轴承基本知识教材(6)

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4、有适宜的硬度

硬度对接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限，都有直接的关系，因此，滚动轴承的硬度也直接影响着滚动轴承的寿命。滚动轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都影响轴承的使用寿命。滚动轴承在国家标准中规定：当轴承套圈和滚子用GCr15轴承钢制造时，硬度应为HRC61-65；用GCr15SiMn制造时，硬度应为HRC60-64，大量试验表明，在上述硬度范围内，材料的接触疲劳强度、耐磨性和弹性极限都是比较高的。

5、有一定的韧性

很多滚动轴承在使用中都会承受一定的冲击载荷，因此要求轴承钢具有一定的韧性，以

保证轴承不因冲击而破坏。

6、有良好的尺寸稳定性

滚动轴承是精密的机械零件，其精度是以微米（μm）来计量的。在长期的保管和使用中，因内在组织发生变化而引起尺寸的变化，会使轴承丧失精度。因此，为保证轴承的尺寸精度，轴承钢应具有良好的尺寸稳定性。

7、有一定的防锈性能

滚动轴承的生产工序繁多，生产周期较长，有的成品还需长时间的存放，因此，轴承在生产过程中和成品保存中都极易发生锈蚀，特别是在潮湿的空气中。所以，要求轴承钢具有一定的防锈性能。

8、有良好的工艺性能

滚动轴承在生产中，其零件要经过多道冷热加工工序。这就要求轴承钢应具有良好的工艺性能，如冷、热成型性能、切削、磨削及热处理性能等等，以适应大批量、高效率、低成本和高质量生产的需要。

二、对滚动轴承用钢冶炼质量的一般要求

滚动轴承用钢的冶炼质量，如钢的纯洁度、组织和均匀性等均比一般工业用钢要求高。 一般轴承用钢主要是铬轴承钢，含碳1%左右，加入铬1.5%左右并含有少量的锰、硅的共析钢。铬在钢中，一部分溶入固溶体，一部分与碳组成渗碳体型的碳化物。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性。热处理后，使钢获得较高而又均匀的硬度，以及提高耐磨性和获得均匀组织。铬还可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1.65%时，淬火后会增加钢中残余奥氏体，降低硬度和尺寸稳定性，增加碳化物的不均匀性，降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此，含铬量一般控制在1.65%以下。

三、常用滚动轴承的用途和性能

常用的滚动轴承钢有高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、耐腐蚀轴承钢、高温轴承钢、防磁轴承钢、不锈轴承钢和中碳合金钢等。

1、高碳铬轴承钢

高碳铬轴承钢是含铬1.30%-1.65%的高碳合金钢。其特点是：热处理后的显微组织比较均匀稳定、硬度高而均匀、耐磨性好、接触疲劳强度高、具有良好的尺寸稳定性和耐腐蚀性。经球化退火后，其切削加工性能良好，且价格也比较便宜。这种钢可以满足在一般工况条件下运转的轴承的使用要求。高碳铬轴承钢在全世界得到了广泛采用，最常用的牌号是GCr15和GCr15SiMn,在我国用量约占轴承钢总量的80%以上，这两种钢的性能基本相同，但- 26 -

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GCr15SiMn钢的淬透性比GCr15好，因此对于较大尺寸的轴承零件，宜采用GCr15SiMn钢。高碳铬轴承钢广泛用于制造滚动轴承套圈和滚动体。

2、渗碳轴承钢

用于制造轴承零件的渗碳钢主要是低碳钢和优质低碳合金钢。用这类钢制造的轴承零件，经渗碳、淬水、回火等处理工序后，表面具有很高的硬度（硬度HRC≥60）和一定的耐磨性以及较高的抗接触疲劳强度，而心部又具有良好的韧性、一定的强度和硬度。渗碳轴承钢特别适宜于制造在冲击载荷条件下工作的轴承和尺寸较大的轴承。

常用的渗碳轴承钢有：15Mn、G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2NiMn2Mo,其中用量最大的是G20CrNi2Mo。渗碳轴承钢一般多用于制造要求心部韧性好能承受较大冲击载荷的大型轴承。

3、耐腐蚀轴承钢

耐腐蚀轴承钢又称不锈轴承钢，在腐蚀介质中工作不易氧化。常用的有奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢，沉淀硬化不锈钢及镍基和钴基合金。

4、高温轴承钢

通常，在150摄氏度以上温度工作的轴承称为高温轴承。因为铬轴承钢的使用温度超过150摄氏度时，硬度将急剧下降，尺寸不稳定，并导致轴承无法正常工作。对于工作温度在150—250摄氏度工作的轴承，若套圈和滚动体仍选用普通高碳铬轴承纲制造，则必须对钢的回火温度提出特殊的要求，一般应高于工作温度50摄氏度下进行回火。经过按上述要求回火处理的轴承钢，能在250摄氏度下正常工作，但因回火后硬度有所下降，对轴承寿命有所降低。

当工作温度高于250摄氏度时，必须采用耐高温的轴承钢制造，高温轴承钢除应具有一般轴承钢的性能外，还应具有一定的高温硬度和高温耐磨性以及高温接触疲劳强度，以及抗氧化、耐冲击和高温尺寸稳定性。

四、滚动轴承保持架及其它零件所用材料

滚动轴承在工作时，由于滑动摩檫而造成轴承发热和磨损。特别是在高速运转条件下，由于离心力的作用，加速了摩檫磨损与发热，严重时会造成保持架烧伤和断裂，致使轴承不能正常使用。因此，要求制造滚动轴承保持架的材料除具有一定的强度外，还必须有良好的导热性，摩檫系数小，耐磨性能好，比重较小且膨胀系数与滚动体相近。除此而外，由于保持架结构一般比较复杂，还要求所用材料具有良好的加工性能。

常用的轴承保持架及铆钉支柱所用材料分为黑色金属材料（如低碳、不锈钢等），有色金属材料（如黄铜、青铜和铝合金等）和非金属材料（酚醛夹布胶木、塑料等）三类。特殊用途的轴承保持架还应满足特殊工作条件的要求，如耐高温、耐腐蚀、自润滑（真空中使用）和无磁性等。

滚动轴承的冲压保持架绝大部分采用08和10优质碳素钢薄板冷冲而成。

思考与练习:

1、制造滚动轴承用钢应具有哪些性能要求？

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2、人本集团制造滚动轴承常用什么牌号的轴承钢？

3、当滚动轴承的内、外套圈和滚动体用GCr15轴承钢制造时其硬度为多少（洛氏硬度）？ 4、当滚动轴承的内、外套圈和滚动体用GCr15SiMn轴承钢制造时其硬度为多少（洛氏硬度）？ 5、高碳铬轴承钢中铬的含量是多少？ 6、铬在轴承钢中的作用有哪些？

7、GCr15和GCr15SiMn在用途上有什么区别？

8、制造在冲击载荷条件下工作的轴承和尺寸较大的轴承一般采用什么钢材？ 9、什么是高温轴承钢？

10、制造滚动轴承保持架的材料有哪些？ 11、冲压保持架一般用什么材料制造？

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第六章 滚动轴承的技术条件

学习目标：

理解滚动轴承的外形尺寸偏差的定义、符号和测量方法，理解滚动轴承的旋转精度，了解滚动轴承轴承的其它技术条件。

知识点：

1、滚动轴承内径、外径和高度尺寸偏差的定义和符号； 2、滚动轴承内径、外径和高度尺寸偏差的测量方法； 3、滚动轴承旋转精度包含的内容； 4、滚动轴承的其它技术条件。

滚动轴承的制造质量，直接影响轴承的使用寿命。因而，也直接影响主机的工作性能、寿命和各项技术经济指标。为了满足用户提出的各种使用要求及特殊性能要求，保证轴承制造的质量，需要制定滚动轴承的技术条件，用以指导轴承的加工、检验和验收，以及用户的使用。

滚动轴承的技术条件是指滚动轴承的制造精度而言的，主要包括各种公差等级的尺寸精度和旋转精度，以及其它技术要求，例如：硬度、游隙、旋转灵活性、振动和噪声、残磁、外观质量、标志和包装等。

一、滚动轴承的外形尺寸偏差及测量方法

滚动轴承的外形尺寸偏差是指轴承套圈的内径尺寸偏差、外径尺寸偏差、和宽度尺寸偏差。滚动轴承允许的尺寸偏差是根据轴承的精度等级按轴承类型及其尺寸大小而规定的。 （一）、通用公差符号 1、前置符号

⊿—偏差(deviation)； V—变动量(variation)； 2、下角标

ｍ—平均（mean），最大与最小平均； Ｐ—平面（pian），指单一平面； ｓ—单一的（single），指单一测量； ｉ—内圈（intemal），常指内滚道； ｅ—外圈extemal，常指外滚道；

ａ—装配好的轴承（assembled），即成套轴承。 （二）、内径尺寸偏差的符号及定义 d——轴承公称内径；

ds——单一内径，指一径向平面与实际内孔表面的交线的两条平行切线间的距离；

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△ds——单一内径偏差，指单一内径和公称内径之差△ds= ds-d； dm——平均内径，指单个套圈最大与最小单一内径的算术平均值；

dm=（ds1max+ds2min）/2,式中ds1max、ds2min为不同径向平面内的最大与最小单一内径；

△dmp——平均内径偏差，指平均内径和公称内径之差，△dmp= dmp- d；

dmp——单一平面内平均内径，指在单一径向平面内最大与最小单一内径的算术平均值； dmp=（dsmax+dsmin）/2, 式中dsmax、dsmin为同一径向平面内的最大与最小单一内径； △dmp——单一平面平均内径偏差，指单一平面平均内径与公称内径之差，△dmp= dmp- d； Vdp——单一径向平面的内径变动量，指一个径向平面内最大与最小单一内径之差，Vdp= dsmax- dsmin；

Vdmp——平均内径变动量，指单个套圈最大与最小单一平均内径之差，Vdmp=dmpmax-dmpmin, dmpmax=（ds1max+ds1min）/2,dmpmin=（ds2max+ds2min）/2,式中，ds1max，ds1min和ds2max，ds2min分别为最大和最小单一径向平面内单一内径的最大值和最小值。

（三）、外径尺寸偏差的符号及定义 D——轴承公称外径；

Ds——单一外径，指一径向平面与实际外表面的交线的两条平行切线间的距离； △Ds——单一外径偏差，指单一外径和公称外径之差△Ds= Ds-D； Dm——平均外径，指单个套圈最大与最小单一外径的算术平均值；

Dm=（Ds1max+Ds2min）/2,式中Ds1max、Ds2min为不同径向平面内的最大与最小单一外径；

△Dmp——平均外径偏差，指平均外径和公称外径之差，△Dmp= Dmp- D；

Dmp——单一平面内平均外径，指在单一径向平面内最大与最小单一外径的算术平均值； Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2, 式中Dsmax、Dsmin为同一径向平面内的最大与最小单一外径； △Dmp——单一平面平均外径偏差，指单一平面平均外径与公称外径之差，△Dmp= Dmp- D； VDp——单一径向平面的外径变动量，指一个径向平面内最大与最小单一外径之差，VDp= Dsmax- Dsmin；

VDmp——平均外径变动量，指单个套圈最大与最小单一平均外径之差，VDmp=Dmpmax-Dmpmin, Dmpmax=（Ds1max+Ds1min）/2,Dmpmin=（Ds2max+Ds2min）/2,式中，Ds1max，Ds1min和Ds2max，Ds2min分别为最大和最小单一径向平面内单一外径的最大值和最小值。

（四）、宽度尺寸偏差及定义

B——内圈公称宽度，指内圈两理论端面间的距离；

Bs——内圈单一宽度，指内圈两实际端面与基准端面切平面的垂直线的交点间的距离； △Bs——内圈单一宽度偏差，指内圈单一宽度与公称宽度之差：△Bs= Bs- B； VBs——内圈宽度变动量，指单个套圈最大与最小宽度之差：VBs=Bsmax-Bsmin; C——外圈公称宽度； Cs——外圈单一宽度；

△Cs——内圈单一宽度偏差：△Cs= Cs- C； - 30 -

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