轴承类型的选择

轴承选择和应用的基本原理

轴承类型的选择

在许多情况下，轴承的主要尺寸之一-内径-由机械的设计和轴径确定。

直径较小的轴，可与大部分的球轴承配合使用。最常用的是深沟球轴承；还有滚针轴承(→图1)。直径较大的轴，可以选用圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和CARB轴承以及深沟球轴承(→图2)。

当径向空间有限时，应选择横截面较小的轴承，特别是横截面高度较低，例如直径系列8或9的轴承。或可选用滚针-保持架组件、冲压外圈滚针轴承和带内圈或无内圈的滚针轴承(→图3)。部分系列的深沟球和角接触球轴承，圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和CARB轴承也同样合适。

当轴向空间有限时，部分系列的圆柱滚子轴承和深沟球轴承，可分别用于承受径向负荷或联合负荷(→图4)。另外，多种组合滚针轴承也同样适用(→图5)。对于纯轴向负荷，可以选用滚针-保持架推力组件(带套圈或不带套圈)以及推力球轴承和圆柱滚子推力轴承(→图6)。

负荷

负荷的大小

负荷的大小通常是轴承尺寸主要的决定因素之一。滚子轴承一般比相近尺寸的球轴承有更高的承载能力(→图7)。满滚子轴承比相应带保持架的轴承能承受更重的负荷。球轴承则大多用于中等或较小的负荷。在重负荷和大轴径的工况下，滚子轴承一般更为合适。

负荷方向

径向负荷

　　NU和N型圆柱滚子轴承、滚针轴承和CARB轴承只能承受纯径向负荷(→图8)。所有其它径向轴承，除了径向负荷外，还能承受一定的轴向负荷(→“联合负荷”)。

轴向负荷

推力球轴承和四点接触球轴承(→图9)适用于承受较小或中等的纯轴向负荷。单向推力球轴承可承受作用在一个方向的轴向负荷；若需要承受作用在两个方向的轴向负荷，应选用双向推力球轴承。

角接触推力球轴承可以在高转速下承受中等的轴向负荷，单向轴承还能承受同时作用的径向负荷，但双向轴承通常仅用于承受纯轴向负荷(→图10)。

对于作用在一个方向的中等和重轴向负荷，可选用滚针推力轴承、圆柱滚子、圆锥滚子和球面滚子推力轴承(→图11)。球面滚子推力轴承还能承受同时作用的径向负荷。对于交替作用的重轴向负荷，可以安装两个相邻的圆柱滚子推力轴承或球面滚子推力轴承。

联合负荷

联合负荷是指同时作用的径向和轴向负荷。轴承的轴向负荷承载能力取决于其接触角α，接触角越大，轴向负载能力越高。轴向负载能力可以通过计算系数Y来表示，Y值随接触角α增大而减小。某轴承类型或单个轴承的Y值，可以在其相应的产品介绍部分或产品表中找到。深沟球轴承的轴向负载能力取决于其内部设计和内部游隙(→参见从287页开始的“深沟球轴承”一章)。

虽然深沟球轴承和球面滚子轴承都能承受联合负荷，但最常用的还是单列和双列角接触球轴承和单列圆锥滚子轴承(→图12)。在轴向分力相对较小的情况下，自动调心球轴承、NJ和NUP型圆柱滚子轴承以及配合HJ角圈的NJ和NU型圆柱滚子轴承也可用于承受联合负荷(→图13)。

单列角接触球轴承、圆锥滚子轴承、NJ和NU+HJ型圆柱滚子轴承以及球面滚子推力轴承只能承受作用在一个方向的轴向负荷。在两个方向交替作用的轴向负荷，这些轴承必须与另一个轴承配合使用。因此，单列角接触球轴承可提供配对使用的“通用配组轴承”；而单列圆锥滚子轴承，可以提供配对轴承(→参见从407页开始的“单列角接触球轴承”，和从667页开始的“配对单列圆锥滚子轴承”)。

当联合负荷的轴向分力很大时，可以用一个单独的轴承仅承受轴向负荷。除了推力轴承之外，部分径向轴承，如深沟球轴承或四点接触球轴承(→图14)均可用于这种工况。为了确保轴承在这种工况下仅承受轴向负荷，轴承的外圈必须与轴承座孔之间留有一定的径向间隙。

力矩

当负荷不是作用在轴承的中心时，会产生倾覆力矩。双列的轴承，如双列深沟球轴承或双列角接触球轴承等，可以承受倾覆力矩。面对面或背对背配对的单列角接触球轴承或圆锥滚子轴承更为合适，但背对背轴承的承受能力更高(→图15)。

对中误差

轴和轴承座之间在以下情况会产生角度误差；当轴受到负荷而挠曲、轴承箱的座孔没有加工成同一高度，或轴由两个相距很远的轴承箱所支承。

刚性轴承，如深沟球轴承和圆柱滚子轴承，不能承受任何的角度误差，或只能承受非常轻微的角度误差，但会因此而受到额外的负荷。而自调心轴承，如自动调心球轴承、球面滚子轴承、CARB轴承和球面滚子推力轴承等(→图16)，则可以承受在负荷作用下产生的角度误差，还能补偿因加工或安装失误造成的初始误差。允许的角度误差可在其相应的产品介绍部分中找到，如果预计到角度误差会超过允许值，请向SKF查询。

带调心座圈和调心座垫圈的推力球轴承、Y-轴承单元和调心滚针轴承(→图17)可以补偿因加工或安装失误造成的初始误差。

精度

要求高旋转精度的轴承配置(如机床主轴)和应用于高转速的工况，应选用精度高于普通级的轴承。

有关各种轴承制造公差的信息，都可以在其相应的产品介绍部分中找到.SKF能提供多种高精度的轴承，包括单列角接触球轴承、单列和双列圆柱滚子轴承、还有单向和双向角接触推力球轴承参见SKF“High-precision bearings”精密度轴承型录)。

转速

滚动轴承的运转速度受到允许工作温度的限制。低摩擦的轴承，其内部产生的热量相应也较低，因此最适用于高转速的工况。

深沟球轴承和自动调心球轴承(→图18)在纯径向负荷下，或角接触球轴承(→图19)在联合负荷下，相比其它轴承，可以承受较高的转速。而带陶瓷滚动体的精密角接触球轴承或深沟球轴承，甚至可以达到更高的转速。

由于设计上的原因，推力轴承的运转速度不能如径向轴承般高。

噪声

在某些应用中，如家用电器或办公设备中的小电机，运行时产生的噪声是选择轴承其中一个重要的因素。SKF深沟球轴承特别适用于这种应用(→图18)。

刚度

滚动轴承的刚度是指在负荷作用下，轴承出现弹性变形的程度。这种变形一般很小，可以忽略不计。但在某些应用，例如机床主轴的轴承或小齿轮轴承，刚度就非常重要。

圆柱滚子或圆锥滚子轴承(→图20)等滚子轴承，由于滚动体和滚道之间为线接触，刚性比为点接触的球轴承高。轴承刚性可以通过施加预紧来提高(→参见从206页开始的“轴承的预紧”)。

轴向位移

旋转机械的轴或其它部件，通常由一个固定端轴承和一个浮动端轴承所支承(→参见从160页开始的“轴承配置”一节)。

固定端轴承是指把机械部件作两个方向轴向定位的轴承。最合适的轴承是能承受联合负荷的轴承，或与另一个轴承共同使用时能提供轴向引导的轴承(→参见46和47页的选型表)。

浮动端轴承是指可以允许轴作轴向移动的轴承。例如在轴发生热膨胀时，轴承不会因此而承受过大的额外负荷。最合适的轴承是滚针轴承、NU和N型圆柱滚子轴承(→图21)。NJ型圆柱滚子轴承和部分满装圆柱滚子轴承也可以用作浮动端轴承。

所需轴向位移量相对较大，以及可能有角度误差的应用中，CARB轴承是理想的浮动端轴承(→图22)。

以上提及的轴承都可以允许轴与轴承座之间的轴向位移发生在轴承内。相应的产品表有给出允许的轴向位移量。

如使用深沟球轴承或球面滚子轴承(→图23)等非分离型轴承作为浮动端轴承，其中一个轴承套圈必须为间隙配合参见从164页开始的“轴承的径向定位”)。

安装和拆卸

圆柱孔轴承

分离型的圆柱孔轴承与非分离型的轴承相比，在安装和拆卸上都比较容易。尤其是在两个轴承套圈都需要过盈配合的工况。在需要频繁安装和拆卸的情况，分离型轴承也较为合适。因为分离型轴承，其连滚动体-保持架组件的套圈，可以与另一个套圈分别安装。例如，四点接触球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承(→图24)，以及其它球和滚子推力轴承。