切槽代用。6310（原代號310）軸承可選取6212（原代號212）、6210（原代號210）軸承內(nèi)徑鑲套加墊代用。
2. 圓錐滾子軸承代用規(guī)律
32300—32200、30300代用
32200—30200代用
30300—32200、30200代用
30200—32000代用
例如，32308（原代號7608）軸承，可選32210（原代號7510）內(nèi)徑鑲套加墊代用；亦可選32208（原代號7508）外徑鑲套加墊代用。也可選30308（原代號7308）加墊代用。
圓錐滾子軸承由于經(jīng)常成對使用，安裝時均有間隙調(diào)整機構(gòu)（一般用螺母或增減墊片調(diào)整），在選取代用軸承中，當代用軸承的寬度比原配軸承稍薄或稍厚時，可不再加墊圈，只有相差較大時，才在軸向加墊。
（3）圓柱滾子軸承代用規(guī)律
N2300—N2200、N300、N200代用
N2200—N200、N1000代用
N400—N300、N2200代用
N300—N2200、N200代用
N200—N1000代用
此外，圓柱滾子軸承還有NU0000（原代號32000）型、NJ0000（原代號42000）型，這兩種類型具有和N0000（原代號20000）型軸承相同的直徑系列，因而其代用規(guī)律和N0000型相同。同時，N0000型、NU0000型、NJ0000型、NF0000型還可以相代用。例如，NU2312（原代號32612）軸承，可由N2312（原代號2612）軸承代用，尺寸完全相同，不需加工。
1. 角接觸球軸承代用規(guī)律
角接觸球軸承依接觸角大小劃分，有a為15°的7000C（原代號3600）型、a為25°的7000AC（原代號46000）型、a為40°的7000B（原代號66000）型三種，每種類型都具有象深溝球軸承那樣直徑系列。它們除在本類型的直徑系列內(nèi)代用外，還可互相代用，且多以接觸角大的軸承代用接觸角小的軸承。其代用規(guī)律為：
7400C—7300C、7200C、7400AC、7300AC、7200AC代用
7300C—7200C、7000C、7300AC、7200AC、7000AC代用
7200C—7000C、7200AC、7000AC代用
例如，7307Ｃ（原代號36307）軸承，可用7208C（原代號36208）軸承內(nèi)徑鑲套加墊代用；也可用7307AC（原代號46307）軸承代用，其外形尺寸完全相同，不需加工。
1. 不同類型軸承相互代用規(guī)律
根據(jù)對滾動軸承的結(jié)構(gòu)和尺寸特點分析比較，在大部分滾動軸承代號中，右三位數(shù)字相同的軸承，其內(nèi)、外徑尺寸也完全相同（滾針軸承、單向推力球軸承及非標準軸承除外），如6308（原代號308）軸承與N308（原代號2308）、NU308（原代號32308）、NJ308（原代號42308）、6308N（原代號50308）、6308—Z（原代號60308）、1308（原代號1308）、7308C（原代號36308）、7308AC（原代號46308）等軸承的外形尺寸，都是40×90×23（mm），尺寸完全相同。因此，在選取代用軸承中，當同類型軸承找不到時，可廣泛地選取其他類型軸承代用。
通常是：
圓柱滾子軸承與深溝球軸承相互代用，其次可用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承代用。
圓錐滾子軸承與角接觸球軸承和深溝球軸承相互代用。
調(diào)心滾子軸承和調(diào)心球軸承相互代用。
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