砖瓦工厂常用轴承使用时应注意的问题

蔡祖光

   摘要：介绍了滚动轴承的结构特点、类型、代号及其主要技术性能指标，详细论述了砖瓦工厂常用轴承使用时应注意的问题。

1前言

   轴承是机械传动装置中用于确定轴与其他零件的相对运动位置，保持轴的运动精度，减小轴与支承之间的摩擦和磨损。并起支承和导向作用的零部件。轴承可大致区分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两大类。一般地说，在实践生产中是选用滑动轴承还是滚动轴承，主要取决于传动装置的功能、结构和生产制造工艺等许多因素。由于滚动轴承主要是依靠运动元件间的滚动接触来支承转动类零件的，因此，滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、传动效率高、功率消耗少、旋转运动精度高、润滑简便和使用维护保养方便等优点。同时，因滑动轴承的摩擦损耗较大，维护保养较困难。而且在很多领域滑动轴承已逐渐被滚动轴承所取代，所以说滚动轴承是现代机械设备中不可缺少的重要零部件。事实上，滚动轴承属于通用型标准件，通常由轴承专业厂家批量生产，设计者可根据需要直接选用。为此本文根据有关文献及笔者的亲身经验探讨滚动轴承的结构特点、类型、代号、主要技术性能指标及其使用时应注意的问题，供同行们批评指正。

2滚动轴承的结构特点

   滚动轴承通常由套圈(如：深沟球轴承的内圈和外圈、推力球轴承的动圈和静圈)、滚动体和保持架等组成，内圈和动圈装在轴颈上，外圈和静圈则装在轴承座孔内。通常内圈或动圈与轴一同旋转，外圈或静圈则固定在轴承座孔内，当两套圈之间产生相对旋转运动时，滚动体则沿着套圈滚道滚动。保持架则是促使滚动体均匀地分布在套圈之间的滚道上，避免滚动体之间产生接触，并确保滚动体之间不致产生冲击、碰撞和摩擦磨损等。常用滚动体主要有钢球、短圆柱滚子、长圆柱滚子、圆锥滚子、调心滚子和滚针共6种形式。由此可见．滚动轴承的套圈和滚动体应具有较高的硬度、较好的接触疲劳强度、耐磨性能和耐冲击性能良好等。为了满足上述要求，套圈和滚动体通常采用轴承钢，如：GCr9、GCr9SiMn、GCrl5和GCrl5SiMn等经淬火、回火热处理后硬度可达60HRC~65HRC，并经磨削加工后制成。保持架通常采用低碳钢板和黄铜板冲压成形，也可采用球磨铸铁、中碳钢、粉末冶金、黄铜、青铜、铝合金和酚醛层压胶布管实体保持架、玻璃纤维增强酚醛树脂保持架及工程塑料模压成形保持架(如：尼龙、聚砜、聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚甲醛)等。为了适应某些特殊要求。有些滚动轴承还需附加其他特殊元件或采用特殊结构，如无内圈或外圈轴承、轴承内圈带有紧定套或退卸衬套、轴承单面或双面带有防尘密封装置或在轴承外圈上车削出止动环槽等。

   此外，滚动轴承还有防锈蚀等要求的不锈钢滚动轴承和工作环境温度比较高的高温滚动轴承等其他形式。

   不锈钢滚动轴承就是要求在常温状态下具有防锈蚀功能的滚动轴承，因此该类轴承的套圈和滚动体通常采用奥氏体不锈钢(不能通过热处理提高材料硬度的不锈钢)lCrl8Ni9Ti或高碳马氏体型不锈钢材料(可通过热处理提高材料硬度的不锈钢)如：9Crl8和9Crl8Mo等制造；保持架可采用黄铜、青铜、铝合金、酚醛层压胶布管实体保持架，也可采用玻璃纤维增强酚醛树脂保持架及工程塑料模压成形保持架(如：尼龙、聚砜、聚酰亚胺、聚碳酸酯和聚甲醛)等。

对用于窑车(砖坯经隧道窑烧结时，用于输送砖坯的烧结输送设备)、干燥器(加热器)、加热炉或机械传动连续式燃煤机等轴承，并考虑到窑车耐火材料的隔热阻热性能的不足以及窑车之间接缝密封的不严密等因素，易造成高温烧结区域窑车轴承处的温度达500℃左右，严格地说需采用高温滚动轴承。高温滚动轴承是指那些工作环境温度较高，而且轴承本身的工作温度也比较高的滚动轴承，显然其套圈和滚动体应选用特殊的材料制作。若工作温度在120～500度的范围内，那么滚动轴承的套圈和滚动体可采用高温轴承合金钢(如Cr4MO4V、Crl4M04、Crl5M04v和w18Cr4V等)制造，经过与其工作温度相适应、较高回火温度的淬火及同火热处理。若工作温度在500～800度的范围内，那么滚动轴承的套圈和滚动体则需采用以钴或镍为基体的含有较高成分铬的超级高温轴承合金材料制造。若工作温度达800度以上，那么滚动轴承的套圈和滚动体则需采用以碳化钛、碳化钨为基体的金属陶瓷材料制造。同时，保持架的材质也应与滚动轴承的工作温度相适应，如：酚醛层压胶布管的最高使用温度为135℃．铜合金的最高使用温度为315度，考虑到实践生产中铜合金保持架滚动轴承或多或少具有短时间的润滑不足等缺陷，可采取铜合金保持架表面镀银的方法进行弥补。对使用温度达500℃时，需采用铜镍合金(蒙乃尔)等保持架。

   普通矿物润滑油是由石油原油精炼而成的，在高温时易氯化成脂肪酸并腐蚀滚动轴承。如果使用适当，供油方法良好，矿物润滑油也可在280℃时正常使用。但通常认为矿物润滑油的工作温度应低于其闪点，才能确保矿物润滑油的安全使用，当滚动轴承的工作温度大于280℃时，应优先考虑使用固体润滑剂．如：二硫化钼等。此外，设计选用高温滚动轴承时，必须考虑因温度变化造成轴承配合松紧度及游隙的变化。同时，在结构设计方面还应重点加强轴承的冷却和散热等措施。设法隔绝外来热源的侵袭，才能最大限度地降低滚动轴承的工作温度及确保高温滚动轴承的可靠工作。

3滚动轴承的类型和代号

   3．1类型

   滚动轴承按其结构特点有多种分类方法，大致如下：

   a．按所能承受载荷的方向或公称接触角的不同可分为向心轴承和推力轴承

滚动体与套圈接触处的公法线与轴承径向平面(垂直于轴承轴心线的平面)之间的夹角α称为公称接触角。公称接触角是由滚动轴承的结构特点决定的。按公称接触角的数值大小，向心轴承又可区分为径向接触轴承和向心角接触轴承。   

同样，按公称接触角的数值大小，推力轴承也可区分为推力角接触轴承和轴向接触轴承，其中推力角接触轴承的公称接触角α=45°~90°（如图1c所示），主要是承受轴向载荷，也可承受较小的径向载荷。但轴向接触轴承的公称接触角α=90°（如图1d所示），  只能承受轴向载荷的作用。

   b．按滚动体的种类可分为球轴承和滚子轴承

   球轴承的滚动体为钢球，钢球与套圈滚道表面仅为点接触，承载能力较少，但其极限转速较高；而滚子轴承的滚动体为滚子，滚子与套圈滚道表面为线接触，承载能力较大，但其极限转速却较低。滚子轴承按滚子的形状还可细分为圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和滚针轴承。总之，在相同规格尺寸的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力大及耐冲击性能好，但价格较高。球轴承的摩擦磨损小，工作转速较高，价格低廉。

   c．按工作时是否具有调心作用可分为调心轴承和非调心轴承，调心轴承所允许的偏位角大。

   d．按安装时轴承两套圈是否可拆开分别安装，可分为分离型轴承和非分离型轴承．分离型轴承可拆开分别安装．便于拆卸及维护保养等。

e．按轴承制造精度，即公差等级可分为0、6、5、 4和2级滚动轴承，其中O级表示普通精度滚动轴承、6级及6x级(6x级仅用于圆锥滚子轴承)表示高级精度滚动轴承、5级表示精密滚动轴承、4级表示超精密滚动轴承、2级表示最精密滚动轴承。

   f．按运动方式可分为直线滚动轴承和回转运动轴承，回转运动轴承就是旋转运动轴承，亦即常用的滚动轴承。

   g．其他

   按滚动轴承的工作转速可分为低速滚动轴承(小于10 r／min)、普通速度滚动轴承(10r／min～极限转速)和高速滚动轴承(大于极限转速)；同时，按滚动轴承的套圈和滚动体的材料又可分为普通材料滚动轴承和不锈钢滚动轴承；此外，按滚动轴承的工作温度又可分为常温滚动轴承(小于120℃)和高温滚动轴承(大于120℃)等。

   3．2代号

滚动轴承属于通用型标准件，通常由轴承专业厂家批量生产，为便于生产和选用，需采用代号来表示滚动轴承。所谓滚动轴承代号就是表示滚动轴承的结构、尺寸、公差等级和技术性能特征的产品代号，由字母和数字组成。因此，国家标准GB／T272一1993规定，滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。