軸承（Bearing）是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運(yùn)動過程中的摩擦系數(shù)（friction coefficient），并保證其回轉(zhuǎn)精度（accuracy）。

早的直線運(yùn)動軸承形式，就是在一排撬板下放置一排木桿?，F(xiàn)代直線運(yùn)動軸承使用的是同一種工作原理，只不過有時用球代替滾子。最簡單的旋轉(zhuǎn)軸承是軸套軸承，它只是一個夾在車輪和輪軸之間的襯套。這種設(shè)計隨后被滾動軸承替代，就是用很多圓柱形的滾子替代原先的襯套，每個滾動體就像一個單獨(dú)的車輪。

在意大利奈米湖發(fā)現(xiàn)的一艘建造于公元前40年的古羅馬船只上，發(fā)現(xiàn)了早期的球軸承的實例：一個木制球軸承是用來支撐旋轉(zhuǎn)桌面。據(jù)說列昂納多·達(dá)·芬奇在1500年左右曾經(jīng)對一種球軸承進(jìn)行過描述。球軸承的各種不成熟因素中，有很重要的一點(diǎn)就是球之間會發(fā)生碰撞，造成額外的摩擦。但是可以通過把球放進(jìn)一個個小籠里防止這種現(xiàn)象。17世紀(jì)，伽利略對“籠裝球”的球軸承做過最早的描述。十七世紀(jì)末，英國的C.瓦洛設(shè)計制造球軸承，并裝在郵車上試用以及英國的P.沃思取得球軸承的專利。最早投入實用的帶有保持架的滾動軸承是鐘表匠約翰·哈里遜于1760年為制作H3計時計而發(fā)明的。十八世紀(jì)末德國的H.R.赫茲發(fā)表關(guān)于球軸承接觸應(yīng)力的論文。在赫茲成就的基礎(chǔ)上，德國的R.施特里貝克、瑞典的A.帕姆格倫等人進(jìn)行了大量的試驗，對發(fā)展?jié)L動軸承的設(shè)計理論和疲勞壽命計算作出了貢獻(xiàn)。隨后，俄國的N.P.彼得羅夫應(yīng)用牛頓粘性定律計算軸承摩擦。第一個關(guān)于球溝道的專利是卡馬森的菲利普·沃恩在1794年獲得的。

1883年，弗里德里希·費(fèi)舍爾提出了使用合適的生產(chǎn)機(jī)器磨制大小相同、圓度準(zhǔn)確的鋼球的主張，奠定了軸承工業(yè)的基礎(chǔ)。英國的O.雷諾對托爾的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，導(dǎo)出了雷諾方程，從此奠定了流體動壓潤滑理論的基礎(chǔ)。

行業(yè)概況

根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2011年中國軸承制造行業(yè)規(guī)模(年銷售收入2000萬元以上)企業(yè)共有1416家企業(yè)，全年實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值1932.11億元，同比增長27.59%；銷售收入為1910.97億元，同比增長30.30%；利潤總額125.23億元，較上年增長為26.54%。預(yù)計到2015年，我國軸承產(chǎn)量有望超過280億套，主營業(yè)務(wù)收入有望達(dá)到2100億元，成為全球最大的軸承生產(chǎn)和銷售基地。

當(dāng)前我國軸承行業(yè)主要面臨三大突出問題：分別是行業(yè)生產(chǎn)集中度低、研發(fā)和創(chuàng)新能力低、制造技術(shù)水平低。

第一，行業(yè)生產(chǎn)集中度低。在全世界軸承約300億美元的銷售額中，世界8大跨國公司占75%～80%。德國兩大公司占其全國總量的90%，日本5家占其全國總量的90%，美國1家占其全國總量的56%。而我國瓦軸等10家最大的軸承企業(yè)，銷售額僅占全行業(yè)的24.7%，前30家的生產(chǎn)集中度也僅為37.4%。

第二，研發(fā)和創(chuàng)新能力低。全行業(yè)基礎(chǔ)理論研究弱，參與國際標(biāo)準(zhǔn)制訂力度弱，少原創(chuàng)技術(shù)，少專利產(chǎn)品。

當(dāng)前我們的設(shè)計和制造技術(shù)基本上是模仿，產(chǎn)品開發(fā)能力低，表現(xiàn)在：雖然對國內(nèi)主機(jī)的配套率達(dá)到80%，但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機(jī)、空調(diào)器、高水平軋機(jī)等重要主機(jī)的配套和維修軸承，基本上靠進(jìn)口。

第三，制造技術(shù)水平低。我國軸承工業(yè)制造工藝和工藝裝備技術(shù)發(fā)展緩慢，車加工數(shù)控率低，磨加工自動化水平低，全國僅有200多條自動生產(chǎn)線。對軸承壽命和可靠性至關(guān)重要的先進(jìn)熱處理工藝和裝備，如控制氣氛保護(hù)加熱、雙細(xì)化、貝氏體淬火等覆蓋率低，許多技術(shù)難題攻關(guān)未能取得突破。軸承鋼新鋼種的研發(fā)，鋼材質(zhì)量的提高，潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，尚不能適應(yīng)軸承產(chǎn)品水平和質(zhì)量提高的要求。因而造成工序能力指數(shù)低，一致性差，產(chǎn)品加工尺寸離散度大，產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定而影響軸承的精度、性能、壽命和可靠性。

 

軸承參數(shù)

壽命

在一定載荷作用下，軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時數(shù)，稱為軸承壽命。

滾動軸承之壽命以轉(zhuǎn)數(shù)（或以一定轉(zhuǎn)速下的工作的小時數(shù)）定義：在此壽命以內(nèi)的軸承，應(yīng)在其任何軸承圈或滾動體上發(fā)生初步疲勞損壞（剝落或缺損）。然而無論在實驗室試驗或在實際使用中，都可明顯的看到，在同樣的工作條件下的外觀相同軸承，實際壽命大不相同。此外還有數(shù)種不同定義的軸承“壽命”，其中之一即所謂的“工作壽命”，它表示某一軸承在損壞之前可達(dá)到的實際壽命是由磨損、損壞通常并非由疲勞所致，而是由磨損、腐蝕、密封損壞等原因造成。

為確定軸承壽命的標(biāo)準(zhǔn)，把軸承壽命與可靠性聯(lián)系起來。

由于制造精度，材料均勻程度的差異，即使是同樣材料，同樣尺寸的同一批軸承，在同樣的工作條件下使用，其壽命長短也不相同。若以統(tǒng)計壽命為1單位，最長的相對壽命為4單位，最短的為0.1-0.2單位，最長與最短壽命之比為20-40倍。90%的軸承不產(chǎn)生點(diǎn)蝕，所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)或小時數(shù)稱為軸承額定壽命 [1]  。

額定動載荷

為比較軸承抗點(diǎn)蝕的承載能力，規(guī)定軸承的額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)（106）時，所能承受的最大載荷為基本額定動載荷，以C表示。

也就是軸承在額定動載荷C作用下，這種軸承工作一百萬轉(zhuǎn)（106）而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效的可靠度為90%，C越大承載能力越高。

對于基本額定動載荷

1．向心軸承是指純徑向載荷

2．推力球軸承是指純軸向載荷

3．向心推力軸承是指產(chǎn)生純徑向位移得徑向分量

 

行業(yè)現(xiàn)狀

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《中國軸承制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2009-2013年中國軸承制造行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值呈逐年增長的態(tài)勢。2013年行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值2493.63億元，同比增長了12.92%。

對近五年來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，2009-2013年中國軸承制造行業(yè)銷售收入也呈逐年增加的態(tài)勢。2013年，實現(xiàn)銷售收入2490.12億元，同比增長11.80%。

我國軸承工業(yè)飛速發(fā)展，軸承品種由少到多，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平從低到高，行業(yè)規(guī)模從小到大，已經(jīng)形成了產(chǎn)品門類基本齊全、生產(chǎn)布局較為合理的專業(yè)生產(chǎn)體系。

 

結(jié)構(gòu)分類

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軸承分類

滑動軸承

滑動軸承不分內(nèi)外圈也沒有滾動體，一般是由耐磨材料制成。常用于低速，輕載及加注潤滑油及維護(hù)困難的機(jī)械轉(zhuǎn)動部位。

關(guān)節(jié)軸承

關(guān)節(jié)軸承的滑動接觸表面為球面，主要適用于擺動運(yùn)動、傾斜運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

滾動軸承

深溝球軸承

深溝球軸承

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深溝球軸承是最具代表性的滾動軸承。與尺寸相同的其它類型軸承相比，該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，精度高，無需經(jīng)常維護(hù)，而且尺寸范圍大、形式多，是應(yīng)用最廣的一類軸承。它主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷。當(dāng)其僅承受徑向載荷時，接觸角為零。

深溝球軸承裝在軸上后，在軸承的軸向游隙范圍內(nèi)，可限制軸或外殼兩個方向的軸向位移，因此可在雙向作軸向定位。當(dāng)深溝球軸承具有較大的徑向游隙時，具有角接觸軸承的性能，可承受較大的軸向載荷 。在軸向載荷很大的高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，深溝球軸承比推力球軸承更有優(yōu)越性。此外，該類軸承還具有一定的調(diào)心能力，當(dāng)相對于外殼孔傾斜2′～10′ 時，仍能正常工作，但對軸承壽命有一定影響。

角接觸球軸承

一般習(xí)慣上稱為36、46型軸承為代表的六類軸承，角接觸一般為15度、25度、45度等。

調(diào)心球軸承

調(diào)心球軸承

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調(diào)心球軸承是二條滾道的內(nèi)圈和滾道為球面的外圈之間，裝配有圓球狀滾珠的軸承。外圈滾道面的曲率中心與軸承中心一致，所以具有與自動調(diào)心球軸承同樣的調(diào)心功能。在軸、外殼出現(xiàn)撓曲時，可以自動調(diào)整，不增加軸承負(fù)擔(dān)。調(diào)心滾子軸承可以承受徑向負(fù)荷及二個方向的軸向負(fù)荷。 調(diào)心球軸承徑向負(fù)荷能力大，適用于有重負(fù)荷、沖擊負(fù)荷的情況。內(nèi)圈內(nèi)徑是錐孔的軸承，可直接安裝?；蚴褂镁o定套、拆卸筒安裝在圓柱軸上。保持架使用鋼板沖壓保持架、聚酰胺成形. 調(diào)心球軸承適用于承受重載荷與沖擊載荷、精密儀表、低噪音電機(jī)、汽車、摩托車、冶金、軋機(jī)、礦山、石油、造紙、水泥、榨糖等行業(yè)及一般機(jī)械等。

推力球軸承

推力球軸承分為單向和雙向兩種。 它們只能承受軸向載荷，絕不能承受任何徑向載荷。推力軸承分緊圈和活圈兩部分。緊圈與軸套緊，活圈支承在軸承座上。套圈和滾動體通常采用強(qiáng)度高、耐磨性好的滾動軸承鋼制造，淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到HRC60～65。保持架多用軟鋼沖壓制成，也可以采用銅合金夾布膠木或塑料等制造。

雙向推力角接觸球軸承

雙列圓錐滾子軸承

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推力角接觸球軸承接觸角一般為60°常用的推力角接觸球軸承一般為雙向推力角接觸球軸承，主要用于精密機(jī)床主軸，一般與雙列圓柱滾子軸承一起配合使用，可承受雙向軸向載荷，具有精度高，剛性好，溫升低，轉(zhuǎn)速高，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。

推力滾子軸承

包括推力圓柱滾子軸承、推力圓錐滾子軸承、推力滾針軸承和推力調(diào)心滾子軸承。

滾針軸承

滾針軸承

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滾針軸承裝有細(xì)而長的滾子（滾子長度為直徑的3~10倍，直徑一般不大于5mm），因此徑向結(jié)構(gòu)緊湊，其內(nèi)徑尺寸和載荷能力與其他類型軸承相同時，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).滾針軸承根據(jù)使用場合不同，可選用無內(nèi)圈的軸承或滾針和保持架組件，此時與軸承相配的軸頸表面和外殼孔表面直接作為軸承的內(nèi)、外滾動表面，為保證載荷能力和運(yùn)轉(zhuǎn)性能與有套圈軸承相同，軸或外殼孔滾道表面的硬度，加工精度和表面質(zhì)量應(yīng)與軸承套圈. 用途組合滾針軸承是由向心滾針軸承和推力軸承部件組合的軸承單元，其結(jié)構(gòu)緊湊體積小，旋轉(zhuǎn)精度高，可在承受很高徑向負(fù)荷的同時承受一定的軸向負(fù)荷。并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式多樣、適應(yīng)性廣、易于安裝。組合滾針軸承廣泛用于機(jī)床、冶金機(jī)械、紡織機(jī)械和印刷機(jī)械等各種機(jī)械設(shè)備，并可使機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的十分緊湊靈巧。

外球面球軸承

外球面球軸承的外圈外徑表面為球面，可以起到調(diào)心的作用。

調(diào)心滾子軸承

調(diào)心滾子軸承

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調(diào)心滾子軸承有兩列對稱型球面滾子，主要承受徑向載荷，同時也能承受任一方向的軸向載荷，但不能承受純軸向載荷。該類軸承外圈滾道是球面形，故其調(diào)心性能良好，能補(bǔ)償同軸度誤差，當(dāng)軸受力彎曲或安裝不同心時軸承仍可正常使用，調(diào)心性隨軸承尺寸系列不同而異，一般所允許的調(diào)心角度為1~2.5度 ，該類型軸承的負(fù)荷能力較大，除能承受徑向負(fù)荷外軸承還能承受雙向作用的軸向負(fù)荷，具有較好的抗沖擊能力，一般來說調(diào)心滾子軸承所允許的工作轉(zhuǎn)速較低。適用于重載或振動載荷下工作。

法蘭軸承

法蘭軸承外輪上帶有凸緣法蘭。特點(diǎn)是能簡化主機(jī)結(jié)構(gòu)，縮小主機(jī)尺寸，使軸承更容易定位。

帶座軸承

向心軸承與座組合在一起的一種組件，在與軸承軸心線平行的支撐表面上有個安裝螺釘?shù)牡装濉?/span>

組合軸承

一套軸承內(nèi)同時由上述兩種以上軸承結(jié)構(gòu)形式組合而成的滾動軸承。如滾針和推力圓柱滾子組合軸承、滾針和推力球組合軸承、滾針和角接觸球組合軸承等。

直線軸承

直線軸承分為金屬直線軸承和塑料直線軸承。

金屬直線軸承是一種以低成本生產(chǎn)的直線運(yùn)動系統(tǒng)，用于無限行程與圓柱軸配合使用。由于承載球與軸呈點(diǎn)接觸，故使用載荷小。鋼球以極小的摩擦阻力旋轉(zhuǎn)，從而能獲得高精度的平穩(wěn)運(yùn)動。

塑料直線軸承是一種自潤滑特性的直線運(yùn)動系統(tǒng)，其于金屬直線軸承最大的區(qū)別就是金屬直線軸承是滾動摩擦，軸承與圓柱軸之間是點(diǎn)接觸，所以這種適合低載荷高速運(yùn)動；而塑料直線軸承是滑動摩擦，軸承與圓柱軸之間是面接觸，所以這種適合高載荷中低速運(yùn)動。

軸承材料

軸承鋼的特點(diǎn)：

一、接觸疲勞強(qiáng)度

軸承在周期負(fù)荷的作用下，接觸外表很輕易發(fā)作疲憊破壞，即涌現(xiàn)龜裂剝落，這是軸承的重要破壞情勢。因而，為了進(jìn)步軸承的運(yùn)用壽命，軸承鋼必需具備很高的接觸疲憊強(qiáng)度。

二、耐磨性能

軸承任務(wù)時，套圈、滾動體和維持架之間不只發(fā)作滾動摩擦，而且也會發(fā)作滑動摩擦，從而使軸承零件一直地磨損。為了增加軸承零件的磨損，維持軸承精度穩(wěn)固性，延伸運(yùn)用壽命，軸承鋼應(yīng)有很好的耐磨性能。

三、硬度

硬度是軸承質(zhì)量的重要質(zhì)量之一，對接觸疲憊強(qiáng)度、耐磨性、彈性極限都有間接的影響。軸承鋼在運(yùn)用狀況下的硬度個別要到達(dá)HRC61~65，能力使軸承取得較高的接觸疲憊強(qiáng)度和耐磨性能。

四、防銹性能

為了避免軸承零件和成品在加工、寄放和運(yùn)用歷程中被侵蝕生銹，請求軸承鋼應(yīng)具備良好的防銹性能。

五、加工性能

軸承零件在消費(fèi)歷程中，要經(jīng)過許多道冷、熱加工工序，為了滿意少量量、高效力、高質(zhì)量的請求，軸承鋼應(yīng)具備良好的加工性能。例如，冷、熱成型性能，切削加工性能，淬透性等。

軸承鋼除了上述基礎(chǔ)請求外，還應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)化學(xué)成分恰當(dāng)、外部組織平均、非金屬攙雜物少、外部外表缺點(diǎn)契合規(guī)范以及外表脫碳層不超越規(guī)則濃度等請求。

用途應(yīng)用

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軸承作用

究其作用來講應(yīng)該是支撐，即字面解釋用來承軸的，但這只是其作用的一部分，支撐其實質(zhì)就是能夠承擔(dān)徑向載荷。也可以理解為它是用來固定軸的。軸承快易優(yōu)自動化選型有收錄。就是固定軸使其只能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，而控制其軸向和徑向的移動。電機(jī)沒有軸承的話根本就不能工作。因為軸可能向任何方向運(yùn)動，而電機(jī)工作時要求軸只能作轉(zhuǎn)動。從理論上來講不可能實現(xiàn)傳動的作用，不僅如此，軸承還會影響傳動，為了降低這個影響在高速軸的軸承上必須實現(xiàn)良好的潤滑，有的軸承本身已經(jīng)有潤滑，叫做預(yù)潤滑軸承，而大多數(shù)的軸承必須有潤滑油，負(fù)責(zé)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于摩擦不僅會增加能耗，更可怕的是很容易損壞軸承。把滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦的說法是片面的，因為有種叫滑動軸承的東西。

潤滑

滾動軸承的潤滑目有減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損，防止燒粘；延長其使用壽命；排出摩擦熱、冷卻，防止軸承過熱，防止?jié)櫥妥陨砝匣?；也有防止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。

潤滑方法

軸承的潤滑方法，分為脂潤滑和油潤滑。為了使軸承很好地發(fā)揮機(jī)能，首先，要選擇適合使用條件、使用目的的潤滑方法。若只考慮潤滑，油潤滑的潤滑性占優(yōu)勢。但是，脂潤滑有可以簡化軸承周圍結(jié)構(gòu)的特長，將脂潤滑和油潤滑的利弊比較。潤滑時要特別注意用量，不管是油潤滑還是脂潤滑，量太少潤滑不充分影響軸承壽命，量太多會產(chǎn)生大的阻力，影響轉(zhuǎn)速。

密封

軸承的密封可分為自帶密封和外加密封兩類。所謂軸承自帶密封就是把軸承本身制造成具有密封性能裝置的。如軸承帶防塵蓋、密封圈等。這種密封占用空間很小，安裝拆卸方便，造價也比較低。所謂軸承外加密封性能裝置，就是在安裝端蓋等內(nèi)部制造成具有各種性能的密封裝置。軸承外加密封又分為非接觸式密封與接觸式密封兩種。其中非接觸式密封適用于高速和高溫場合，有間隙式、迷宮式和墊圈式等不同結(jié)構(gòu)形式。接觸式密封適用于中、低速的工作條件，常用的有毛氈密封、皮碗密封等結(jié)構(gòu)形式。

根據(jù)軸承工作狀況和工作環(huán)境對密封程度的要求，在工程設(shè)計上常常是綜合運(yùn)用各種密封形式，以達(dá)到更好的密封效果。對軸承外加密封的選擇應(yīng)考慮下列幾種主要因素：

• 滾動軸承按其所能承受的載荷方向或公稱接觸角的不同分為向心軸承和推力軸承。其中徑向接觸軸承為公稱接觸角為0的向心軸承，向心角接觸軸承為公稱接觸角大于0到45的向心軸承。軸向接觸軸承為公稱接觸角為90的推力軸承，推力角接觸軸承為公稱接觸角大于45但小于90的推力軸承。

• 按滾動體的形狀可分為球軸承和滾子軸承。滾子軸承按滾子種類分為：圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承和調(diào)心滾子軸承。

• 按其工作時能否調(diào)心分為調(diào)心軸承----滾道是球面形的,能適應(yīng)兩滾道軸心線間的角偏差及角運(yùn)動的軸承和非調(diào)心軸承(剛性軸承)----能阻抗?jié)L道間軸心線角偏移的軸承。

• 按滾動體的列數(shù)分為單列軸承、雙列軸承和多列軸承。

• 按其部件（套圈）能否分離分為可分離軸承和不可分離軸承。

• 按其結(jié)構(gòu)形狀(如有無裝填槽,有無內(nèi)、外圈以及套圈的形狀,擋邊的結(jié)構(gòu),甚至有無保持架等)還可以分為多種結(jié)構(gòu)類型。

• 按其外徑尺寸大小分為微型軸承（<26mm)、小型軸承（28-55mm）、中小型軸承（60-115）、中大型軸承（120-190mm）、大型軸承（200-430mm）和特大型軸承（>440mm）。

• 按應(yīng)用領(lǐng)域分為電機(jī)軸承、軋機(jī)軸承、主軸承等。

• 按材料分為陶瓷軸承、塑料軸承等。

• 軸承潤滑劑和種類（潤滑脂和潤滑油）；

• 軸承的工作環(huán)境，占用空間的大??；

• 軸的支承結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，允許角度偏差；

• 密封表面的圓周速度；

• 軸承的工作溫度；

• 制造成本。