磚瓦工廠常用軸承使用時應注意的問題

蔡祖光

   摘要：介紹了滾動軸承的結構特點、類型、代號及其主要技術性能指標，詳細論述了磚瓦工廠常用軸承使用時應注意的問題。

1前言

   軸承是機械傳動裝置中用于確定軸與其他零件的相對運動位置，保持軸的運動精度，減小軸與支承之間的摩擦和磨損。并起支承和導向作用的零部件。軸承可大致區分為滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)兩大類。一般地說，在實踐生產中是選用滑動軸承還是滾動軸承，主要取決于傳動裝置的功能、結構和生產制造工藝等許多因素。由于滾動軸承主要是依靠運動元件間的滾動接觸來支承轉動類零件的，因此，滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏、傳動效率高、功率消耗少、旋轉運動精度高、潤滑簡便和使用維護保養方便等優點。同時，因滑動軸承的摩擦損耗較大，維護保養較困難。而且在很多領域滑動軸承已逐漸被滾動軸承所取代，所以說滾動軸承是現代機械設備中不可缺少的重要零部件。事實上，滾動軸承屬于通用型標準件，通常由軸承專業廠家批量生產，設計者可根據需要直接選用。為此本文根據有關文獻及筆者的親身經驗探討滾動軸承的結構特點、類型、代號、主要技術性能指標及其使用時應注意的問題，供同行們批評指正。

2滾動軸承的結構特點

   滾動軸承通常由套圈(如：深溝球軸承的內圈和外圈、推力球軸承的動圈和靜圈)、滾動體和保持架等組成，內圈和動圈裝在軸頸上，外圈和靜圈則裝在軸承座孔內。通常內圈或動圈與軸一同旋轉，外圈或靜圈則固定在軸承座孔內，當兩套圈之間產生相對旋轉運動時，滾動體則沿著套圈滾道滾動。保持架則是促使滾動體均勻地分布在套圈之間的滾道上，避免滾動體之間產生接觸，并確保滾動體之間不致產生沖擊、碰撞和摩擦磨損等。常用滾動體主要有鋼球、短圓柱滾子、長圓柱滾子、圓錐滾子、調心滾子和滾針共6種形式。由此可見．滾動軸承的套圈和滾動體應具有較高的硬度、較好的接觸疲勞強度、耐磨性能和耐沖擊性能良好等。為了滿足上述要求，套圈和滾動體通常采用軸承鋼，如：GCr9、GCr9SiMn、GCrl5和GCrl5SiMn等經淬火、回火熱處理后硬度可達60HRC~65HRC，并經磨削加工后制成。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體保持架、玻璃纖維增強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。為了適應某些特殊要求。有些滾動軸承還需附加其他特殊元件或采用特殊結構，如無內圈或外圈軸承、軸承內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環槽等。

   此外，滾動軸承還有防銹蝕等要求的不銹鋼滾動軸承和工作環境溫度比較高的高溫滾動軸承等其他形式。

   不銹鋼滾動軸承就是要求在常溫狀態下具有防銹蝕功能的滾動軸承，因此該類軸承的套圈和滾動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、酚醛層壓膠布管實體保持架，也可采用玻璃纖維增強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。

對用于窯車(磚坯經隧道窯燒結時，用于輸送磚坯的燒結輸送設備)、干燥器(加熱器)、加熱爐或機械傳動連續式燃煤機等軸承，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密等因素，易造成高溫燒結區域窯車軸承處的溫度達500℃左右，嚴格地說需采用高溫滾動軸承。高溫滾動軸承是指那些工作環境溫度較高，而且軸承本身的工作溫度也比較高的滾動軸承，顯然其套圈和滾動體應選用特殊的材料制作。若工作溫度在120～500度的范圍內，那么滾動軸承的套圈和滾動體可采用高溫軸承合金鋼(如Cr4MO4V、Crl4M04、Crl5M04v和w18Cr4V等)制造，經過與其工作溫度相適應、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，那么滾動軸承的套圈和滾動體則需采用以鈷或鎳為基體的含有較高成分鉻的超級高溫軸承合金材料制造。若工作溫度達800度以上，那么滾動軸承的套圈和滾動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，保持架的材質也應與滾動軸承的工作溫度相適應，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，考慮到實踐生產中銅合金保持架滾動軸承或多或少具有短時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行彌補。對使用溫度達500℃時，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，在高溫時易氯化成脂肪酸并腐蝕滾動軸承。如果使用適當，供油方法良好，礦物潤滑油也可在280℃時正常使用。但通常認為礦物潤滑油的工作溫度應低于其閃點，才能確保礦物潤滑油的安全使用，當滾動軸承的工作溫度大于280℃時，應優先考慮使用固體潤滑劑．如：二硫化鉬等。此外，設計選用高溫滾動軸承時，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，在結構設計方面還應重點加強軸承的冷卻和散熱等措施。設法隔絕外來熱源的侵襲，才能最大限度地降低滾動軸承的工作溫度及確保高溫滾動軸承的可靠工作。

3滾動軸承的類型和代號

   3．1類型

   滾動軸承按其結構特點有多種分類方法，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軸承的結構特點決定的。按公稱接觸角的數值大小，向心軸承又可區分為徑向接觸軸承和向心角接觸軸承。   

同樣，按公稱接觸角的數值大小，推力軸承也可區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．按滾動體的種類可分為球軸承和滾子軸承

   球軸承的滾動體為鋼球，鋼球與套圈滾道表面僅為點接觸，承載能力較少，但其極限轉速較高；而滾子軸承的滾動體為滾子，滾子與套圈滾道表面為線接觸，承載能力較大，但其極限轉速卻較低。滾子軸承按滾子的形狀還可細分為圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調心滾子軸承和滾針軸承。總之，在相同規格尺寸的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力大及耐沖擊性能好，但價格較高。球軸承的摩擦磨損小，工作轉速較高，價格低廉。

   c．按工作時是否具有調心作用可分為調心軸承和非調心軸承，調心軸承所允許的偏位角大。

   d．按安裝時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．便于拆卸及維護保養等。

e．按軸承制造精度，即公差等級可分為0、6、5、 4和2級滾動軸承，其中O級表示普通精度滾動軸承、6級及6x級(6x級僅用于圓錐滾子軸承)表示高級精度滾動軸承、5級表示精密滾動軸承、4級表示超精密滾動軸承、2級表示最精密滾動軸承。

   f．按運動方式可分為直線滾動軸承和回轉運動軸承，回轉運動軸承就是旋轉運動軸承，亦即常用的滾動軸承。

   g．其他

   按滾動軸承的工作轉速可分為低速滾動軸承(小于10 r／min)、普通速度滾動軸承(10r／min～極限轉速)和高速滾動軸承(大于極限轉速)；同時，按滾動軸承的套圈和滾動體的材料又可分為普通材料滾動軸承和不銹鋼滾動軸承；此外，按滾動軸承的工作溫度又可分為常溫滾動軸承(小于120℃)和高溫滾動軸承(大于120℃)等。

   3．2代號

滾動軸承屬于通用型標準件，通常由軸承專業廠家批量生產，為便于生產和選用，需采用代號來表示滾動軸承。所謂滾動軸承代號就是表示滾動軸承的結構、尺寸、公差等級和技術性能特征的產品代號，由字母和數字組成。因此，國家標準GB／T272一1993規定，滾動軸承的代號由基本代號、前置代號和后置代號三部分構成。