8. 1滚动轴承

8.1.1滚动轴承的构造及代号

一、 滚动轴承的构造

滚动轴承是标准件，它由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。保持架把滚动体彼此隔 开，并使其沿圆周均匀分布，避免滚动体互相接触，减少摩擦和磨损。滚动体的形状有 球、短圆柱滚子、圆锥滚子、鼓形滚子，空心螺旋滚子、长圆柱滚子和滚针等。

二、 滚动轴承的类型、代号及公差等级

(一） 滚动轴承类型

滚动轴承按其所能承受的负荷方向或公称接触角、滚动体的种类分为以下主要类 型。轴承类型在基本代号中用第四位数字表/下，见表8-丄。

(二） 滚动轴承代号

滚动轴承代号由前置代号和基本代号构成。当轴承材料、结构、设计及技术条件改 变时则增加补充代号，其排列见表8-2。

(三） 滚动轴承公差等级

滚动轴承公差等级用拉丁字母表示，由高到低依次分为B、C、D、E、EX(仅用于圆 锥滚子轴承）、G级。“ G ”级最低，在轴承代号中一般可省略，但有表示轴承游隙组代号 时，不得省略。

表8-1 滚动轴承类型

8.1.2 滚动轴承的装配

滚动轴承的装配主要有两个关键问题，一是轴承的清洗方法，二是轴承的安装方法。 经验证明，轴承的清洗和安装方法对电机产生噪声和振动的影响很大。正确的清洗和安 装方法可以降低电机的振动和轴承噪声。而不正确的清洗和安装方法，常常是电机产生 振动、噪声，轴承遭到破坏，或降低其使用寿命的主要原因。因此，滚动轴承清洗、安装时 必须认真细致地按照正确的方法进行。

一、 装配前的准备工作

(1) 装配轴承的场地要淸洁，不要靠近车床、磨床等机械加工设备，以免金属切屑、 磨粒进人轴承，使轴承产生振动、噪声、加快磨损。

(2) 轴承装配前，应按照图样要求，检查与轴承相配合的零件。如发现轴、轴承室、 衬套、密封圈、端盖的尺寸精度、形位公差及表面粗糙度等不符合要求时，不允许装配。 同时还要注意轴肩根部的圆角尺寸及轴肩对轴的垂直度误差是否符合要求。一般轴肩 根部的圆角半径应小于轴承内圈的圆角半径，方能使轴承靠紧轴肩。

(3) 按照待装配的轴承，准备好装配用的量具和工具（尽量使用专用工具），同时也 要准备拆卸的工具，以便在装配不当时，将轴承无损地拆下，重新装配。

(4) 零件装配表面需用汽油或煤油清洗干净。不允许有锈蚀、斑点或固体微粒（如 金属屑、磨料、砂土等）存在。

注意在安装准备工作没有完成前，不要拆开轴承的包装。

二、 轴承的清洗方法

轴承在装配前，必须将轴承进行仔细地淸洗。淸洗的目的是：

(丄）洗去轴承上的防锈剂。

(2)洗去轴承中由于不慎而可能进人的脏物、杂物。因为杂物将明显地增大电机的 振动和轴承噪声，加速轴承的磨损。

目前国产轴承使用的缓蚀剂有=种：油剂缓蚀剂、水剂缓蚀剂和气相缓蚀剂。清洗 时首先应搞淸该轴承所用的是何种缓蚀剂，然后有针对性地选择淸洗液进行淸洗。否则 很难清洗干净。具体方法如下：

(1)用防锈油封存的轴承，使用前可用汽油或煤油清洗。

(2 )用高黏度油和防锈油脂进行防护的轴承，可先将轴承放人油温不超过10 0 °C轻 质矿物油N15机油或变压器油中溶解，待防锈油脂完全溶化，再从油中取川，冷却后再用 汽油或煤油清洗。

(3 )用气相剂、缓蚀水和其他水溶性缓蚀材料防锈的轴承（只限黑色金Μ产品），可 用皂类或其他清洗剂水溶液清洗。

用油酸钠皂清洗时，要洗=：次：第一次取油酸皂2 %〜3 %，配成水溶液，加热到80〜 90°C，清洗2〜3mm;第二次清洗，溶液成分和操作同前，温度为室温；第.-次是用水漂洗。

用664清洗剂或与其他清洗剂混合清洗时，第一次取664,按2%〜3%配成水溶液， 加热温度75〜80Γ，清洗2〜,3mm，第二次同前；第三次用水漂洗。

注意上述两种水溶液清洗的轴承，经漂洗后，均应立即进行防锈处理。如用缓蚀油 脂防锈，应脱水后再涂油。

两面带防尘盖或密封圈的轴承，出厂前已加人润滑剂，安装时不要进行清洗。另外， 涂有防锈润滑两用油脂的轴承，也不需要清洗。

(1) 清洗干净的轴承.不要立接放在工作台上或不干净的地方，要用干净的布或纸 垫在轴承下面。不要用手直接去拿，以防手汗使轴承生锈；而最好是戴上不易脱毛的帆 布手套„

(2) 不能用清洗干净的轴承检查与轴承配合的轴和轴承室的尺寸，以防止轴承受到 损伤和污染。

三、抽承的安装方法

轴承的安装方法须根据轴承的结构形式、尺寸大小和配合性质而定。

目前.滚动轴承的安装方法，常见的有以下=种：

(1) 热套法。

(2) 冷压法。

(,3)敲人法。

实践证明，上述三种方法对于降低电动机轴承噪声来说，以热套为最好，冷压次之。

h热套法

对于过盈量较大的中、大型轴承应采用热套法安装。由于轴承尺寸和过盈S较大， 若采用冷压法安装，则需要的压力也显著增加。而采用热套法安装轴承，则不需加过大 的压力，就可以平稳地将轴承装上。另外，轴承在加热热套的过程中，变形最小，而且由 于加热，使得轴承中的油脂能均勻地附着在钢球与内、外圈沟道的表面。这样，一方面能 使得润滑良好，另一方面对噪声和振动也有一定的阻尼作用。热套时有油加热、感应加 热和烘箱加热三种加热方法。

(丄）油加热是把轴承或可分离轴承的内圈放人油箱中加热至80〜100°C„加热用的 油应是无腐蚀的矿物油，最好是变压器油。为防止轴承局部受热和沉淀杂质进人轴承 中，在距箱底5 0〜7 0 m m处应有一铁丝网架。另外，油箱中必须装有温度计，严格控制油 的温度（不超过100°C)。

加热的轴承从油箱取出后，应立即用Γ净不脱毛的布擦去附在轴承表面的油迹和附 着物，然后用布垫好两手端平，将轴承热套至轴上规定的部位。

(2 )感应加热是当感应绕组通人交流电时，便产生交变磁场，磁力线经过铁心由轴 承内圈通过，在轴承内圈表面产生涡流使轴承内圈的温度迅速升高。加热时由于涡流集 中在内圈表面，故表面温度最高，距表面越深温度越低。当轴承加热以后，立即切断电 源，停止加热，进行安装，感应加热温度不应超过12 0 °C。温度太高容易损伤轴承，影响轴 承尺寸的稳定性和降低轴承内圈的硬度。当室温在20°C左右时，轴承内圈加热至80〜 丄00°C为宜。

感应加热方法适用于内径在100mm以上的轴承的安装和拆卸。

(3) 烘箱加热是将轴承或可分离轴承的内圈放人烘箱中烘至80〜100Γ.。注意在加 热的过程中，使轴承或内圈受热均匀。最近一些试验表明，烘箱加热比油加热好。这主 要是轴承在矿物油中加热时，矿物油将会附着在轴承表面，使油与脂混合。这样，矿物油 与润滑脂在电机运行中将不断地进行搅拌，使得脂的性能变坏，以致影响轴承的运行。

2. 冷压法

冷压法就是在常温下用压力机（机械式或液压式）把轴承平稳地压装到轴上。压装 时，应使压力机压轴中心与轴承中心线重合，防止轴承歪斜；而且压力只能施加在轴承内 圈上，而不能通过保持架进行压装。

冷压与热套比较，有两个缺点：

(1) 润滑脂无法牢岡而均匀地附着在钢球与外圈沟道表面上，电动机在转动时，润 滑脂很可能被挤川，造成钢球与沟道之间干摩擦，使得噪声增大。经一段时间运行后，当 轴承温度提高后，润滑脂才会重新进人沟道，使得润滑情况有所改善。

(2) 在冷压过程中，压装设备上的脏物可能落人轴承内部，导致轴承运行不稳定，增 大电机噪声和振动。

3. 敲入法

敲人法是在常温下用手锤通过铜套筒敲打轴承内圈将轴承安装到轴上。由于敲打 的冲击力会使轴承内圈沟道受力的一边产生变形，使沟道的波纹度、表面粗糙度变坏，使 电机的噪声、振动增大，因此一般不采用。

四、滚动轴承的润滑

(一）润滑方法的选择

滚动轴承的润滑分油润滑和脂润滑。使用时应根据轴承的类型、尺寸、运行条件等 来选择。一般油润滑比脂润滑优越。但油润滑常需要复杂的密封装置和供油设备。脂 润滑使用方便，对轴承座的密封结构可以简化，并能防止尘埃和异物的浸人。通常低速 轻载荷时，选用脂润滑；高速重载荷时选用油润滑。脂润滑和油润滑的比较，见表8-3。

(二） 润滑脂的选择

润滑脂由润滑剂和调化剂组成，还含有一定量的胶溶剂和添加剂。润滑剂是起润滑 作用的主体，主要是矿物油，如锭子油、汽缸油等。调化剂除起调化作用外，还有一定的 润滑作用，它主要为脂肪酸盐类（皂基），如钙皂、钠皂等。胶溶剂用于改善皂基和油体之 间的融合状态。添加剂如石墨、二硫化钼等，叶以改善润滑脂的性质。

润滑脂的主要指标为滴点、针人度、氧化安定性和低温性能。

1. 滴点

滴点即润滑脂受热后开始滴下第一滴时的温度，它标志润滑脂的耐热能力，润滑脂 的工作温度必须略低于润滑脂的滴点2 0 °C左右。

2. 针人度（或称穿人度）

针人度是用来表示润滑脂的稠度或软硬程度的一项重要质量指标。它是用标准圆 锥体在5S内沉人加热到25°C的润滑脂试样中的深度来测定的。润滑脂越硬，针人度就 越小，因而不易充满摩擦面，容易出现润滑不良的现象。针人度过大，即表示润滑脂过 软，容易发生漏油现象。

选用润滑脂时，还应考虑使用条件，如使用环境、工作温度、电机转速等。当环境温 度较大时，应选用耐水性强的润滑脂，速度愈高，应选择针人度愈大（稠度较稀）的润滑 脂，以免高速吋润滑脂内产生很大的摩擦损耗，使轴承温升增高和电机效率降低。负荷 愈大，应选择针人度愈小的润滑脂。

(三） 润滑脂的填充量

轴承中润滑脂的填充量不宜过多。根据一般经验，润滑脂的填充量见表8-4。

当电机转速很低而且对密封要求较严格时，可以填充满轴承腔。一般轴承运行 10 0 0〜15 0 0 h后应加一次润滑脂，运行2 5 0 0〜3 0 0 0 h后应更换润滑脂。不同型号的润滑 脂不能混用.更换润滑脂时必须将陈润滑脂清洗干净。

8.1.2 滚动轴承的故障及处理方法

滚动轴承的常见故障及处理方法见表8-5。

当环境温度不超过40°C时，滚动轴承的允许温度为

滚动轴承的常见故障除了上述以外，史为常见的另一种故障是轴承发热。

引起滚动轴承发热的原因及检查和排除方法见表8 - 6。

滚动轴承的工作性能不仅取决于轴承木身的制造精度，而且还和与它配合的轴和孔 的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度、选用的配合以及安装正确与否有关。

如果轴承内圈与轴配合过紧，或轴承外圈与端盖轴承室内孔的配合过紧，即公盈过 大时，则装配后会使轴承间隙变得过小，有时甚至接近于零。这样轴承转动就不灵活，运 行中就会发热，甚至烧坏轴承。但如果轴承内圈与轴配合过松，或轴承外圈与端盖配合 过松，则在运行时，轴承内圈与轴，或轴承外圈与端盖，就会发生相对移动，摩擦发热，造 成轴承过热。滚动轴承内圈与轴之间合适的过盈配合见表8-7。滚动轴承外圈与端盖的 配合一般采用过渡配合，Κ配合公差见表8-8。

轴上加套时，轴与套的装配公盈见表8-9。

8.1.2 滚动轴承的拆卸

在一般情况下，轴承不需要拆卸。但是当轴承有严重的磨损、损伤需要报废更换新 的轴承时，或由于轴承安装不正确需要消除安装缺陷的机器零部件时，必须进行拆卸。

拆卸轴承用的力比安装轴承要大得多。尤其轴承安装后经过一段时间使用，套圈已 经嵌人座面，即是按松配合安装的套圈，由于腐蚀和磨损，拆起来也比较困难。为使轴承 与其相结合的零件在拆卸时不受损伤，必须选择合理的拆卸工具和正确的拆卸方法。

(一）拆卸时注意事项

(丄）拆卸轴承的作用力，不要加在滚动体和保持架上，也不要压在防尘盖和密封装 置上，避免这些零件损坏或变形。

(2) 不能用手锤直接敲击轴承以避免过盈量较大的轴承套圈断裂。

(3) 对没有报废和修理后仍可使用的轴承，拆卸时应小心不要损坏，拆下G要妥善

放置。

(4 )拆卸磨损报废的轴承时，除注意不要损坏轴或端盖和其他零件外，对报废的轴 承也尽可能的不要损坏，保留原样以便于分析其损坏原因。

(5)拆卸轴承前应在轴上或轴承室涂上润滑油，便于拆卸。

(二） 拆卸方法

1.不可分离轴承的拆卸方法

(1) 可用拉杆拆卸器拆卸，拆卸时按轴承尺寸调整两杆间的距离，将拉杆卡爪牢同 地卡住轴承内圈端面。轻旋螺杆，检查拆卸器有 没有歪斜，着力点是否平衡。然后旋紧螺杆，将 轴承拉出.如图8-1所示。

(2) 可用软金属冲子拆卸，在没有拆卸工具 时可用圆头软金属冲子，沿轴承内圈端面的周围 冲击，但不允许用锤子直接敲击。采用这种方法 很容易损伤轴或轴承，拆卸时应当小心。

(3) 可用油压机拆卸，用油压机拆卸轴承时，

在轴承下面垫一个两半的垫圈。加压前检查轴承 有无歪斜、轴被压出时会不会弹川伤人或损伤轴 的表面。然后继续加压立至轴承从轴上脱出。

(4) 可用感应加热拆卸轴承，对于直径较大 图8-1用拉杆拆卸器拆卸轴承 的可分离型轴承，如短圆柱滚子轴承，其内圈与

轴一般为紧密合。拆卸时可把感应加热器套在内圈上，用拉杆拆卸器的卡爪卡住内圈端 面，通电后内圈便很快发热。当内圈在轴上膨胀松动时，便切断电源，即可拆卸。

(三） 损伤轴承的鉴别

损伤的轴承能否再继续使用，一般根据下列几点决定：

(1) 当滚动面上有导致轴承损伤的材料疲劳现象，硬度降低和有裂纹时，不能再 使用。

(2) 热变色的轴承，无论是深蓝色或淡稻草色，一律不能再使用。如表面颜色只局 部发生在滚道上，是由于润滑脂氧化的色污或类似原因造成，不应与热变色相混。

(3) 电蚀造成的损伤一律报废。

(4) 腐蚀性的锈斑、诱坑，用钢丝轮抛光或320号细砂布能除掉，而不影响轴承游隙 和旋转精度，可以继续使用。

(5 )外圈滚道擦伤，深度不超过0. 0 2 5 m m，抛光后不影响轴承游隙和旋转精度，可以 继续使用。内圈与滚动面如擦伤并黏着金属，不能再用。

8.1.5滚动轴承的选用与代用

一、轴承的选用

异步电动机的轴承一般为滚动轴承或滑动轴承。滚动轴承的轴承装配结构简单，维 护方便，主要用于转速小于1500r/mm、功率在lOOOkW以下和转速1500〜3000r/min、功 率在500kW以下的中型和小型电动机。在大型电动机中大多用滑动轴承。

选用滚动轴承的主要依据是其所承受的负荷。球轴承用于承受较轻的或中等的负 荷；滚子轴承用于承受较重的负荷。选用轴承还与其所受负荷的方向有关。承受纯径向 负荷时，可选用向心球轴承或向心圆柱滚子轴承；承受纯轴向负荷时，可根据其大小选用 推力球轴承或推力滚子轴承；N时承受径向和轴向负荷时，可选用向心推力球轴承或_ 锥滚子轴承。

在卧式电动机中，对中心高为160mm及以下的小型电动机，一般两端均选用单列向 心球轴承；部分小型电动机（中心高180〜280mm的4、6、8极）和中型电动机，由于轴伸 端轴承承受的负荷较大，选用单列向心短圆柱滚子轴承，非轴伸端选用球轴承，这样可使 两端轴承的寿命大致相同。

在立式电动机中，轴承除承受电动机运行时所产生的径向负荷外，同时还承受转子 全部重量的轴向负荷。因此，根据轴向负荷大小，中型电动机的非轴伸端可用一只单列 向心推力球轴承，或以推力轴承和单列向心球轴承各一只组合使用；轴伸端选用承受径 向负荷的球轴承或滚子轴承。小型立式电动机的轴承一般与卧式电动机相同，不另装推 力轴承。

轴承精度等级应根据转子对轴承的旋转精度要求选择。普通精度等级的G级轴承 常用于一般用途电动机；较高精度等级的C、D、E或F级轴承则用于旋转精度有特殊要 求的电动机，其中C级为最高精度级。采用高精度等级的轴承时，转轴轴承档和端盖轴 承室的制造精度应与轴承精度相适应，以保证轴承的旋转精度。

对一般用途电动机的滚动轴承通常选用基本组径向游隙。对较大功率的两极电动 机，由于要求有较大的轴承游隙，可选用辅助组径向游隙，并采用合适的轴承配合，使得 到正常的工作游隙。

轴承的选用按下列程序进行：

(1) 确定轴承的丁作条件：

①轴承所承受负荷的大小和方向（径向、轴向或联合的）。

©负荷的性质（不变、变动或冲击的）。

③轴承旋转套陶的转速。

©轴承的工作环境（温度、湿度、酸度等

① 电动机结构上的特殊要求（调心性能、轴向位移，可调整游隙.以及对轴承的尺 寸、刚性和旋转精度的特殊要求等）。

② 要求轴承的寿命（即以小时计算的工作期限）。

(2) 确定轴承的类型：根据丁作条件来确定轴承的类型。

(,3)确定精度等级：根据轴承部件旋转精度的要求确定轴承的精度等级。

(2) 确定轴承丁作能力系数：根据轴承的负荷、转速和要求的寿命来计算所需轴承 的工作能力系数C。