磚瓦工廠常用軸承使用時(shí)應(yīng)注意的問題

蔡祖光

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

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)稱滑動(dòng)軸承)和滾動(dòng)摩擦軸承(簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承)兩大類。一般地說，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)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)類零件的，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，通常由軸承專業(yè)廠家批量生產(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．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，因此該類軸承的套圈和滾動(dòng)體通常采用奧氏體不銹鋼(不能通過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(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，并考慮到窯車耐火材料的隔熱阻熱性能的不足以及窯車之間接縫密封的不嚴(yán)密等因素，易造成高溫?zé)Y(jié)區(qū)域窯車軸承處的溫度達(dá)500℃左右，嚴(yán)格地說需采用高溫滾動(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，礦物潤滑油也可在280℃時(shí)正常使用。但通常認(rèn)為礦物潤滑油的工作溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)，才能確保礦物潤滑油的安全使用，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)軸承的類型和代號(hào)

   3．1類型

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

   a．按所能承受載荷的方向或公稱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與軸承徑向平面(垂直于軸承軸心線的平面)之間的夾角α稱為公稱接觸角。公稱接觸角是由滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。按公稱接觸角的數(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，通常由軸承專業(yè)廠家批量生產(chǎn)，為便于生產(chǎn)和選用，需采用代號(hào)來表示滾動(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。