[科普中国]-向心轴承

定义

中文名称：向心轴承

定义：主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角在0°到45°范围内。

向心球轴承分类1.径向接触轴承—公称接触角为0°的向心轴承。

2.角接触向心轴承—公称接触角为0°～45°的向心轴承。

向心球轴承安装布置方式这种轴承一般有三种不同布置方式 ：

背对背式布置 (即宽边相对) ；

面对面式布置 (即狭边相对) ；

同向排列布置 (即并列) 。

它们可以成对紧靠在一起，也可用垫圈或套筒隔开 ，某些设计的布置按主轴的要求把三个以上的轴承排列在一起 。高速主轴(如内圆磨具) 大都采用单个轴承，并常用压缩弹簧来消除轴承内、外环与滚珠的间隙。

背对背式布置采用这种方式安装后，轴承的滚珠与内、外环接触点的连线，即接触角线沿着回转轴线方向扩散，因此增加了径向和轴向刚性 ，抗变形能力最大。

面对面式布置用这种方式安装，轴承滚珠与内、外环的接触点的连线，即接触角线沿着回转轴线方向收敛，同时轴承内环伸出外环，当两轴承的外环压紧到一起时，外环间的原始间隙开始消除。

同向排列布置选用这种方式安装的轴承、两个旋有预加负荷的 向心球轴承可分担工作载荷。这样的布局方式使轴承接触角线同 向而且平行，但为了保证安装的轴向稳定性，必须在轴两端分别对放两个同向排列轴承。

机床主轴采用向心球轴承的安装布置1、向心球轴承以面对面方式安装，工作时主轴由于温升作径向和轴向膨胀，但由于内环比外环伸长快，这样膨胀的结果对轴承内环产生额外的轴向负荷，亦即增加预加负荷。

2、背对背安装的主轴轴承。当轴承内环的垫圈轴向伸长时，减少了原先调整好的预加负荷。

3、同 一轴颈上的两对轴承，左、右各一对，都是作背对背安装，其中左、右靠得近的两个即中间两个轴承是面对面的 ，工作时的温升会使中间两个轴承的预加负荷增大 。

4、 另一种布局方式 ，安装同一轴颈上的两对轴承 ，左 、右两端 都是成对面对面地安装 。 工作时主轴由于温升作轴向伸长时，就造成外侧的两个轴承上增加了预加负荷，而 中间两个轴 承减少了预加 负荷，甚至产生了间隙。

上述四种布局都不太理想 ，存在着一定的毛病。高精度、高转速 的主轴若采用上述 四种 中的任何一种布局方式安装都会影响主轴的回转精度及轴承的寿命。正确的布局方式，两对“同向‘’安装的向心球轴承 ，承担切削或磨削的一端一对轴承的外环与轴 承座孔轴向是固定的 ，则 另一端一对轴承的外环与轴承座孔其轴 向脱空 ，而两端轴承内环与主轴其 轴向是固紧的，主轴无轴 向窜动 。这样，当主轴受热伸长时 ，非切削端一对轴承可以在套 筒里向中间移 动，因而补偿了主轴 的热膨胀，轴承仍保持原有的预加负荷1。

轴承材料根据轴承工作能力的主要准则，制作轴承的材料应该具有一定的承载能力、嵌入性、导热性、低摩擦系数、表面光滑、抗磨、抗疲劳和抗腐蚀。没有一种材料能完全满足所有的要求，这就是在绝大多数设计中常采用折中法的原因。

下面简要介绍几种轴承材料的性能和应用2。

轴承合金轴承合金(巴氏合金)被广泛使用。它们通常有两种类型：锡基轴承合金和铅基轴承合金，它们具有跑合快的特点，很容易将表面变得非常平滑，它们通常作为轴承衬附在钢的轴瓦基体上。巴氏合金轴承具有很好的适应性，对于较小的不对中或存在缺陷的轴具有自动调节的特性。因为进入到润滑剂中的适量灰尘或外界杂物能被这种软材料吸收，防止轴出现胶合破坏，故这种嵌入性使得它们成为极优秀的轴承材料。轴颈材料可以是软钢、硬钢或铸铁。

青铜青铜轴承适用于轴和轴承对中性好的低速重载的场合，可由多种合金成分制成以获得各种不同的物理性能。

铅铜这种轴承的承载能力高于轴承合金，其适应性较差，因此用于轴的刚性好且对中性好的场合。

铸铁铸铁轴承材料广泛应用于要求不太严格的场合。轴颈的硬度必须高于轴瓦的硬度。工作表面要用石墨和油的混合胶质仔细地加以跑合。要求轴颈与轴承之间必须良好地对中。

多孔轴承首先将金属粉末进行烧结，然后将其浸在油中，就可制作出所谓“自润滑”或“多孔”轴承。各种不同成分的青铜被广泛使用在多孔轴承上，而较少使用铁。由于多孔轴承具有自润滑性能，所以它主要用于当使用一般润滑方法时，轴承难以或不可能获得可靠润滑的场合。

碳和塑料在高温场合，或传统的润滑方式不能使用时，纯碳轴承可以达到满意的效果。聚四氟乙烯是一种非常普通的塑料。由它做成的轴承具有极低的摩擦系数，并且用在无油润滑的场合，它可以在低速或间歇摆动且重载的工况下工作。实验表明，一些材料的组合可以很好地搭配工作，而有一些则不能。在一起不能很好搭配工作的材料组合将会出现过度的磨损3。