滑动轴承材料
本发明涉及一种无铅的滑动轴承材料，具有基于CuFe2P的基质。本发明还涉及一种滑动轴承符合材料，具有钢支撑层和由所述CuFe2P滑动轴承材料组成的支承层，还涉及一种基于CuFe2P的滑动元件。
基于铜的、特别是基于青铜基质的无铅的、烧结的滑动轴承材料由于与同类型的含铅的材料相比其良好的导热性以及高的耐磨损和耐腐蚀性而是已知的。这种材料的开发是基于这样的期望，即，替代含铅的滑动轴承材料，因为铅被归类于会污染环境的有害物质。铅在滑动轴承材料中具有固体润滑剂的功能。因此必须找到替代品用于固体润滑。另外，例如单级的青铜材料在混合摩擦条件下具有较高的Fressneigung。在这方面对一系列不同的组分在文献和实践中已经进行了研究并进入应用。
例如EP 0 962 541 A1记载了一种基于铜的滑动材料，其中由AlN、Al2O3、NiB、Fe2B、SiC、TiC、WC、Si3N4、Fe3P、Fe2P和/或Fe3B组成的微粒分散到由烧结的铜或烧结铜合金中。为了制造滑动材料将铜或铜合金与例如AlN微粒（Hv：1300；微粒直径例如为0.5μm）和Fe3P微粒（Hv：800；微粒直径例如为5μm）相混合并烧结混合物。在混合物中和在滑动材料中具有500-1000的中等硬度（Hv）的微粒（即Fe3P、Fe2P和/或Fe3B）的微粒的重量比例和平均微粒直径这样来选择，使得其大于具有1100或更多的高硬度的微粒（即AlN、Al2O3、NiB、Fe2B、SiC、TiC、WC和/或Si3N4）的重量比例和平均微粒直径。
在WO 2008/140100中记载了另一种基于铜基的滑动材料。这种滑动材料包括1.0-15%重量百分比的Sn、0.5-15%重量百分比的Bi和0.05-5%重量百分比的Ag，其中Ag和Bi存在于共晶状态。如果需要滑动材料可以包含1-10%重量百分比的平均颗粒直径为1.5-70μm的Fe3P、Fe2P、FeB、NiB和/或AlN微粒。
与此相反，CuFe2P目前为止主要用在电子工业（例如作为接触材料）中以及用作热交换材料。US 2009/0010797例如记载一种用于由Cu-Fe-P合金构成的电子构件的板件，所述合金含有0.01-3%重量百分比的Fe和0.01-0.3%重量百分比的P并具有专门的定向。CuFe2P被称为合适的铜合金。US 2006/0091792记载了用于由特殊的Cu-Fe-P合金构成的平面屏幕的溅射靶。
本发明的目的在于，提供一种滑动轴承材料，这种滑动轴承材料具有基于铜的材料的优点，并且在这种滑动轴承材料中可以放弃铅的使用。这种滑动轴承材料应具有良好的可加工性并避免轴承的Fressen。这种滑动轴承材料还应能良好地制造并良好地施加到常见的支撑层上。现在出人意料地发现，使用CuFe2P可以实现具有高导热性和良好的机械特性的滑动轴承。因此本发明还涉及CuFe2P用于滑动轴承或作为滑动轴承材料的应用。此外，本发明还涉及一种滑动轴承复合材料和一种包括所述滑动轴承复合材料的滑动轴承。
图1示出具有根据本发明的滑动轴承材料的轴承半瓦。
图2示出图1的轴承半瓦的放大的局部。
CuFe2P（CW107C；C19400）是一种铜合金，这种铜合金按DIN EN的规格包含2.1-2.6%重量百分比的Fe、0.05-0.2%重量百分比的Zn, 0.015-0.15%重量百分比的P、最高0.03%重量百分比的Pb和最高0.2%重量百分比的其他添加剂。适于本发明的目的的合金能够以商品名Wieland-K65够得并具有以下组成（Richtwerte）：
根据本发明CuFe2P用作滑动轴承材料。
在制造根据本发明的滑动轴承材料时，CuFe2P优选是烧结或浇铸的。烧结优选在950-980°C 的温度下进行。在通过烧结和/或浇铸由CuFe2P制造根据本发明的滑动轴承材料期间，形成硬的Fe2P颗粒，所述颗粒存在于基质中。与EP 0 962 541 A1的教导不同，所述颗粒不是通过专门的步骤加入的。这种硬颗粒实现了高的耐磨损性。这种颗粒还用作切屑断裂结构（Spanbrecher），由此可以例如在钻孔时改进这种材料的可加工性。所存在的Fe2P颗粒相对于Gegenlaeufer实现了良好的抛光特性并由此防止滑动轴承的Fressen和轴承材料转移到Gegenlaeufer上以及由此导致轴承粘附在Gegenlaeufer上。
根据本发明的滑动轴承材料的其他优点在于高的导热性，所述导热性例如为通常用于滑动轴承中的浇铸的CuNi2Si中的导热性的两倍高。与常见的烧结材料、例如CuSn8Ni, CuSn10Bi3.5 和CuPb23Sn3相比，所述导热性甚至最高为其5倍。这使得可以良好地导出在轴承中出现的摩擦热，并由此实现较低的过热的概率和由此导致的在混合摩擦条件下支承材料损坏的概率。良好地导出在轴承中出现的摩擦热使得还可以避免对位于轴承中的油的热影响，这种热影响可能导致粘性和润滑特性的改变。
通过高导热性和抛光效应的配合，通过Fe2P硬颗粒可以特别有效地防止轴承的Fressen，因为这两种效应降低了滑动轴承材料在Gegenlaeufer上的粘附。这种效果可以在本发明的一个优选实施例中通过加入另外的硬颗粒进一步得到加强。
合适的硬颗粒例如包括由AlN、Al2O3、NiB、Fe2B、SiC、TiC、WC、W2C、Mo2C7、c-BN、MoSi2、5!3N4、Fe3P、Fe2P、Fe3B、TiO2和ZrO2组成的颗粒。
在另一个优选实施形式中，根据本发明的滑动轴承材料还包括固体润滑剂，例如h-BN或石墨。添加这种固体润滑剂降低了摩擦系数并由此降低了轴承中产生的热。如果使用h-BN作为固体润滑剂，则例如可以使用在DE 10 2007 033 902 B3中记载的颗粒，该文献的公开内容通过引用包含在本申请中。
本发明还涉及一种滑动轴承材料。图1和2示出由根据本发明的滑动轴承材料组成轴承半瓦（1），所述滑动轴承材料优选由钢组成的支撑层（2）和上面所述的基于带有在其中形成的Fe2P颗粒（3）的CuFe2P的滑动轴承材料作为支承金属层。支承金属层的厚度这里优选为0.1-1.0mm、特别优选为0.3-0.5mm。
优选在由所述滑动轴承材料组成的支承金属层上设置滑动层，所述滑动层具有7-20μm的厚度。这种滑动层和工作层是本领域技术人员已知的并且经常在滑动轴承中使用。、
在另一个方面，本发明还涉及一种包括所述滑动轴承复合材料的滑动轴承。
实施例：
实施例1
为了制造所述滑动轴承材料，将CuFe2P粉末施加到钢支撑层上并在第一步骤中在950-980°C 下进行烧结。此后通过辊轧步骤压缩所述材料，从而多孔性具有低于0.5%的值。接着为了
使烧结层Ausheilung在此在在950-980°C下进行烧结并通过第二辊轧步骤将层硬度调整到90-150HBW 1/5/30并将多孔度调整到低于0.3%的值。
实施例2
为了制造所述滑动轴承材料，将CuFe2P加热到其熔点，即1089°C以上并使其熔化。接着将温度为1150-1250°C的容器浇铸到钢支撑层上。此后所述层的表面以本领域技术人员已知的方式通过机械加工平整并且必要时通过一个或多个辊轧步骤调整到希望的硬度。1．CuFe2P在滑动轴承中的应用。
2．CuFe2P作为滑动轴承材料的应用。
3．根据权利要求1或2所述的应用，其中CuFe2P作为浇铸材料使用。
4．根据权利要求1至3中任一项所述的应用，其中CuFe2P作为烧结材料使用。
5．根据权利要求4所述的应用，其中CuFe2P在950-980°C的温度下烧结。
6．根据上述权利要求中任一项所述的应用，其中在基于CuFe2P的材料中加入硬颗粒。7．根据权利要求6所述的应用，其中加入由AlN、Al2O3、NiB、Fe2B、SiC、TiC、WC、W2C、Mo2C、MoSi2、Si3N4、Fe3P、Fe2P、Fe3B、TiO2和ZrO2组成的颗粒。8．根据上述权利要求中任一项所述的应用，其中在所述材料加入固体润滑剂。
9．根据权利要求8所述的应用，其中使用h-BN或石墨作为固体润滑剂。
10．滑动轴承复合材料（1），包括支撑层（2），优选由钢制成的支撑层，还包括有根据权利要求2至9中任一项所述的滑动轴承材料组成的支承金属层（3）。
11．包括根据权利要求10所述的滑动轴承复合材料的滑动元件或滑动轴承。
本发明涉及CuFe2P在滑动轴承中的应用或作为滑动轴承材料的应用。此外本发明还涉及一种滑动轴承复合材料（1），该滑动轴承复合材料包括支撑层和基于CuFe2P的支承金属层（3）。
滑动轴承 滑动轴承[huá dòng zhóu chéng] 滑动轴承（sliding bearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料 层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。常用的滑动轴承材料有轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯（特氟龙、PTFE）、改性聚甲醛（POM）、等。滑动轴承（sliding bearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动
轴承材料。聚四氟乙烯（PTFE）、改性聚甲醛（POM）、等。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。[1]滑动轴承种类很多。滑动轴承①按能承受载荷的方向可分为径向（向心）滑动轴承和推力（轴向）滑动轴承两类。②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。滑动轴承轴瓦分为剖分式和整体式结构。为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。轴瓦或轴承衬是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨，因此轴瓦的主要失效形式是磨损。轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关，选择轴瓦材料应综合考虑这些因素，以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。轴承的材料有1）金属材料，如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等轴承合金：轴承合金又称白合金，主要是锡、铅、锑或其它金属的合金，由于其
滚动轴承常见的失效形式及原因分析 滚动轴承在使用过程中由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产 生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、 电腐蚀、保持架损坏等。 一，疲劳剥落 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面． 轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： 1、次表面起源型 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部
（次表面）为起源产生的疲劳剥落。 2、表面起源型 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。 3、工程模型 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具体因素如下： A、制造因素 1、产品结构设计的影响：产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。 2、材料品质的影响：轴承工作时，零件滚动表面承受周期性交变载荷或冲击载荷。由于零件之间的接触面积很小，因此，会产生极高的接触应力。在接触应力反复作用下，零件工作表面将产生接触疲劳而导致金属剥落。就材料本身的品质来讲，其表面缺陷有裂纹、表面夹渣、折叠、结疤、氧化皮和毛刺等，内部缺陷有严重偏析和疏松、显微孔隙、缩孔、气泡、白点、过烧等，这些缺陷都是造成轴承早期疲劳剥落的主要原因。
滑动轴承简述： 1、结构：滑动轴承主要由轴承座和轴承套（俗称轴瓦）两大部件组成；轴承座 用来储存冷却润滑油和支撑轴瓦；轴瓦为筒状，电机轴由中间通过，运转时轴与轴瓦间产生滑动并因相互磨擦产生热量。故轴瓦内孔有一层由锡铅铜等组成的金属合金（俗称巴氏合金），该合金耐磨性能好，不易与轴粘合，硬度相对电机轴较软，容许修刮，不易伤轴，容许使用温度一般在85℃左右。轴瓦与轴承座间一般采用球面支撑，轴瓦受力可以自动调节，使轴瓦面受力均匀。轴瓦与轴间的间隙可以根据要求通过两者的精加工实现，修配时也可以通过研刮轴瓦合金面及增减垫片来调节。为了便于装配，轴瓦为分瓣结构，分为上下两瓣。滑动轴承可以单独安装，也可以装在电机上。我公司中型电机是安装在电机端盖上，与电机组成一整体，故称为端盖式滑动轴承，这种结构便于现场安装调整。 2、使用：由于电机负荷全部由轴瓦承受，电机轴在轴瓦内高速旋转，故而在轴 瓦及轴之间需有一层润滑油膜，避免产生干磨擦，磨擦产生的热量也需该润滑油冷却。因此，滑动轴承使用时一般都需要一套冷却润滑装置，该装置俗称稀油站。稀油站主要由油箱、油泵、冷却器、电控系统等组成。冷却润滑油一般为32号或46号透平油。电机运行时，稀油站油泵把油供给电机轴承； 油从轴承上部进入轴瓦与轴的间隙，形成润滑油膜并对轴瓦进行冷却。冷却润滑后的油通过轴承座下部的回油管回到稀油站油箱，再经过过滤及冷却后经油泵输至电机轴承，形成连续循环。电机起动前，应事先开启稀油站对轴承进行供油；稀油站如有故障不能供油时，应及时切断主电源停止电机的运行，以免因轴瓦得不到冷却润滑而被烧坏，进一步影响电机。因此在稀油站或整个电机电控系统中，应有一套控制保护措施。 3、维护：滑动轴承的可靠性关键取决于供油系统的可靠性，除了在电控方面有 可靠的保护措施外，平常维护人员要经常进行巡视检查。轴瓦的巴氏合金硬度较低，在轻度损伤时，有经验的人可对其进行研刮修复，损伤严重时可重新浇注合金或更换轴瓦，更换比较简单、成本较低。轴瓦损伤时一般不会伤电机主轴。 4、费用：滑动轴承的制造成本比滚动轴承要高，但比进口的滚动轴承差不多。 滑动轴承的寿命比较长，轴承座是永久性的，轴瓦的寿命在5年以上，在轻度损时还可进行研刮修复，延长其寿命，却使需要更换成本也较低，更换操作也简单。 5、综述：滑动轴承一般用在中大型旋转机械上，国内有几十年成熟的制造技术 和使用经验，可靠性高、寿命长，维护成本较低。但首次投入成本稍高，维护比滚动轴承复杂。 滚动轴承综述： 滚动轴承的结构和使用这里不再介绍，主要由润滑脂润滑，自然散热冷却，维护简单，一般使用在中小型旋转机械上，较为常见，并且随着大直径轴承质量的不断提升，制造技术的不断成熟，滚动轴承使用在中大型旋转机械上是今后的一种趋势。滚动轴承的寿命理论上在5万小时以上，但实际因诸如轴承质量、装配精度、安装精度、润滑的好坏等因素的影响，一般在1.5~2万小时左右。滚动轴承的可靠性关键取决于轴承的质量，对安装的精度要求较高（包括在现场电机与负载的对中精度）。滚动轴承的更换，尤其是大直径的滚动轴承的更换比较麻
习题与参考答案 一、选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 验算滑动轴承最小油膜厚度h min 的目的是 A 。 A. 确定轴承是否能获得液体润滑 B. 控制轴承的发热量 C. 计算轴承内部的摩擦阻力 D. 控制轴承的压强P 2 在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有 B 、E 。 3 巴氏合金是用来制造 B 。 A. 单层金属轴瓦 B. 双层或多层金属轴瓦 C. 含油轴承轴瓦 D. 非金属轴瓦 4 在滑动轴承材料中， B 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。 A. 铸铁 B. 巴氏合金 C. 铸造锡磷青铜 D. 铸造黄铜 5 液体润滑动压径向轴承的偏心距e 随 B 而减小。 A. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的增大 B. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的减少 C. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的减少 D. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的增大 6 不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv ≤是为了防止轴承 B 。 A. 过度磨损 B. 过热产生胶合 C. 产生塑性变形 D. 发生疲劳点蚀 7 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min 不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是 A 。 A. 减少轴承的宽径比d l / B. 增加供油量 C. 减少相对间隙ψ D. 增大偏心率χ 8 在 B 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。 A. 重载 B. 高速 C. 工作温度高 D. 承受变载荷或振动冲击载荷 9 温度升高时，润滑油的粘度 C 。 A. 随之升高 B. 保持不变 C. 随之降低 D. 可能升高也可能降低 10 动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是 D 。 A. 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B. 充分供应润滑油 C. 轴颈和轴承表面之间有相对滑动
随着科技的发展，滚动轴承在日常生活中被广泛的使用，应用于像小型汽车前轮后轮、耕耘机、拖拉机等机械，但大多人对它并不是很了解。不论它用于哪方面，其制作材料都是非常重要的，可以说，材料是其质量和工作性能的保证。接下来，我想大家介绍下滚动轴承的一些材料。 根据国家标准及轴承使用要求，目前用于轴承套圈和滚动体的材料有高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢等，这些材料按各自不同的特点而被用于不同的场合。并不是说用价值高的渗碳钢材料做出的轴承一定比轴承钢轴承更加适合。 一、高碳铬轴承钢也叫全淬透性钢内外硬度一致，应用于普通的场合，其用量最大，约占材料总用量的80%以上。
1.GCr15 特点及用途：用于普通场合，用量最大，适用于马氏体和贝氏体淬火。 技术特性：有效壁厚在26mm以下，特轻窄系列在16mm以下，淬回火硬度HRC57~62。 2.GCr15SiMn 特点及用途：普通场合使用、用于大型轴承，仅适于马氏体淬火。 技术特性：有效壁厚在26mm以上，特轻窄系列在16mm以上，淬回火硬度HRC57~62。 3.GCr18Mo 特点及用途：贝氏体专用钢、耐磨场合使用，仅适于贝氏体淬火。
技术特性：有效壁厚在26~48mm之间，特轻窄系列在16mm 以下，淬回火硬度HRC57~62。下贝氏体耐磨性比马氏体更好因此适用耐磨场合。 二、渗碳轴承钢也叫半淬透性钢内软外硬，材料性能上有一定“弹性”用于耐冲击场合，需经渗碳淬火，工艺较复杂。 G20Cr2Ni4A 特点及用途：用于耐冲击场合、中大型轴承，可深层渗碳。 技术特性：有效渗碳层深可大于2.5mm，表面淬回火硬度HRC58~63。 上海一佳机械有限公司是一家代理世界知名品牌轴承和高性能联轴器的有限责任公司，拥有旺盛的人气和需求量。公司创业至今已近二十年。在这二十年中，公司本着”信凿第一、客户至上”的经营原则，始终将服务质量为前提，把客户需求放在第一位，建立了完善的质量管理体系，2001年正式通过ISO9000(2000版）的国际质量体系认证。在全体员工的共同努力下，我们的客户遍及全国各省、市、自治区，涉及石化、冶金、机械、电子等多个行业，销售业绩逐年递增，获得所在地区的年度纳税责献奖。并自2001年起我司相维加入了中国中石化，中海油，中石油资源市场，成为其合格的优秀供应商为其提供优质的产品，以及提供成熟完善的KOP-FLEX高性能联抽器及扭矩仪的售后检测维修保养服务。
电主轴的介绍 1.概括：高速数控机床（CNC）是装备制造业的技术基础和发展方向之一，是装备制造业的战略性产业。高速数控机床的工作性能，首先取决于高速主轴的性能。数控机床高速电主轴单元影响加工系统的精度、稳定性及应用范围，其动力性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。不同类型的高速主轴单元输出功率相差较大。 2.电主轴的结构：电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。 3. 优点：电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化机床设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。电主轴轴承采用高速轴承技术，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍。 4.电主轴的融合技术： 高速轴承技术 电主轴通常采用动静压轴承、复合陶瓷轴承或电磁悬浮轴承。 动静压轴承具有很高的刚度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工质量、延长刀具寿命、降低加工成本，这种轴承寿命多半无限长。 复合陶瓷轴承目前在电主轴单元中应用较多，这种轴承滚动体使用热压Si3N4陶瓷球，轴承套圈仍为钢圈，标准化程度高，对机床结构改动小，易于维护。 电磁悬浮轴承高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控，但是由于电磁测控系统复杂，这种轴承价格十分昂贵，而且长期居高不下，至今没有得到广泛应用。 高速电机技术 电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡； 润滑
电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑；也可以采用脂润滑，但相应的速度要打折扣。所谓定时，就是每隔一定的时间间隔注一次油。所谓定量，就是通过一个叫定量阀的器件，精确地控制每次润滑油的油量。而油气润滑，指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要，太少，起不到润滑作用；太多，在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。 冷却装置 为了尽快给高速运行的电主轴散热，通常对电主轴的外壁通以循环，冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。 高速刀具的装卡方式 广为熟悉的BT、ISO刀具，已被实践证明不适合于高速加工。这种情况下出现了HSK、SKI等高速刀具。 高频变频装置 要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速，必须用一高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电动机，变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。 电主轴的运动控制 在数控机床中，电主轴通常采用变频调速方法。目前主要有普通变频驱动和控制、矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式。 普通变频为标量驱动和控制，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想，在低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单，一般用于磨床和普通的高速铣床等。 矢量控制技术模仿直流电动机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法来实现驱动和控制，具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值，加之电主轴本身结构简单，惯性很小，故启动加速度大，可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有更好的动态性能，还可以实现C轴功能；而前者动态性能稍差，也不具备C轴功能，但价格较为便宜。 直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简洁明了，更适合于高速电主轴的驱动，更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的一个热点技术。 5.电主轴的发展趋势：随着机床技术、高速切削技术的发展和实际应用的需要，对机床电主轴的性能也提出了越来越高的要求，
M7140平面磨床主轴静压滑动轴承修复 摘要：本文叙述的是M7140平面磨床的主轴静压滑动轴承的修复过程，经过修复后的主轴部件一直使用至今，没有再出现过类似的故障，因此记录下来以备今后维修之用。 关键词：主轴、静压滑动轴承、轴瓦、薄膜片 M7140平面磨床是一台上海机床厂生产的高精度设备，此设备自1961年投产以来，该机床一直是中型装备制造厂的重点设备，为中型装备制造厂完成生产任务作出的巨大的贡献，近些年根据我公司的生产现状，M7140平面磨床主要担负着中型装备制造厂的轧机滑板产品的磨削加工任务。在完成全年生产任务中，M7140平面面磨床起着举足轻重的作用。 但是近期此机床磨削滑板时经常出现滑板表面有横纹，精度超差的现像。我经过仔细观察发现检测前瓦压力的压力表表针不稳，正常工作的压力值应为0.8MP，而现在的压力表表针在0~0.8MP之间摆动，且磨头削磨工件时振动，即主轴振动带动砂轮也振动，致使工件出现横纹，精度超差。此压力表检测的是主轴的静压滑动轴承的前瓦的压力，所以此压力表摆动实际上就是主轴的静压滑动轴承前瓦的油液压力不稳，而静压滑动轴承前瓦的油液压力不稳的根源有两点：一个根源就是主轴变形、弯曲，另一个根源就是轴瓦的内孔圆度超差。拆下主轴和轴瓦后经检查，主轴没有发生变形及弯曲现像，而轴瓦的内孔圆度超差。根源找到了，下一步就是如何修复此静压滑动轴承，我经过仔细研究，查阅了许多相关资料，最后终于定下了修复方案。下面讲述的就是我的修复方案，以备以后修复相同的主轴静压滑动轴承时作为参考和继续完善修理工艺之用。 M7140平面磨床的主轴结构是静压滑动轴承，静压滑动轴承有承载能力大、抗振性能好、摩擦系数小、寿命长、回转精度高、能在高速或极低转速下正常工作等优点，广泛用于高精度、重载、低速的场合。而M7140属于精加工机床，所以其主轴结构采用了静压滑动轴承。 静压滑动轴承的结构及其工作原理如图1所示，静压轴承在其内圆表面上开有4个对称且均匀分布的油腔，油腔与滑腔之间开有回油槽，回油槽与油腔之间有封油面。两个相对的油腔与一个薄膜节流器连通，油压为p s 的润滑油经过节流器薄膜两侧的节流间 隙h c 和h′ c ，流入轴承相对的两个油腔中。当轴承空载时，两相对油腔压力相等，薄膜 处于平直状态，轴浮在中间。当轴承承受载荷W时，上油腔间隙增大，油压减小；下油腔间隙减小，油压升高，形成压力差，因此节流器中薄膜向上凸起，使上侧节流间隙减小，节流阻力增大；下侧节流间隙增大，节流阻力减小，此时下油腔p r4 ＞上油腔油压 p r2，产生压力差Δp=p r4 -p r2 ，于是将轴抬起，直至上下腔油压相等，使轴颈处于油膜的 包围中，形成液体润滑。
滚动轴承材料选用及其热处理 一、材料选用依据和原则 轴承是机械设备中一种重要零部件，也是应用最广泛的标准件之一。它的作用是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数和能量损耗。轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类，本文仅适用与滚动轴承。 本文对于无磁轴承、低温下轴承、精密轴承、高温轴承、大尺寸轴承也提出材料选择和独立见解，这些一般资料是查阅不到的。 选择轴承材料应依据其使用工况，包括受力情况、环境温度和介质等方面。 工件承受应力大小类型是选择材料的主要因素，正常情况下可分为：⑴低载荷、低冲击；⑵中等载荷、低冲击；⑶重载荷、中等冲击；⑷重载荷、高冲击。 环境温度分为常温、低温和高温；高温以500℃为极限，低温以‐100℃为极限。 介质可分为非腐蚀介质和腐蚀介质；空气、润滑剂和淡水可按非腐蚀介质考虑，这里腐蚀介质包括工业废水、海洋气氛、稀强酸、弱酸、碱、非卤盐和氧化性酸等。 一般无冲击载荷情况下，低载荷且非重要轴承可选用碳素轴承钢，重载则须选用高碳铬轴承钢和高碳铬不锈轴承钢。 冲击载荷大时，应选择渗碳钢，渗碳钢内韧外硬，适用承受冲击载荷。 低温用钢可选用奥氏体不锈钢，其耐低温可达‐100℃以下，其耐磨性可以通过表面渗氮来解决。 渗碳淬火容易造成变形，精密齿轮只好通过表面渗氮来提高其硬度，所以选择渗氮钢。 高碳铬不锈轴承钢除了耐腐蚀性好，其耐高温性能也不错，至少可达500℃以上。 制造大尺寸轴承，热处理造成的尺寸变形成了主要问题，热处理后再进行机加又难以实现，所以只好选用中碳合金轴承钢，先调质后机加，机加后不再进行热处理。 二、常用轴承材料选择（见表1）
表1：材料选用一览表 材料牌号 钢类别 工作载荷 热处理方案 G8Crl5 GCrl5 GCrl5SiMn GCrl5SiMo GCr18Mo 高碳铬轴承钢 重载荷、低冲击 球化退火+淬火+回火 G55 G55Mn G70Mn 碳素轴承钢 低载荷、低冲击 淬火+回火 20CrMnTi 12Cr2Ni4 20CrNi3 20CrNiMo 渗碳钢 重载荷、高冲击 渗碳淬火+回火 38CrMoAl 42CrMo 渗氮钢 （精密轴承） 重载荷、中等冲击；淬火+回火+渗氮 95Crl8 102Crl8Mo 65Cr14Mo4V 高碳铬不锈轴承钢 (腐蚀介质或高温下使用) 重载荷、低冲击；淬火+回火 06Cr18Ni11Ti 06Cr17Ni12Mo2Ti 奥氏体不锈钢 （低温下使用） 低载荷、中等冲击固溶处理+渗氮 50CrNi 42CrMo 中碳合金钢 （大尺寸轴承） 重载荷、中等冲击机加前：淬火+回火 7Mn15Cr2Al3V2WMo 工具钢 （无磁轴承） 重载荷、中等冲击固溶处理+时效 三、常用轴杆类材料化学成分及热处理要求 轴承材料化学成份及热处理要求见表2、表3。
滑动轴承机械基础电子 教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
机械基础电子教案 8.1 滑动轴承 【课程名称】 滑动轴承 【教材版本】 栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010 【教学目标与要求】 一．知识目标 1.了解轴承的作用、分类及结构特点 2.掌握滑动轴承的常用材料，轴瓦的结构。 二．能力目标 1．能够掌握滑动轴承和滚动轴承的优点及应用场合。 2．能够正确安装和维护滑动轴承。 三．素质目标 1．了解常用零件轴承的分类，滑动轴承和滚动轴承的特性。 2．懂得滑动轴承的作用。 四．教学要求 1．了解轴承的功用、分类、特点。 2．熟悉滑动轴承和轴瓦的。 【教学重点】 1．滑动轴承与滚动轴承的特点与应用场合。 2．掌握滑动轴承的。 【难点分析】 1．滑动轴承与滚动轴承的使用场合。 2．轴瓦的结构。 【教学方法】 讲练法，教具演示法，讲课中穿插讨论与提问。 【教学资源】 1．机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。 2．吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。 【教学安排】 2学时（90分钟） 【教学过程】 一．作业讲评（5分钟） 根据轴类零件学生作业完成中存在问题进行讲评，注意强调独立完成，切勿抄袭。重点表扬独立思考完成作业的少部分同学，即使做得不准确或不对，也应给予提倡。 二．导入新课（5分钟） 轴要正常工作，必须将它支承起来，还要保证轴能在支承件上正常转动，这个零件就是轴承。轴与轴承之间的相对转动，从接触面的摩擦状态来分可以
一）滑动轴承的类型和特性 1.滑动轴承按照承受的载荷分为: （1）向心滑动轴承（径向滑动轴承）;主要承受径向载荷； （2）推力滑动轴承,主要承受轴向载荷。 2.滑动轴承适用于低速、高精度、重载和结构上要求剖分的场合。在低速而有冲击的场合也常采用。 3.向心滑动轴承 （1）整体式、剖分式 剖分式一般由轴承盖、轴承座、轴瓦和联接螺栓等组成。 （2）轴瓦是轴承中的关键零件。 轴瓦材料应有摩擦系数小、导热性好、热膨胀系数小、耐磨、耐蚀、抗胶合能力强、有足够的机械强度和可塑性等性能。 （3）对轴瓦材料的要求：轴承合金（巴氏合金）、青铜、特殊性能的轴承材料等。 4.推力滑动轴承（了解） （1）推力滑动轴承有固定式和可倾式。 （2）推力滑动轴承的止推面可以利用轴的端面,也可以在轴的中段做出凸肩或装推力圆盘。 （二）滚动轴承的类型和特性 1.滚动轴承的分类 按滚动体的形状分为：球轴承、滚子轴承。 2.滚动轴承的特性 （1）优点： 滚动轴承与滑动轴承相比，具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便和易于更换等优点。 （2）缺点： 抗冲击能力较差、高速时出现噪声、工作寿命不如液体润滑的滑动轴承 轴承可分为好多种，滚动轴承、向心轴承、球轴承、止推轴承等等。 究其作用来讲应该是支撑，即字面解释用来承轴的，但这只是其作用的一部分，支撑其实质就是能够承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴的。就是固定轴使其只能实现转动，而控制其轴向和径向的移动。 电机没有轴承的后果就是根本不能工作。因为轴可能向任何方向运动，而电机工作时要求轴只能作转动。 从理论上来讲不可能实现传动的作用，不仅如此，轴承还会影响传动，为了降低这个影响在高速轴的轴承上必须实现良好的润滑，有的轴承本身已经有润滑，叫做预润滑轴承，而大多数的轴承必须有润滑油，负责在高速运转时，由于摩擦不仅会增加能耗，更可怕的是很容易损坏轴承。 把滑动摩擦转变为滚动摩擦的说法是片面的，因为有种叫滑动轴承的东西
电主轴轴承的装配方法 1.专业装配的工装 轴承间隙测量,调整工具(很正规专业那种). 精密的标准平台,V型支撑,还有测量内外圆标高的仪器(全是瑞士产的), 还有一些手动工具. 动平衡测量,试验台. 最终的跑合试验台(自带润滑系统,动力系统的). 要求太高了相关的图纸,啊啊, 一套液压安装工具和一套感应加热工具.FAG和NSK都有商品供应. 角接触球轴承一般是成对使用的，有面对面，背对背、同向三种装配的方法，主要是看设计者的思路了，不同的装配方法做预加负载的方法也是不同的。作预加负载是使轴承的内圈与钢球、外圈之间产生一定的弹性变形，来适合你所需要的转速。预加负载的大小不但影响精度，而且影响它的使用寿命。比如背对背使用时，一般采取垫外圈或者磨内圈的方法来实现消除间隙，因为背对背使用时一般是用轴来限制轴承的位置，而外圈一般没有限制的。 2. 轴承安装，不同的人有不同的安装方法:过度配合(0.04mm以内)--开水烫或煮;过盈(0.04mm以上)---油煮等。 1、检查配合要求是否与负载和转速要求相同。 2、测量配合是否超标。 3、根据测量计算决定加热方式。保证轴承油隙。温度不宜超过300--400度。注意防风。不宜用明火加热。条件不许可非用明火时注意温度变化及温度的均匀性。 4、调整轴承的轴向间隙。外圈加垫。
5、用塞尺实测轴承油隙。对特大轴承的油隙最好在实际最大负载(偏载)下调整，要考虑现场温度对轴承的影响。 6、检查转动部份与不动部分是否干涉。 7、加油。注意污染。 8、现场运行监测。 轴承加热温度记得好像应该是小于120度吧 说得对～曾遇到过超过120C后轴承不能回复到原状,报废. 还有的轴承带润滑脂,也不能用热套. 热塑模芯杆, 为了节约材料, 准备用局部镶嵌式联接(相配直径φ30,长度30,用热套方式), 不转递扭矩: 请大家推荐过盈量是多少最合适, 热套零件会变形,二只零件热套后不再加工直接使用,行得通, 热套工艺适合热塑模具, 过盈量在:0---0.03以内。加热温度70度以内。国外轴承装配过盈量一般为0。我这装过几百支辊道辊，过盈量0.03--0.05，加热温度70--90。轴承是国外的。加热设备是自己做的。很土但很实用 对于精度要求较高的主轴组件,为了提高主轴的回转精度,除了要保证主轴及相关零件高的加工精度及采用精密的主轴轴承以外,轴承内圈与主轴装配需采用定向装配法或角度选配法,也就是人为地控制各装配件的径向跳动误差的方向,使误差相互抵消而不是误差累积. 电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，本文介绍了电主轴的工作原理、典型结构，阐述了电主轴的关键技术，总结了其发展趋势。 关键词:电主轴陶瓷球混合轴承油气润滑 1、概述
一、选择题 从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个： 1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为的轴承。 A. 1或2 B. 3或7 C. N或NU D. 6或NA 2 一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应选用。 A. 深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心滚子轴承 3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。 A. 均为基轴制 B. 前者基轴制，后者基孔制 C. 均为基孔制 D. 前者基孔制，后者基轴制 4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。 A. r=r1 B. r＞r l C. r＜r1 D. r≤r l 5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。 A. 圆锥滚子轴承 B. 角接触球轴承 C. 深沟球轴承 D. 圆柱滚子轴承 6 只能承受轴向载荷。 A. 圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 滚针轴承 D. 调心球轴承 7 通常应成对使用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 调心滚子轴承 D. 圆柱滚子轴承 9 不是滚动轴承预紧的目的。 A. 增大支承刚度 B. 提高旋转精度 C. 减小振动噪声 D. 降低摩擦阻力 10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。 A. 99％ B. 90％ C. 95％ D. 50％ 11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 角接触球轴承 D. 调心轴承 12 角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角 的增大而。
电主轴的工作原理、典型结构及优点 打印引用发布时间：2010-04-25 电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，本文介绍了电主轴的工作原理、典型结构，阐述了电主轴的关键技术，总结了其发展趋势. 1、概述 由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率，而且还可以显著提高工件的加工质量，所以其应用领域非常广泛，特别是在航空航天、汽车和模具等制造业中。于是，具有高速加工能力的数控机床已成为市场新宠。目前，国内外各著名机床制造商在高速数控机床中广泛采用电主轴结构，特别是在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，其性能指标直接决定机床的水平，它是机床实现高速加工的前提和基本条件。 2、电主轴的工作原理、典型结构及优点 2.1 电主轴的工作原理 电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。 2.2电主轴的典型结构 电主轴单元典型的结构布局方式是电机置于主轴前、后轴承之间（如图所示），其优点是主轴单元的轴向尺寸较短，主轴刚度大，功率大，较适合于大、中型高速数控机床；其不足是在封闭的主轴箱体内电机的自然散热条件差，温升比较高。 1主轴箱体 2冷却套 3冷却水进口 4定子 5转子 6套筒 7冷却水出口 8转轴 9反馈装置 10主轴前轴承 11主轴后轴承 2.3电主轴的优点 电主轴省去了带轮或齿轮传动，实现了机床的“零传动”，提高了传动效率。电主轴的刚性好、回转精度高、快速响应性好，能够实现极高的转速和加、减速度及定角度的快速准停（C轴控制），调速范围宽。 3、电主轴的关键技术 “电主轴”的概念不应简单理解为只是一根主轴套筒，而应该是一套组件，包括：定子、转子、轴承、高速变频装置、润滑装置、冷却装置等。因此电主轴是高速轴承技术、润滑技术、冷却技术、动平衡技术、精密制造与装配技术以及电机高速驱动等技术的综合运用。 3.1电主轴的高速轴承技术 实现电主轴高速化精密化的关键是高速精密轴承的应用。目前在高速精密电主轴中应用的轴承有精密滚动轴承、液体动静压轴承、气体静压轴承和磁悬浮轴承等，但主要是精密角接触陶瓷球轴承和精密圆柱滚子轴承。液体动静压轴承的标准化程度不高；气体静压轴承不适合于大功率场合；磁悬浮轴承由于控制系统复杂，价格昂贵，其实用性受到限制。
滚动轴承工作温度的介绍（一）滚动轴承根据其材质选用和热处理工艺以及使用工作时的润滑条件，在产品设计阶段和生产加工制造过程中其工作温度即已给定。具体情况如下： 一．材质选用 1.通用轴承在正常工作温度下（室温）可按照国家标准GB/T18254-2002《高碳铬轴承钢》选材。 2.高温轴承工作温度超过300℃以上可按照YB688-2000《高温轴承钢 Cr4 M O4V技术条件》选材。 3.低温轴承（工作温度低于-60℃以下的轴承），常用不锈轴承钢9Cr18、9Cr18Mo材料制造，可按照GB/T3086-1982《高碳铬不锈轴承钢技术条件》选材，也可选用铍青铜、陶瓷等材料制造。二．热处理工艺 1.通用轴承选用高碳铬轴承钢时，其热处理工艺按照国家机械行业标准JB/T1255-2001《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》进行。 2.高温轴承工作温度高于300℃时可按JB/T2850-1993《Cr4M O4V 高温轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》处理后，予以应用。 3.低温轴承，可按JB/T1460-2002《高碳铬不锈钢滚动轴承零件热处理技术条件》处理后，予以应用。 三．滚动轴承工作温度 1.通用轴承选用高碳铬轴承钢并按上述热处理工艺加工后滚动轴
承在正常工作状态下（室温）的工作温度按照相关标准要求，即通过寿命和可靠性试验及评定后，即可按此予以控制。 a. 试验规定见JB/T50013-2000《滚动轴承寿命及可靠性试验规程》中第5条试验条件，第5.4项：轴承外圈温度脂润滑时，不允许超过80℃；油润滑时，不允许超过95℃。 b. 试验及评定见GB/T24607-2009《滚动轴承寿命与可靠性试验及评定》国家标准第6条试验条件，第6.2项：循环油润滑时，轴承外圈温度一般不应超过95℃；脂润滑时，轴承外圈温度一般不应超过80℃。 2. 高温条件下轴承工作温度： a. 滚动轴承选用高碳铬轴承钢，工作温度在150℃～350℃之间，按照JB/T2974标准,当工作温度在150℃～350℃之间时，在轴承型号后缀可分别标注S0～S4予以表示。 b. 滚动轴承选用高温轴承钢，其工作温度可达300℃以上，具体工作温度依据工作条件另行给定。 3.低温轴承工作温度： 滚动轴承选用高碳铬不锈轴承钢，其工作温度低于零下60℃以下，具体工作温度依据工作条件另行给定。
2014-10-31鸿慷机电-FAG进口轴承专家 主轴作为机床的关键部件，其性能会直接影响到机床的旋转精度、转速、刚性、温升及噪音等参数，进而会影响工件的加工质量，例如零件的尺寸精度，表面 粗糙度等指标。因此，为了保持优秀的机床加工能力，必须配用高性能的轴承。用于机床主轴上的轴承精度应为ISO P5或以上(P5 或P4 是ISO的精度等级， 通常从低到高为P0, P6, P5, P4, P2)，而对于数控机床、加工中心等高速、高 精密机床的主轴支承，则需选用ISO P4或以上的精度;主轴轴承包括角接触球 轴承、圆锥滚子轴承，以及圆柱滚子轴承等类型。 精密角接触球轴承： 在上述的几种轴承中，以精密角接触球轴承的使用最为广泛。我们都知道 角接触球轴承的滚动体是球;因为它是一种点接触 (区别于滚子轴承的线接触)， 所以它能提供更高的转速、更小的发热量和更高的旋转精度。在一些超高速的 主轴应用场合，还会采用陶瓷球(一般为Si3N4或者是Al2O3)的混合型轴承。 与传统的全淬透钢球相比，陶瓷球材料自身的特点赋予了陶瓷球轴承具有高刚度、高转速、耐高温、寿命长的特点，从而满足高端客户对机床轴承产品的需求。 就角接触球轴承的接触角而言，目前比较流行的是15?和25?的接触角;通 常15?的接触角具有比较高的转速性能，而25?的接触角具有较高的轴向承载 能力。由于预载的选择对于精密角接触球轴承应用的影响非常大，例如，在高 承载、高刚性的场合，一般会选用中型或重型的轴承预载;而针对一些高转速、 高精度的应用场合，我们在轴承的早期选型中，需要注意选择合适的预载，一 般轻预载比较常见。预载一般分成轻型、中型、重型三种;为了方便客户的使用，目前世界上的几大轴承制造商都普遍提供预先研磨轴承端面而加预载的轴承， 也就是我们通常所说的万能配对精密角接触球轴承形式。该类轴承免去了客户 的预载调节，从而节省了安装时间。 精密圆锥滚子轴承： 在一些重载且对速度有一定要求的机床应用场合中---如锻件的荒磨、石油 管道的车丝机、重型车床和铣床等，选择精密圆锥滚子轴承是一种比较理想的 方案。由于圆锥滚子轴承的滚子是线接触的设计，因此它能为主轴提供很高的 刚性和承载;另外，圆锥滚子轴承是一种纯滚动的轴承设计，它能很好的降低轴 承运转扭矩和发热，从而确保主轴的转速和精度。由于圆锥滚子轴承能够在安 装过程中调节轴向预载(游隙)，这能让客户在轴承的整个使用周期中更好地优 化轴承游隙调节。 此外，在一些内圈挡边线速度大于30米/秒的高速应用中，某些特殊设计 的圆锥滚子轴承也能满足要求，如TSMA轴承或Hydra-Rib液力浮动挡边轴承。TSMA轴承的挡边有多个轴向方向的润滑油孔，可采用循环油润滑或油雾润滑，
滚动轴承的基础知识 ★滚动轴承的最高允许转速通常由允许的工作温度确定，旋转速度极限是能够不产生烧结、过热、持续运转的经验的速度允许值。轴承的迹象转速因轴承结构尺寸、保持架结构、材料、轴承负荷、润滑方法、包括轴承周围的冷却情况而各异。 ★滚动轴承长寿命的根本条件：使用合适的安装工具，认真负责地操作以及安装现场的清洁。 ★热力学参考转速和动力学允许转速表现了轴承的高速适应性能★如何提高轴承的允许转速—提高轴承的尺寸精度、旋转精度以及配合部位的精度，采用的润滑冷却方式，使用特殊形式的保持架都可以达到。 一、轴承游隙 轴承在安装前的游隙与安装后在工作温度下的游隙（工作游隙）是有所不同的；通常：工作游隙小于安装前的游隙。 ☆设定轴向游隙时必须考虑热膨胀 二、影响轴承游隙的因素 1、由温度引起的径向游隙的减少 ΔGrt=Δtα(d + D)/2 mm 式中：α—钢的线膨胀系数α=0.000011/k 当轴承有热量输入或输出时，它的径向间隙会有更大的变化；当通过轴传入热量或通过轴承座散热时，径向间隙就会减小；如果由轴承座传入热量或由轴散热，径向间隙就会加大；起动过程短，迅速达
到工作转速的轴承，轴承套圈间的温度差比稳定状态时的温差大；为了避免轴承有害的预负荷和变形，应使轴承缓慢起动或选择比工作温度下需要的理论有隙更大的轴承有隙——高速轴承游隙大的原因 2、由过盈配合引起的径向游隙减小 轴承内圈滚道的扩张量可近似取为其配合过盈量的80％而外圈的收缩量可大致定为其过盈量的70％（先决条件：实心钢轴，正常的钢制轴承座）。 3、滚动轴承运转中的内部游隙的大小，对疲劳寿命、振动、噪声、温升等轴承性能影响很大。选择轴承内部游隙，对于决定了结构尺寸的轴承是一项重要研究项目。 ☆角接触球轴承的极限转速与接触角有关、接触角大极限转速低，反之则高。 ☆安装角接触球轴承轴与轴承座间不允许发生任何的偏斜，不然就会对轴承的寿命有严重的影响。 ★球轴承、圆柱滚子轴承的游隙是不可调整的，圆锥滚子轴承的游隙是可以根据需要进行调整的。 三、保持架的主要功能 分离各个滚动件，令工作中摩擦和发热量最小 保持滚动体检距离相等，使载荷平均分配 使可分离轴承和内外圈可相互摆动的轴承的滚动体不致于掉出 在轴承非承载区引导滚动体
1例： FAG高精系列主要以下几种： （1）双向推力角接触球轴承（主要用于支承机床精密主轴）接触角为60度，公差等级（精度）为SP级（特别精密级），一般选用FAG.L74V油脂。有2344XX 2347XX系列：如：2344 09.M.SP.CM/ CM表示机加工黄铜保持架。 （2）单列角接触球轴承（单列角接触中的通用结构常常成对使用），主要有：X型（面对面），D型（背对背），T型（串联）三种形式，其中较其它品牌特别的是：配置间隙的特别，有UO型与UA型。UA：X和O型布置中轴向游隙减小。UO：X和O型布置中轴向游隙为零。一般使用普通级，特别要求也可提供P5级，有铜保及玻璃纤维两种保持架。如：https://www.doczj.com/doc/d77251920.html,P UO https://www.doczj.com/doc/d77251920.html,P UA （3）单向推力角接触球系列。此为精密轴承。主要用于机床上的滚珠丝杆螺母组件。用于高速场合，接触角60度，一般选用FSG.L135V润滑脂，模压窗式玻璃标准保持架（TVP表示），单个及成对都可使用。有76020XX及76030XX系列如：https://www.doczj.com/doc/d77251920.html,P （4）主轴轴承,是一种特别设计的单列角接触球轴承，主要应用范围是要求导向精度高和转速高的机床主轴。有B70XX，B719XX，B72XX 后缀一般为CTP4 SUL或ETP4 SUL，其中C代表接触角15度，E代表25度，T代表树脂保持架，P4代表精度，UL代表自由组合。该系列中还有特别的，HSS70系列与HSS719型高速轴承及HCS70，HCS719型陶瓷混合轴承，该系列定货时，请具体咨询适用油脂为FAGL74V。 （5）用于机床主轴径向支承的圆柱滚子轴承，主要有：NN30XX系列及NNU49XX系列。如：NN3028ASK MSP A：内部结构改良，S：带油槽油孔，K：1/12锥度，M：铜保持架，SP精度为SP级，间隙为CINA非互换间隙。 例：FAG主轴轴承系列： B71900CTP4SUL-----B71948CTP4SUL B71900ETP4SUL-----B71948ETP4SUL B7000CTP4SUL------B7048CTP4SUL B7000ETP4SUL------B7048ETP4SUL B7200CTP4SUL------B7244CTP4SUL B7200ETP4SUL------B7244ETP4SUL NN3006ASKMSP---NN3096ASKMSP 7602012TVP------7602095TVP 7603020TVP------7603095TVP 234406MSP------234480MSP 234706MSP------234780MSP998-10-25 第三节主轴滚动轴承及其配置型式 常用轴承 滚动轴承 滑动轴承 滚动轴承优点 能在转速和载荷变化幅度很大的条件下稳定地工作; 能在无间隙,甚至在预紧的条件下工作; 摩擦系数小,有利于减少发热; 润滑容易,脂或油; 由轴承厂专门生产,可以外购. 滚动轴承缺点 滚动体数量有限,在旋转中径向刚度变化,同时引起振动 阻尼较低 径向尺寸较大 主轴轴承的选用对主轴组件的工作性能有很大的影响.