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轴承基础参考资料
滚动轴承
基
础
知
识
篇
1、滚动轴承基础知识
1、滚动轴承的起源与发展慨述
在上古时候无论做什么工都是人用肩挑、人抬的。
并没有轴承，随着人类社会的进步，在建设房屋和高大建筑物的时候，因为有些笨重的东西，比如运石头和花岗岩块，用肩挑和人台都是很困难的，就创造了用滚木拉运，随着社会的发展，后来有了滑动轴承（轴和轴瓦），由滑动轴承得以发展到滚动轴承。
新中国成立以前，全国仅在瓦房店有一家轴承制造厂（仅有磨工和装配），1951年在哈尔滨建立了一家完整的滚动轴承厂，在第一个五年计划期间，又新建了我国第三家轴承厂——洛阳轴承厂。
从此，我国有了三家大型企业（轴承厂）。
初步形成了我国滚动轴承工业的基础，随着我国国民经济的蓬勃发展，先后在各省、市、自治区（除西藏外）又建立了五十四个大中型轴承生产企业。
再加上一些地方发展的小型私营企业，到八十年代中~九十年代初，我国轴承生产企业增加到三百多家将近四百家，近年来，我国私营企业蓬勃发展，轴承企业又增加到上千家。
目前，我国各类滚动轴承已能生产280多种结构，720多个尺寸系列，4500多个基本型号，19000多个品种的轴承，有G、E、D、C、B（P0、P6、P5、P4、P2）五种精度等级的轴承。
我国已能生产内径小到0.6mm的微型轴承。
大的外径达5m的特大型轴承，重量达9.5t的重型轴承，套圈最小壁厚为0.275mm的薄壁柔性轴承以及高温、低温、高速、高真空、耐腐蚀、耐辐射、防磁等特殊工作条件下的轴承，有力地促进了国民经济和国防工业的发展。
2、滚动轴承的基本结构
（一）基本结构
滚动轴承是一种通用性很强的、标准化程度很高的基础件，由于各种机械有着不同的工作条件，对滚动轴承在负荷能力，结构和使用性能等方面都提出了不同的要求。
为此，滚动轴承就需要有各式各样的结构。
但最基本的结构是由四大元件组成：
内圈、外圈、滚动体和保持架。
四大元件在轴承中的作用分别是：
内圈通常与轴紧配合，并与轴一起旋转。
外圈通常是与轴承座成过渡配合，起支承作用。
滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间，它的形状、大小和数量直接影响滚动轴承的负荷能力和使用性能。
保持架能将滚动体均匀地分隔开外，还能引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。
（二）标准外形尺寸
我国国家标准中，对各类滚动轴承外形尺寸都作了严格的规定，在国家标准中规定的外形尺寸称标准外形尺寸。
它主要分为三类：
即向心轴承、圆锥滚子轴承和推力轴承。
滚动轴承由于外型尺寸标准化，因而具有通用性，也便于安装，拆卸与维修。
在推力轴承中与轴紧配合的，并与轴一起旋转的叫轴圈（双向中轴圈），与轴承座孔过渡配合，起支承作用的叫座圈。
３、滚动轴承的分类及分类方法：
（一）滚动轴承的分类：
（1）轴承按其所能承受的负荷方向或公称接触角的不同，分为：
Ⅰ）向心轴承——主要用于承受径向负荷的滚动轴承，其公称接触角从0°到45°，按其公称接触角不同，又分为：
a.径向接触轴承——公称接触角为0°的向心轴承；
b.向心接触角轴承——公称接触角大于0°到45°的向心轴承。
Ⅱ）推力轴承——主要用于承受轴向负荷的滚动轴承，其公称接触角不同，又分为：
a.轴向接触轴承——公称接触角为90°的推力轴承，
b.推力角接触轴承——公称接触角大于45°小于90°的推力轴承。
（2）按其滚动体的种类，分为：
Ⅰ）球轴承——滚动体为球；
Ⅱ）滚子轴承——滚动体为滚子。
滚子轴承按滚子种类，又分为：
a.圆柱滚子轴承；
b.滚针轴承；
c.圆锥滚子轴承；
d.调心滚子轴承。
（3）轴承按其工作时能否调心，分为：
Ⅰ）钢性轴承；
Ⅱ）调心轴承。
（4）通常轴承按其所能承受的负荷方向或公称接触角，滚动体的种类综合分为：
Ⅰ）深沟球轴承；
Ⅱ）圆柱滚子轴承；
Ⅲ）滚针轴承；
Ⅳ）调心球轴承；
Ⅴ）角接触球轴承；
Ⅵ）调心滚子轴承；
Ⅶ）圆锥滚子轴承；
Ⅷ）推力角接触球轴承；
Ⅸ）推力调心滚子轴承；
Ⅹ）推力圆锥滚子轴承；
Ⅺ）推力球轴承；
Ⅻ）推力圆柱滚子轴承；
ⅩⅢ）推力滚针轴承；
ⅩⅣ）组合轴承（一套轴承内同时具有上述（１）～（１３）类中的两种或两种以上的轴承）．
４．滚动轴承的代号方法 按GB/T272—９３标准
（1）轴承代号的构成：
轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号构成，其排列：
前置代号 基本代号 后置代号
✧基本代号：
基本代号表示轴承的基本类型，结构和尺寸，是轴承代号的基础。
✧滚动轴承（滚针轴承除外）基本代号
滚动轴承外形尺寸符合GB273.1、GB273.2、GB273.3、GB3882任一标准规定的外形尺寸，其基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号、内径代号构成，排列按表Ⅰ
表Ⅰ 基本代号
类型代号
尺寸系列代号
内径代号
表Ⅰ中类型代号用阿拉伯数字（以下简称数字）或大写拉丁字母（以下简称字母）表示，尺寸系列代号和内径代号用数字表示：
例：
6201 6类型代号，2—尺寸系列（02）代号
01—内径代号
N2210 N—类型代号，22—尺寸系列代号
10—内径代号
✧类型代号：
表２
代号
轴承类型
代号
轴承类型
０
１
２
３
４
５
６
７
双列角接触球轴承
调心球轴承
调心滚子轴承和推力调心滚子轴承
圆锥滚子轴承
双列深沟球轴承
推力球轴承
深沟球轴承
角接触球轴承
８
N
U
QJ
推力圆柱滚子轴承
圆柱滚子轴承
双列或多列用字母NN表示
外球面球轴承
四点接触球轴承
注：
在表中代号后或前加字母或数字表示该类轴承中的不同结构。
✧尺寸系列代号
尺寸系列代号由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组合而成。
向心轴承、推力轴承尺寸系列代号按表３
表３
直径系列代号
向心轴承
推力轴承
宽度系列代号
高度系列代号
８
０
１
２
３
４
５
６
７
９
１
２
７
８
９
０
１
２
３
４
５
８２
８３
０８
０９
００
０１
０２
０３
０４
１７
１８
１９
１０
１１
１２
１３
２８
２９
２０
２１
２２
２３
２４
３７
３８
３９
３０
３１
３２
３３
４８
４９
４０
４１
４２
５８
５９
５０
５１
５２
６８
６９
６０
６１
６２
70
71
72
73
74
90
91
92
93
94
95
10
11
12
13
14
22
23
24
✧表示轴承公称内径的内径代号按表4。
表4
轴承公称内径mm
内径代号
示例
0.6~10（非整数）
用公称内径毫米直接表示，在其与尺寸系列代号之间用“／”分开。
深沟球轴承618/2.5
d=2.5
1~9（整数）
用公称内径毫米直接表示，对深沟及角接触球轴承7、8、9直径系列，内径与尺寸系列代号之间用“／”分开。
深沟球轴承625
d=5mm
10~17
10
12
15
17
00
01
02
03
深沟球轴承
6200
d=10mm
20~480（22、28、32除外）
公称内径除以5的商数，商数为个位数，需在商数左边加“0”如08
调心滚子轴承
23208
d=40mm
大于和等于500以及22、28、32
用公称内径毫米数直接表示，但在与尺寸系列之间用“／”分开。
调心滚子轴承
230/500
d=500mm
深沟球轴承
62/22,d=22mm
例：
调心滚子轴承232242－类型代号32－尺寸系列代号
24－内径代号d=120mm
✧滚针轴承基本代号
基本代号编制规则
基本代号中当轴承类型代号用字母表示时，编排时应与表示轴承尺寸的系列代号、内径代号或安装配合特征尺寸的数字之间空半个汉字距。
例：
ＮＪ230、ＳＸＫ0821；（ＡＸＫ0821）。
✧前置、后置代号：
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。
其排列按表5
表5
轴承代号
前置代号
基
本
代
号
后置代号（组）
成套轴承分部件
１
２
３
４
５
６
７
８
内部结构
密封与防尘套圈变型
保持架及其材料
轴承材料
公差等级
游
隙
配
置
其
它
✧前置代号
前置代号用字母表示。
代号及其含义按表6。
表6
代号
含义
示例
Ｌ
可分离轴承的可分离内圈或外圈
ＬＮＵ２０７
ＬＮ２０７
Ｒ
不带可分离内圈或外圈的轴承
（滚针轴承仅适用于ＮＡ型）
ＲＮＵ２０７
ＲＮＡ６９０４
Ｋ
滚子和保持架组件
Ｋ８１１０７
ＷＳ
推力圆柱滚子轴承轴圈
ＷＳ８１１０７
GS
推力圆柱滚子轴承座圈
ＧＳ８１１０７
✧后置代号
后置代号用字母或加数字表示。
后置代号的编制规则
a、后置代号置于基本代号的右边并与基本代号空半个汉字距（代号中有符号“－”，“／”除外）。
当改变项目多，具有多组后置代号，按表８所列从左至右的顺序排列；
b、改变为４组（含４组）以后的内容，则在其代号前用“／”与前面代号隔开；
例如：
6205-2z/p622308/p63.
c、改变内容为第４组后的两组，在前组与后组代号中的数字或文字表示含义可能混淆时，两代号间空半个汉字距。
例：
6208/p63v1.
后置代号及含义
a、内部结构代号按表7
表7
代号
含义
示例
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ
１）、表示内部结构改变；
２）、表示标准设计，其含义随不同类型，结构而异
B
（1）角接触球轴承公称接触角
α＝40°７２０１Ｂ；
（2）圆锥滚子轴承接触角加大32130B
C
（1）角接触球轴承公称接触角
α＝15°；
（2）调心滚子轴承Ｃ型23122c
Ｅ加强型1）ＮＵ２０７Ｅ
ＡＣ
Ｄ
ＺＷ
角接触球轴承公称接触角α＝25°；
剖分式轴承
滚针保持架组件（双）
7210AC
K50×55×20D
K20×25×40ZW
注：
１）、加强型，即内部结构设计改进，增大轴承承载能力。
b、密封、防尘与外部形状变化代号及含义按表8。
表8
代号
含义
示例
K
圆锥孔轴承锥度１：
１２（外球面轴承除外）
1210K
K30
圆锥孔轴承锥度１：
３０
24122K30
R
轴承外圈有止动挡边（凸缘外圈）
（不适用于内径小于10mm的向心球轴承）
30307R
N
轴承外圈上有止动槽
6210N
NR
轴承外圈上有止动槽，并带止动环
6210NR
-RS
轴承一面带骨架式橡胶密封圈（接触式）
6210－RS
-2RS
轴承两面带骨架式橡胶密封圈（接触式）
6210－2RS
-Z
轴承一面带防尘盖
6210-Z
-（ZZ）2Z
轴承两面带防尘盖
6210-2Z
-RSZ
轴承一面带骨架式橡胶密封圈（接触式）一面带防尘盖
6210-RSZ
-RZ
轴承一面带骨架式橡胶密封圈（非接触式）
6210-RZ
-2RZ
轴承两面带骨架式橡胶密封圈（非接触式）
6210-2RZ
-RZZ
轴承一面带骨架式橡胶密封圈（非接触式），一面带防尘盖
6210-RZZ
-ZN
轴承一面带防尘盖，另一面外圈有止动槽
6210-ZN
-ZNR
轴承一面带防尘盖，另一面外圈有止动槽并带止动环
6210-ZNR
-ZNB
轴承一面带防尘盖，同一面外圈有止动槽
6210-ZNB
-2ZN
轴承两面带防尘盖，外圈有止动槽
6210-2ZN
U
推力球轴承带球面垫圈
53210U
注：
密封圈代号与防尘盖代号同样可以与止动槽代号进行多种组合。
c、保持架结构，材料改变及轴承材料改变的代号按JB/T2974的规定。
d、公差等级代号按表9。
表9
代号
含 义
示 例
／P0
公差等级符合标准规定的0级（代号中省略不写）
6203
／P6
公差等级符合标准规定的6级
6203／P6
／P6x
公差等级符合标准规定的6x级
30210/P6x
／P5
公差等级符合标准规定的5级
6203/P5
／P4
公差等级符合标准规定的4级
6203/P4
／P2
公差等级符合标准规定的2级
6203/P2
e、游隙代号按表10。
表10
代号
含 义
示 例
／C1
游隙符合标准规定的1组
NN3006K/C1
／C2
游隙符合标准规定的2组
6210/C2
——
游隙符合标准规定的0组
6210
／C3
游隙符合标准规定的3组
6210/C3
／C4
游隙符合标准规定的4组
NN3006K/C4
／C5
游隙符合标准规定的5组
NNU4920K/C5
公差等级代号与游隙代号需同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号（0组不表示）组合表示。
例：
／P63表示轴承公差等级P6级，径向游隙3组。
／P52表示轴承公差等级P5级，径向游隙2组。
f、配置代号按表11。
表11
代号
含 义
示 例
／DB
成对背对背安装
7210C/DB
／DF
成对面对面安装
32208/DF
／DT
成对串联安装
7210C/DT
g、其他：
在轴承振动、噪声、摩擦力距、工作温度、润滑等要求特殊时，其代号按JB/T2974的规定。
✧另外轴承还可以按外径尺寸分类，一般可分为：
1）微型轴承 D＜２６mm
2）小型轴承２６mm≤D＜６０mm
3）中小型轴承６０mm≤D＜１２０mm
4）中大型轴承１２０mm≤D＜２００mm
5）大型轴承２００mm≤D＜４４０mm
6）特大型轴承４４０mm≤D＜２０００mm
7）重大型轴承D≥２０００mm
５、制造滚动轴承的材料：
１、制造滚动轴承用钢应具有的性能：
制造滚动轴承选择材料是否适当，对其使用性能有很大的影响。
而对材料的基本要求是由轴承的破坏形式决定的。
一般情况下，滚动轴承的主要破坏形式是在交变应力作用下的疲劳剥落，以及因摩擦磨损而使轴承精度丧失。
此外，还有裂纹、压痕、锈蚀等。
因而要求制造滚动轴承用钢应具备下列性能：
（1）有较高的接触疲劳强度
滚动轴承运转时，滚动体在轴承的内、外圈的滚道间滚动，其接触部分承受周期性交变负荷，多者每分钟可达数万次到数十万次。
在周期性交变应力的反复作用下，接触表面金属出现剥落，引起轴承振动，噪声增大，工作温度急剧上升，致使轴承最终损坏，称为接触疲劳破坏，接触疲劳破坏是轴承正常破坏的主要形式，因此，要求滚动轴承用钢应具有较高的接触疲劳强度。
（2）良好的耐磨性
滚动轴承在工作时，除了发生滚动摩擦外，也同时发生滑动摩擦。
发生滑动摩擦的主要部位是：
滚动体与滚道之间，滚动体和保持架兜孔之间，保持架和套圈引导挡边之间以及滚动体（滚子）端面与套圈引导挡边之间等。
滚动轴承中滑动摩擦的存在不可避免地使轴承零件产生磨损。
如果钢轴钢的耐磨性差，滚动轴承便会过早地丧失精度或旋转精度下降而使轴承振动增加，寿命降低，因此，要求轴承钢应具有良好的耐磨性。
（3）有较高的弹性极限
由于滚动体与套圈滚道之间接触面积很小，轴承在负荷作用下，特别是在较大负荷作用下，接触表面的接触压力很大，为了防止高温接触压力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或发生表面裂纹，因此，要求轴承钢，应具有较高的弹性极限。
（4）有适宜的硬度
滚动轴承的硬度也直接影响着轴承的寿命。
滚动轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都影响轴承的使用寿命。
滚动轴承在国家标准中规定，当轴承套圈和滚动体用GCr15轴承钢制造时，其硬度应为61~65HRc。
（钢球为60~66HRc）；用GCr15SiMn制造时，应为60~64HRc（钢球为60~66HRc）这是因为大量试验证明，在这个硬度范围内，材料的接触疲劳度强度、耐磨性和弹性极限都是高的。
（5）有一定的韧性，要求轴承不因受冲击负荷而破坏。
（6）有良好的尺寸稳定性。
（7）有一定的防锈性能。
（8）有良好的工艺性能。
滚动轴承在生产中，其零件要经常通过多道冷、热加工序。
这就要求轴承钢应具有良好的工艺性能。
如：
冷、热成型性、切削、磨削及热处理性能等，以适应大批量、高效率、低成本和高质量生产的需要。
GCr15及GCr15SiMn轴承钢具有上述性能，因此，在世界各国生产轴承中（滚动轴承）均多数采用这种钢材。
（高碳铬轴承钢）
当然，由于各种轴承的使用要求不同，生产滚动轴承的钢材还有：
渗碳轴承钢、耐腐蚀轴承钢、高温轴承钢、防磁轴承钢。
２、制造滚动轴承保持架及其它零件用材料
制造滚动轴承保持架用的材料大部份采用08和10号优质碳素钢薄板冷冲压制造。
也有用黄铜、铝铁锰青铜、铝合金。
还有根据用途不同酚醛胶布（制造中、小型、微型、高速度轴承的保持），还有用尼龙1010，聚四氯乙烯（制造≤100°c的中、小型高速度耐腐蚀轴承保持架。
耐油脂胶毛毡（制造轴承的密封圈）等。
2、滚动轴承加工
1、滚动轴承的生产过程
滚动轴承属于大批量专业化生产、整个产品往往是由几个工厂（分厂）或几个车间来完成，各自生产不同的零件或同一零件各自进行不同的工序生产加工最后装配成一套轴承。
图一、滚动轴承的生产全过程（球轴承）
套圈钢球保持架
棒料、管料棒料线材、棒料棒料（大）带料、板料棒料（其它）
锻造冷镦热冲冲压成形车削
退火退火
车加工锉削表面处理钻孔（镗孔）
热处理软磨检查表面处理
磨加工热处理检查
超精加工硬磨
终检分类研磨
抛光或精研
终检（外观分选）
装配
成检清洗测振防锈包装
2、轴承套圈的加工过程
（1）毛坯加工：
尺寸
棒料切料锻造成形检验
几何形状
金相组织
退火检验下道车间（或出厂）
硬度
（2）车削加工：
锻件车第一端面车第二端面车沟打印
倒角倒角
检验软磨端面（根椐需要）下道车间（出厂）
管料切断车第一端面车第二端面
倒角倒角
车沟打印（按需要）软磨端面检验下车间（出
厂）
（3）热处理
淬火硬度
套圈入炉加热入油淬火冷却抽检
变形
保温硬度、金相
回火清洗检验下车间（出厂）
冷却变形
3、磨加工工艺及装备
外圈外径外沟
磨端面（研端面）磨外径磨内径磨沟
内圈外径内沟
外沟
超精沟零件终检清洗套圈分选合套装球
内沟
游隙检验装保持架、铆合成品检验清洗振动检验
需装密封圈
装密封件检验振动包装入库（出厂）
轴承压盖
3、滚动轴承的技术标准
滚动轴承的技术标准也称滚动轴承的条件，为了滚动轴承的生产加工质量达一定的目标要求，满足用户使用的要求。
且在生产中指导生产加工，必须制定滚动轴承技术标准（技术条件）我国国家标准委员会制定了滚动轴承统一的标准，由国家标准局审定颁布。
并且我国在７０年代后期就已加入了国际标准化组织（简称ＩＳＯ组织）是该组织的成员国。
由该组织制定发布的标准，统称为ＩＳＯ标准。
我国早在８０后代初期颁布的轴承技术标准已基本等同ＩＳＯ标准（世界通用标准），但在轴承生产中，由于市场的需要，求得轴承企业的生存和发展，并制造出更高质量的轴承与世界市场竟争激烈，及用户对轴承质量不断的提出新的要求，和轴承出口的技术要求。
我国又制出了许多新的技术标准完全与ＩＳＯ标准等同与国际标准统一，我国许多轴承生产厂家又在统一的标准基础上制定许多各自企业内控标准，来满足市场需要和求得本企业的生存和发展。
新大地轴承就是这样来生存的，要求生产加工出来的产品是高质量、低噪音（低振动值）的轴承，新大地轴承厂生产的产品是电动工具轴承、家用电机轴承及其它。
这些轴承都是要求低噪音（低振动值）的轴承，属于微型、小型轴承，要达到低噪音轴承的质量，在生产加工中的每一道工序都必需达到高质量的要求，要做到高质量的要求，我们轴承厂的每一个员工，都必须了解轴承的技术标准，技术名词，才能做好自已的工作。
1、滚动轴承的标准种类：
滚动轴承标准的种类很多，就生产球轴承而言有以下主要标准：
ＧＢ／Ｔ307.1-94向心轴承公差
ＧＢ／Ｔ4604-93滚动轴承径向游隙
ＧＢ／Ｔ276-94滚动轴承深沟球轴承外形尺寸
ＪＢ／Ｔ7752-95密封深沟球轴承技术条件
ＧＢ4199-84滚动轴承公并定义
ＪＢ／Ｔ2974-93滚动轴承代号方法补充规定
ＧＢ／Ｔ272-93动轴承代号方法
ＧＢ271-87滚动轴承分类
ＺＢＪ11027-89电机用深沟球轴承技术条件
ＧＢ308-89滚动轴承钢球
ＧＢ307.3-84滚动轴承一般术要求
ＪＢ1255-91高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处
理技术条件
ＪＢ／Ｔ7047-93滚动轴承深沟球轴承振动（速度）技术条件
ＪＢ／Ｔ50009-94滚动轴承深沟球轴承振动（速度）技术条件
ＧＢ307.2-84滚动轴承公差的测量方法
ＪＢ／Ｔ3573-93 滚动轴承 径向游隙的测量及评定方法
ＪＢ／Ｔ5313-93 滚动轴承 振动（速度）测量方法
ＪＢ／Ｔ5314-93 滚动轴承 振动（加速度）测量方法
ＪＢ／Ｔ7050-93 滚动轴承 清洁度及评定方法
ＪＢ／Ｔ6641-93 滚动轴承 残磁及其评定方法
ＪＢ／Ｔ6642-93 滚动轴承 零件圆度误差测量及评定方法
２、滚动轴承公差定义及符号（深沟球轴承）
2.1、内径
2.1.1、公差内径d
定义：
包容圆柱形内孔理论内孔表面的圆柱体直径。
（注：
滚动轴承的公差内径，一般作为实际内孔表面偏差的基准值-基本值
径）
2.1.2、单一内径ds
同实际内孔表面与一径向平面的交线相切的平行切线间的距离。
2.1.3、单一内径偏差△ds
单一内径与公称内径之差△ds=ds-d
2.1.4、内径变动量Vds
单个套圈最大与最小单一内径之差
2.1.5、平均内径dm
单个套圈最大与最小单一内径的算术平均值。
2.1.6、平均内径偏差△dm
平均内径与公称内径之差 △dm=dm-d
2.1.7、单一平面平均内径dmp
在单一平面内最大与最小单一内径的算术平均值
2.1.8、单一平面平均内径偏差△dmp
单一平面平均内径与公称内径之差△dmp=dmp-d
2.1.9、单一径向平面内的内径变动量Vdp
在单一径向平面内最大与最小单一内径之差
2.1.10、平均内径变动量Vdmp
单个套圈最
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