SKF轴承资料.ppt

设计寿命,延长服务寿命,SKF循环周期,现有的维护操作,在北美一半的工厂实行被动式维修 三分之一实行预防性维修 六分之一实行预测性维修 一项研究表明策略性资产管理政策可： 提高25到60%的利润 减少30%的维修成本,远古时代的轴承,古代轴承的复原图,轴承的变革,1900,1950,2000,1907,1919,1939,1972,1995,轴承的基本功能,传递负荷 辅助作用 轴支撑 轴定位,轴承负荷,径向负荷,联合负荷,轴向负荷,轴承的工作原理 (书与桌实验),直尺,铅笔,轴承的工作原理 (书与桌实验),滚子和球的滚道接触,滚动体的类型,球面滚子 (非对称形),圆锥滚子,球面滚子 (对称形),滚针,圆柱滚子,滚珠,轴承组成 (深沟球轴承),密封件 滚动元件 内环 外环 保持架 密封件,SKF滚动轴承的材料,轴承环和滚动元件,淬火钢 碳铬钢含有大约 1% 碳，和 1.5 %铬,表面硬化钢 铬镍合金钢及锰铬合金钢含有 大约0,15 %碳,热处理,优点,贝氏硬化 结构坚固 自动尺寸稳定性 压缩剩余表面压力,表面硬化 表面坚硬、内质柔软 可防止裂纹的产生 最高的压缩剩余 表面压力,马氏硬化 成本低 可使用固定器件减少形变,缺点,贝氏硬化 比马氏硬化的成本稍高 硬度级别较低,表面硬化 时间消耗较大、成本较高,马氏硬化 表面裂纹蔓延的风险最高,轴承的热稳定性,直径变化 (m/100 mm),200 C (392 F) 时的保持时间,小时,马氏硬化,贝氏硬化,轴承的热稳定性等级,稳定性 级别,运行温度,硬度 HRC,SN,S0,S1,S2,S3,S4,高达120C (248 F),59 到 63,高达150C (302F),高达200C (392F),高达250C (482F),高达300C (572F),高达350C (662F),58 到 62,57 到 61,56 到 60,54 到 58,50 到 54,硬化过程：硬化效果,马氏硬化,标准应用 标准轴承,贝氏硬化,重型负荷轴承 球面滚子轴承,钢化,超重型负荷轴承 (+ 冲击负荷) 大型轴承,特殊应用 带有配合游隙的轴承（轧钢机）,表面硬化,特殊应用 轮毂单元、旋转环,不同热处理的效果,马氏硬化材料 （穿透淬火）,贝氏硬化材料 （穿透淬火）,延展压力50 100 MPa,压缩压力50 100 MPa,压缩压力200 400 MPa,60 HRC,60 HRC,59 HRC,35 HRC,59 HRC,58 HRC,: 延展压力,: 压缩压力,表面硬化材料,轴承接触角,单列 圆柱滚子 角接触 圆锥滚子 球面滚子 径向负荷 联合负荷,内径,内径表面,外径表面,外径,轴承术语,球轴承和滚子轴承系列,深沟,球轴承,滚子轴承,+,角接触,自调心,圆柱,圆锥,滚针,球面,负荷承载能力,负荷承载能力表示 为基本额定动载荷,相对极限速度之比较,油润滑速度级别,油脂润滑速度级别,r/min,轴承术语,保持架功能,分隔和引导滚动体 也称为分隔器. 基于应用要求的广泛材料系列,保持架的功能,防止与滚动元件的直接接触，使摩擦和热量生成降到最低 滚动元件的导向 提供润滑空间 在安装或卸装可分离设计的轴承时，固定滚动元件,保持架材料,保持架类型,尼龙保持架,窗式冲压钢保持架,黄铜保持架,尼龙保持架,运行温度 +120 C,窗式冲压钢保持架,窗式黄铜保持架,+,强度极高,+,适合于循环油润滑相关的超高速运转,相对（非常） 昂贵,极高的防震抗加速性能,+,密封结构：防护罩,非接触式密封,RZ,接触式唇型密封,RS1,工厂偍供的轴承润滑油,轴承是如何制成的,轴承装配过程 （内外）圈被磨成大致的尺寸然后进行热处理 52100钢的热处理温度最小为 150C SKF S1标准200C (392 F) （内外）圈进行最后的细磨然后超精成最终尺寸 球体和滚子由线材锻制再用机械加工而成,轴承是如何制成的（续）,小型轴承使用自动化生产，大型轴承需要人工装配 轴承的清洁度在5m以下 球轴承使用康拉德装配方法,轴承的基本知识,测量标准回顾：常用的测量单位 米尺的长度稍长 39.37 英寸 = 1 米 1 英寸 = 25.4 毫米 1 毫米 = 0.03937 英寸（约为一英寸的千分之四十） 人的头发约为75m 1 毫寸 = 0.001英寸 轴承的尺寸一般用公制单位表示 美国安装的产品、专业轴承的镗孔直径是一个例外（6203镗孔 5/8”）,滚动轴承是一种精密产品,1,有多大?,人的一根头发,0,06 毫米,标准,高精度轴承,精密轴承,普通,P6,P6 SP,P4A UP,PA9A PA9B,公差级别,0/-15 m,0/-12 m,0/-9 m,0/-7 m,0/-2,5 m,精度等级,精度等级：美国与世界的等级设定 ABEC ISO 1 普通 3 P6 5 P5 7 P4 9 P2 一般来说，轴承的精度级别不超过配合精度的一级以上 如配合不良的部件，即使采用更高精度的轴承也没有好处,径向游隙,轴向游隙,内部游隙,轴承的基本知识,C1 - 小于C2游隙 C2 - 小于常规游隙 (CN, C0) - 常规游隙 （一般不标出） C3 - 大于常规游隙 （“标准”） C4 - 大于C3游隙 C5 - 大于C4游隙 例如： 一个6210 /C3球轴承的径向内部游隙为 18 - 36 m （微米）或0.0007” - 0.0014”,轴承轴向内部游隙,例如： 一个 5210 / C3球轴承具有 33 - 54 m（微米）或0.0013” 0.0021”的轴向内部游隙,温度对轴承游隙的影响,内部径向游隙,游隙范围 C1 游隙小于C2 C2 游隙小于常规游隙 C3 游隙大于常规游隙 C4 游隙大于C3 C5 游隙大于C4,冷,热,减小的 径向游隙,扩张,压缩,预负荷与游隙,寿命,预负荷,游隙,内部预负荷及游隙 对轴承寿命的影响,相对寿命基本级别 L10, %,预负荷,游隙,由于游隙变化引起的 负荷分布,负荷 - 方向、数量和工作周期 速度 - 运行的快慢 热生成和负荷确定速度级别 速度一般受到保持架最大承受力的限制 环境- 密封与防护罩、nilos环 润滑 不对心 安装和卸装考虑,选择轴承的原则,选择轴承的因素,选择轴承的原则（续）,温度 精度和硬度 成本 经验 球轴承：轻载高速 滚子轴承：低速重载,举例：目录选择,基本尺寸 动态负荷值 疲劳 速度级别 重量 型号 动态 静态 负荷 润滑 带有一个 带有两个 限制 润滑脂 润滑油 防护罩 防护罩 d D B C C0 Pu mm N N r/min kg 25 47 12 11 200 6 550 275 15 000 18 000 0,080 6005-Z 6005-2Z 52 15 14 000 7 800 335 12 000 15 000 0,13 6205-Z 6205-2Z 62 17 22 500 11 600 490 11 000 14 000 0,23 6305-Z 6305-2Z 30 55 13 13 300 8 300 355 12 000 15 000 0,12 6006-Z 6006-2Z 62 16 19 500 11 200 475 10 000 13 000 0,20 6206-Z 6206-2Z 72 19 28 100 16 000 670 9 000 11 000 0,35 6306-Z 6306-2Z 35 62 14 15 900 10 200 440 10 000 13 000 0,16 6007-Z 6007-2Z 72 17 25 500 15 300 655 9 000 11 000 0,29 6207-Z 6207-2Z 80 21 33 200 19 000 815 8 500 10 000 0.46 6307-Z 6307-2Z 40 68 15 16 800 11 600 490 9 500 12 000 0,19 6008-Z 6008-2Z 80 18 30 700 19 000 800 8 500 10 000 0,37 6208-Z 6208-2Z 90 23 41 000 14 000 1 020 7 500 9 000 0,63 6308-Z 6308-2Z 45 75 16 20 800 14 600 640 9 000 11 000 0,25 6009-Z 6009-2Z 85 19 33 200 21 600 915 7 500 9 000 0,41 6209-Z 6209-2Z 100 25 52 700 31 500 1 340 6 700 8 000 0,83 6309-Z 6309-2Z,D 110 mm 带有一个防护罩 的轴承,D 110 mm 带有两个防护罩 的轴承,D 110 mm 的轴承,D 110 mm 的轴承,轴承尺寸的小型化趋势,确定轴承寿命,即使是进行正确维护的轴承也会出现失效 在负荷下，轴承材料受到循环的压应力 金属疲劳：长时间的重复应力,轴承寿命疲劳磨损,轴承什么时候出现“失效”？ 疲劳失效始于剥落现象的出现 “剥落”是从滚动体和滚道中分裂出来的金属碎片 疲劳失效是由里向外发生的 表面的裂缝会向滚道方向蔓延 裂缝最终发展成剥落,轴承疲劳故障,确定轴承寿命,轴承可能在疲劳或重大故障出现前就不能使用或不能运转 例如：磨损可严重损坏轴承 机器可继续运行直到影响到相关组件,测算轴承寿命,设计者研究应用然后进行设计以达到预期寿命 真空吸尘器的寿命可为1000小时 典型工业应用的寿命约为40,000小时，或4-5年左右 较昂贵的机器一般设计的使用寿命较长 造纸机轴承设计的使用寿命为10-20万小时（10-20年）,ISO / ABMA寿命级别,负荷能力,基本额定动态负荷 C,L10 = 基本额定寿命，百万次旋转 C = 基本额定动态负荷，N P = 相应的动态轴承负荷，N p = 寿命公式的指数 当负荷 P = C时 L10 寿命将为 1百万次旋转,基本额定静态负荷 C0,s0 = 静态安全因素 P0 = 相应的静态轴承负荷，N C0 = 基本额定静态负荷，N 当负荷 P0 = C0时 静态安全因素s0将为 1,静态安全因素,ISO寿命等式,轴承寿命,目录 (C)值指出每运转一百万次就会有10%的故障几率 若轴承在目录值负荷下运转了一百万次，90%的轴承还将继续运行 这也称为 “L10”寿命（基本额定寿命）,轴承寿命,轴承寿命,何为一百万次运转？ 老式唱机有两种速度： 33-1/3和78 RPM。 在33-1/3 RPM的速度下，在达到一百万次运转前，需要运行多少小时？ 一百万次运转除以33-1/3转数每分钟 = 30000 分钟 = 500 小时 这可为合格寿命：50周每周10小时或更少就是500小时 符合一年的担保要求,计算轴承寿命,L10 = (C/P)p p = 3 or 10/3 3用于球轴承 10/3用于滚子轴承,L10h = 106 x (C/P)p (60 x n),计算轴承寿命,计算轴承寿命,球轴承,圆柱滚子 轴承,球面滚子 轴承,在极重的负 荷下， C/P 4， 请咨询SKF。,计算轴承寿命,例题 我们试验深沟球轴承，运行速度为3,600 rpm (n)和径向负荷仅为1,000lbs (P) ，应用的 L10h寿命为50,000小时的 究竟需要多大的轴承载荷？,轴承寿命的计算,解答：找出寿命公式中的 “C,”至少有四种方法： 第25页，4000美国版轴承综合型录： 图表 C/P约为22 2. 第27页，4000美国总目录：该页下半部的图表中给出22.1更加精确 3. 第25页，使用公式和计算器。C/P将为22.104189 4. SKF目录,使用图表计算寿命,事实： 深沟球轴承 L10h 寿命 = 50,000 小时 速度3,600 rpm 径向负荷1,000lbs (P) 什么样的轴承才能符合这些要求？,使用负荷比率表,事实： 深沟球轴承 L10h寿命 = 50,000小时 速度3,600 rpm 径向负荷1,000lbs (P)。 什么样的轴承才能符合这些要求？,计算轴承寿命,C/P * P = 22.1 倍 1000 = 22,100 Lb 要求的基本额定动态负荷 从合适的目录页中选择轴承,现况 深沟球轴承 L10h寿命 = 50,000小时 速度3,600 rpm 径向负荷1,000lbs (P) 什么样的轴承才能符合这些要求？,调整的寿命公式,Lna = a 1 a2 a3 (C/P)p a1 与可靠性相关的寿命调整系数 a2 与材料相关的寿命调整系数 a3 与工作条件相关的寿命调整系数 这已被新寿命定理作出了修改 参见轴承综合型录的第31页,SKF新的寿命计算方法,现已被ABMA/ISO接受 Lna = a 1 aSKF (C/P)p 新寿命方法陈述了两个基本概念 1.将疲劳负荷极限和其他几项与润滑及污染有关的因素也考虑其中 2.其中疲劳极限Pu是一个全新的概念，若承受的负荷低于Pu 值，则轴承不会产生疲劳失效（损坏） 新寿命方法修改了调整的寿命等式以计算将理论更进一步联系实际的新发现,符合ISO标准生产轴承 的公差范围,正确配置,旋转类型,相对 0,013 3,142 3000 10 30 60 1 000 1 000 = 2,2 km (1,4 英里),配合游隙的影响,n = 3 000 r/min 10 小时/天 30 天,位置 =,滚动轴承的轴位,风扇中的轴向移动,最小负荷,SKF轴承型号,基本型号表示： 产品类型 标准设计 尺寸 补充型号表示： 其它设计（变化） 轴承组件 特殊轴承的类型,关于SKF的型号,宽度和直径变化,ISO标准,国际标准组织,ISO,直径系列,关系：直径与宽度系列,直径系列,宽度系列,高度系列,尺寸系列,宽度系列,直径系列,型号系统的使用方法,轴承类型,径向轴承，宽度 (B, T),推力轴承，高度 (H),外径 (D),轴承尺寸 d/5,(30 毫米的镗孔直径),轴承类型的型号： 圆柱滚子轴承,NU,NJ,NUP,N,NU + HJ,NJ + HJ,英制尺寸的圆锥滚子轴承： 外圈内圈和滚动体,英制尺寸的圆锥滚子轴承的设计用于滚子和保持架总成附近，并属于整体系列,: 基本设计 (整套),后缀：密封件和防护罩,Z,RZ,2Z,NU,2RZ,NR,RS,2RS,保持架类型,圆锥孔的后缀,后缀 K,后缀 K30,锥体 1:12,锥体 1:30,日期编码,字母 年份 年份 年份 年份 字母 年份 年份 年份 年份 A 1910 1934 1958 1981 N 1922 1946 1970 1993 B 1911 1935 1959 1982 O 1923 1947 1971 1994 C 1912 1936 1960 1983 P 1924 1948 1972 1995 D 1913 1937 1961 1984 R 1925 1949 1973 1996 E 1914 1938 1962 1985 S 1926 1950 1974 1997 F 1915 1939 1963 1986 T 1927 1951 1975 1998 G 1916 1940 1964 1987 U 1928 1952 1976 1999 H 1917 1941 1965 1988 V 1929 1953 J 1918 1942 1966 1989 W 1930 1954 1977 2000 K 1919 1943 1967 1990 X 1931 1955 1978 2001 L 1920 1944 1968 1991 Y 1932 1956 1979 2002 M 1921 1945 1969 1992 Z 1933 1957 1980 2003,在轴承或轴承配件上标明的年份应包含下表中的单个字母,防护罩,低摩擦密封件,密封件,-Z和-2Z,-RZ和-2RZ,-RS1和-2RS1,污物排除,静音运行,润滑脂保留,速度能力,密封件和防护罩的类型,不同密封件的特性,应用 防护罩 密封件 需要 2Z 2RZ 2RS1 低摩擦 + +(+) 扭矩 高速 + +(+) 能力 保留 + + + 润滑脂 排除 + + + 灰尘 排除 + 分水 低/高 取决于： 取决于： 运行 温度 润滑脂 润滑脂 橡胶混合物,+ 优 + 良 + 中 差,SKF轴承的公差,ISO 公差,ABEC 公差,SKF 公差,RHP / NSK 公差,P0 1 常规 P0,P6 3 P6 P6,P5 5 P5 P5,P4 7 SP P4 P4A,P2 9 UP P2 PA9A,相对精度等级,精度等级应用于： (a) 外部尺寸（互换性） (b) 运行准确性,公差定义,大小（尺寸）变化 的允许极限,公差级别表,名义 尺寸,IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT IT 01 0 1 2 3 4 5 6* 7 8 9 10 11 12 13 14+ 15+ 16+,公差级别,毫米 超过 包含 0 3 3 6 6 10 10 18 18 30 30 50 50 80 80 120 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 500 630 630 800 800 1000 1000 1250 1250 1600 1600 2000 2000 2500 2500 3150,* 不建议用于尺寸大于500毫米的装配 / + 不适用于尺寸小于 1毫米的应用,0,3 0,5 0,8 1,2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 100 140 250 400 600 0,4 0,6 1 1,2 2,5 4 5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480 750 0,4 0,6 1 1,5 2,5 4 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580 900 0,5 0,8 1,2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100 0,6 1 1,5 2,5 4 6 9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300 0,6 1 1,5 2,5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600 0,8 1,2 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 1