通用基礎知識

滾動軸承功能

滾動軸承屬于機械元件，用于支撐軸和輪軸，根據其設計，它們可以承受徑向或軸向載荷，并同時能夠使軸或安裝在轉軸上的部件旋轉。通過鼓形或滾子形的滾動體傳遞力。優點包括以下幾點：

• 從靜止狀態開始啟動，低摩擦

• 冷卻和潤滑要求低，通常脂潤滑就足夠

• 輕松實現徑向、軸向和聯合載荷

• 幾乎可以實現無游隙或預緊運行

• 作為即裝即用的標準配件系列，滾動軸承應用于全世界

滾動軸承類型

滾動軸承分為不同的軸承類型和設計，滾動軸承技術發展的起點是基于球軸承為代表的，如今有大量的軸承類型用于非常特定的運行環境。然而，任何滾動軸承的設計都有各種各樣的準則來確定技術要素。滾動軸承的選型依據：

• 可用的安裝條件

• 載荷的類型和大小

• 一般的轉速或運動周期

• 機械零件和工廠組件所需的引導精度

• 軸承的剛性

• 環境條件

• 安裝和拆卸

除了滾動軸承的技術參數外，例如動載荷、靜載荷、允許的速度、軸承游隙、軸承預緊、適當的保持架改進設計和所需的潤滑方式，在軸承選型是都必須要考慮。

深溝球軸承

角接觸球軸承

四點接觸球軸承

圓柱滾子軸承

圓錐滾子軸承

調心滾子軸承

推力圓柱滾子軸承

推力球軸承

特殊軸承

滾動軸承技術術語

滾動軸承元件名稱

標準化和命名方法

滾動軸承的尺寸（內徑、外徑、寬度）已國際標準化，滾動軸承型號由邏輯結構組合的字母和數字組成，表示軸承的設計、尺寸和功能。除標準軸承外，特殊軸承和特殊設計的標準軸承的型號系統也不同，由制造商自己定義。DIN 623標準定義了滾動軸承命名和標記的基本原則。

軸承類型標準化

*)  其它類型的設計可以從DIN5401-1標準中列出的圓柱滾子軸承設計中推導出，額定載荷和轉速等技術熟悉維持不變。

滾動軸承型號系統

根據DIN 623-1標準，每個滾動軸承都有明確的標識。下圖顯示了軸承型號的示例。

前綴和基本型號應按章節I 和 II進行編序，后綴和補充型號的順序可能會根據軸承是設計和形式而不同。章節III顯示的序列被用于產品訂單，但允許制造商有特定的變型。

在任何情況下均需完整給出基本型號。在下列情況下，縮寫型號可省略前綴、后綴和補充型號：

• 根據I.2，僅使用正常情況下的材料時，

• 當指定的特征不存在時，

• 根據III，在正常情況下沒有給出特殊設計變型的后綴（如PN、CN和SN）時，

• 當未就這些特性約定規范時，則由制造商根據標準編號確定設計。

在標準型號序列以外，可添加前綴和后綴。僅允許在保留標準型號序列的基礎上進行補充。
示例：JP3窗式沖壓鋼板保持架，制造商變型3

滾動軸承類型的命名介紹根據DIN ISO 5593標準，用于形成標準化的名稱。如：深溝球軸承，調心滾子軸承，表明滾動體的類型和滾道的幾何形狀。

為簡化名稱，習慣的名稱通常不包含前綴“徑向”?？s寫也是出于同樣的原因。標準化的名稱及其縮寫在DIN 623-1標準中列出。此表還包含標準序列號。當形成標準型號時，僅給出主要標準序列號。
注意：相關的字符塊可以用空格或圖形字符連字符（-）、斜線（/）、叉號（x）或圓點（●）相互分隔。

I. 前綴

I.1 軸承零件

前綴用于表示完整滾動軸承的零件：

對于某些類型的滾動軸承（如圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承），還可以單獨訂購分離型套圈或帶有不可拆卸套圈的滾子和保持架組件， 這類零件由基本型號前的前綴標識。

特定的軸承類型標記為L和R的零件構成了完整的軸承布置。但是，只有當零件由同一制造商提供時，才能保證軸承的全部功能。如果分離型套圈由幾部分零件組成，例如NUP型圓柱滾子軸承帶有凸緣內圈，有前綴L的凸緣內圈也相應地適用。

I.2 材料

內圈、外圈和滾動體通常由符合DIN EN ISO 683-17標準的滾動軸承鋼制成。

由不銹鋼制成的滾動軸承通常帶有前綴S（如S 6205）或W（如W 6205）。關于常見滾動軸承材料的比較請參閱“滾動軸承材料對比”一節。

II. 基本型號

基本型號表示軸承的類型和尺寸。通常由一個字符或一組字符組成（例外情況見下文）：

• 軸承系列（參閱II.1）

• 軸承內徑（參閱II.2）

上述型號系統不適用于滾針/推力圓柱滾子組合軸承、滾針/推力球組合軸承、沖壓外圈滾針軸承、沖壓外圈滾針軸承襯套、滾針和保持架組件、推力滾針、保持架和軸圈組件。這里的基本型號由下列字符組成：
?    軸承設計
?    特征尺寸

相應的結構系統參閱DIN 623標準。

II.1 軸承系列

軸承系列由軸承類型和尺寸系列組成。每個軸承系列由一組數字或字母或數字和字母的組合表示。

根據DIN 720標準和ISO 355標準，圓錐滾子軸承有兩種不同的命名系統，DIN720標準對應該標準的規定，ISO355標準包含其自身的分類。

II.2 軸承內徑

軸承內徑的符號由數字組成，通常直接附加到軸承系列的符號中，但在特定情況下還帶有斜線。

軸承內徑標志：

III. 后綴

后綴置于基本型號之后，用于表示

• NG 1：內部設計

• NG 2：外部形狀

• NG 3：保持架設計

• NG 4.1：公差

• NG 4.2：軸承組

• NG 4.3：軸承游隙

• NG 5.1：材料

• NG 5.2：熱處理

• NG 6：潤滑

NG 1  - 內部設計

NG 2  - 外部形狀

NG 3 - 保持架設計

NG 4.1 - 公差

NG 4.2 - 軸承組

NG 4.3 - 軸承公差

NG 5.1 - 材料

NG 5.2 - 熱處理

NG 6 - 潤滑

定制化定義

您可在此處下載PDF格式的UKK后綴列表。

IV. 補充型號

對于超出I至III型號的規格，可以定義制造商相關的補充型號。必須遵守相關產品標準的規范，即：用補充型號定義超出產品標準或收緊的公差。
 

NG 7.1 - 技術規格

NG 7.2 - 根據制造商規范定義的補充型號

基本尺寸

滾動軸承可作為即裝即用的機器元件普遍使用。這主要是因為常用軸承的基本尺寸已標準化。ISO 15標準適用于徑向軸承（除圓錐滾子軸承外）、ISO 355標準適用于公制圓錐滾子軸承、ISO 104標準適用于推力軸承。ISO標準的尺寸方案已被DIN 616標準和DIN ISO 355標準（公制圓錐滾子軸承）所采用。

在DIN 616尺寸方案中，一個軸承內徑對應若干個外徑和寬度。常用直徑系列為7、8、9、0、1、2、3、4（按外徑增加排序）。在每個直徑系列內，有8、9、0、1、2、3、4、5、6、7幾個寬度系列（按寬度增加排序）。尺寸系列的兩位數字：第一個數字為寬度系列（若為推力軸承，則為高度系列），第二個數字為直徑系列。在實際應用寬度系列和直徑系列時，某些軸承類型省略了數字，例如寬度系列為“0”的圓柱滾子軸承（NU0220 = NU220）。

型號示例

以下適用于調心滾子軸承的型號：

讀法

應在軸承系列和軸承內徑之間分隔基本型號。讀數時，既不允許分隔尺寸系列的字符塊，也不允許將分隔的字符與軸承類型的字符相連接。 

正確的讀法：

保持架類型和設計

一般信息

軸承保持架是滾動軸承中的重要組成部分，具有下列功能：

• 使滾動體保持一定的間隔，防止接觸

• 確保滾動體之間的間距相等，從而確保載荷均勻分布

• 引導滾動體

• 傳遞圓周力

• 防止滾動體從可分離的和可轉動的軸承中掉落

保持架可分為沖壓保持架和由不同材料制成的一體式和分體式的實體保持架。

沖壓鋼保持架

沖壓鋼保持架是幾乎全部由鋼板沖壓或壓制而成的軸承保持架。少數情況下，也會使用黃銅板。與實體保持架相比，優勢是重量較輕和潤滑劑易于進入軸承內部。

實體保持架

實體保持架一般用于對保持架強度要求較高且溫度高達250℃的場合。應用的材料有黃銅、鋼、青銅、鋁、鑄鐵、塑料或聚合物。由金屬或聚合物制成的實體保持架通過車削和銑削制造而成，塑料制成的實體保持架是通過在模具中注塑而成的。

對于大型重載軸承和小批量，由黃銅和鋼制成的實體保持架更具優勢。由輕金屬、塑料或聚合物制成的實體保持架具有相對較低的慣性力，擋邊引導適用于高速應用。

玻璃纖維增強型聚酰胺（PA66 GF25）制成的保持架應用在許多大型系列軸承中，具有較輕的重量、高彈性、良好的滑動特性和應急工作特性，這對軸承的使用壽命有積極作用。

特殊的運行環境需要選擇特殊的保持架，但是保持架的工作溫度不超過120℃。

具有中心軸向孔的滾動體用于帶有焊接式支柱保持架的滾動軸承，常見于圓柱滾子軸承和圓錐滾子軸承，少見于調心滾子軸承。一根鋼制螺栓穿過該孔，連接兩側的保持架墊圈，從而確保高強度。

保持架引導

保持架根據不同的應用情況采用不同的引導方式，這是一個明顯的特征。最常見的是由滾動體引導的保持架（無后綴）。軸承外圈上的保持架引導，也稱為外引導，用后綴A表示。軸承內圈上的保持架引導，也稱為內引導，用后綴B表示。

軸承公差

軸承公差確保了滾動軸承的互換性。尺寸公差和旋轉公差的數值在DIN 620標準中給出。軸承通常按公差等級PN級生產，可按需提供或根據應用選擇其他公差等級。

內徑公差符號

外徑公差符號

寬度和高度的公差符號

運轉公差公差符號

我們軸承類型的公差可以在“軸承公差”概述中找到。

軸承游隙

軸承游隙是一個軸承套圈相對于另一個軸承套圈從一個極限位置到另一個極限位置在徑向或軸向上的位移量。軸承的初始游隙、安裝游隙和工作游隙是有區別的。為實現理想的軸引導，軸承的游隙必須盡可能的小。在安裝過程中，通過軸承套圈的過盈配合來減小軸承游隙，因此軸承的初始游隙必須大于所需的工作游隙。在工作過程中，如果內圈的工作溫度高于外圈，徑向游隙會減小。DIN 620標準規定了滾動軸承的徑向游隙標準值，因此，對標準游隙（CN組游隙）適用于軸承在常規的安裝和運行條件下具有適當的游隙。此外，DIN 620 標準還定義了更高軸承游隙的游隙組別， ISO 5753標準對調心滾子軸承包含額外的游隙數值C5游隙組。不同的安裝和運行條件，如緊配合的兩個軸承套圈或溫度差大于10K時，可根據要求需要更寬的徑向游隙組。必須通過組件的配合程度選擇合適的游隙組別，游隙數值適用于最初的軸承設計。

軸承游隙公差：

利用我們的游隙計算器，您可以輕松計算我公司軸承類型的游隙公差。  

因溫差導致的徑向游隙減小

對于未調整的軸承，內圈和外圈之間的溫差ΔT引起的徑向游隙?e的減小量約為：

如果軸承表面有溫升或熱量散發，則必須評估徑向游隙會有較大的變化。如果熱量作用于軸上或由軸承座散熱，則徑向游隙會減小。通過軸承座產生溫升或通過軸來散發熱量時，會產生較大的徑向游隙。當快速啟動至運行速度時，較常溫狀態下軸承套圈之間會有較大的溫度差。轉速的提升必須緩慢進行以防止軸承變形，或對于有溫升的軸承，從理論上講選擇更大的徑向游隙是有必要的。

過盈配合引起的徑向游隙減小

可近似假設內圈滾道的膨脹量為過盈配合的80％，外圈滾道的收縮量為過盈配合的70%（前提條件：實心鋼軸、正常壁厚的鋼制軸承座）。

滾動軸承材料對比

滾動軸承的承載能力在很大程度上受選用的材料和熱處理的影響，滾動軸承套圈和滾動體的材料通常采用低合金鉻鋼，特殊情況下用表面硬化鋼，這些都是高純凈度的高等級軸承鋼。滾動軸承套圈和滾動體采用的鋼材符合DIN EN ISO 683-17標準。根據客戶的要求，滾動體（鋼球和滾子）采用陶瓷材料（如：氮化硅）制成，即所謂的混合陶瓷軸承，具有低密度、良好的耐磨性、低熱膨脹和高絕緣能力。氮化硅也用于涂覆滾動軸承表面（絕緣軸承）。
 

滾動軸承尺寸定義

通過整個的機器構造或裝置，滾動軸承的內徑已經確定。軸承尺寸的最終確定應通過尺寸計算得出，使其滿足使用壽命、靜載安全系數和必要的經濟性的要求?；诖擞嬎?，在選擇的工作條件之間比較軸承的載荷及其負載能力。

滾動軸承區分靜載荷和動載荷，靜載荷定義為承載的軸承為靜止不動的，旋轉非常慢或有緩慢旋轉運動的跡象。在這種情況下，避免軸承滾道和滾動體的塑性變形的安全性是要檢查的。下列要求適用于靜載荷：

大多數滾動軸承承受動載荷。在這種情況下，滾動軸承套圈之間相對轉動，滾動體傳遞作用力和自身旋轉滾動。借助于尺寸計算，避免滾動軸承滾道和滾動體的早期材料失效的安全性是要檢查的，其他材料受力不包含在內。

靜載荷

滾動軸承的靜載荷能力取決于基本額定靜載荷C₀?；绢~定靜載荷是根據DIN ISO 76標準定義的，滾動體在滾道上的赫茲壓力

球軸承為4200 MPa（點載荷）
滾子軸承為4000 MPa（線載荷）

尺寸表中給出了各個滾動軸承的基本額定靜載荷C₀。

當滾動軸承承載C₀載荷時，在最大載荷的接觸點處，會產生滾動體和滾道約為滾動體直徑的1 / 10000的塑性變形。靜載系數f_s的計算可以驗證所選擇軸承具有足夠承載能力。

當量靜載荷P₀

當量靜載荷P₀是一個計算值，對于徑向軸承來說是徑向載荷，對于推力軸承來說是中心軸向載荷。P₀在滾動體和滾道接觸處之間受力最大區域的中心點引起的壓力值等于實際聯合載荷下引起的壓力值。

額定壽命計算

動載荷滾動軸承的標準計算方法（DIN ISO 281標準）基于材料疲勞（點蝕）作為失效原因。下列壽命公式用于計算：

L₁₀是以百萬轉為單位的基本額定壽命，至少90%的一大批相同軸承可達到或超過這個壽命。

軸承表中給出了各個軸承的基本額定動載荷C，在此載荷的規定下，可得出L₁₀壽命為10⁶轉。對于徑向軸承，基本額定動載荷C_r為恒定的徑向作用的載荷。對于推力軸承，基本額定動載荷C_a為永恒不變的軸向作用的載荷。如果軸承的運行溫度超過120°C，由于材料結構的變化，軸承的硬度和動載荷會降低一半。

當量動載荷P是一個計算值，其大小和方向恒定。對徑向軸承來說是徑向載荷，對推力軸承來說是軸向載荷。在載荷P作用下的軸承額定壽命等同于實際工作中聯合載荷作用下的軸承額定壽命。

球軸承和滾子軸承的壽命指數p是不同的。

球軸承 p = 3  

滾子軸承 p = 10/3  

如果軸承的壽命恒定，則壽命可以用小時表示。

例如在交通工程中，若要求以公里數為單位計算軸承壽命，則必須將車輪平均直徑D_R包含在軸承壽命計算中，適用于以下情況：

擴展的基本壽命計算

在大多數情況下，基本壽命L_10h足夠作為軸承性能的評判標準。在大多數多應用中，需要一種更可靠的計算方法。因此，擴展的壽命計算依據DIN ISO 281 標準被使用，擴展的壽命提及到兩個參數，其關系式如下：

根據DIN ISO 281標準定義的可靠性壽命系數a1，其數值如下：

系統性考慮的壽命系數a_ISO是疲勞載荷與實際產生的載荷之間的函數。

e_C值不適用于水或其他流體引起的污染。

粘度比κ在這里有更詳細的解釋。計算時，需要工作粘度ν和參考粘度ν₁。

潤滑劑在工作溫度下必須具有一定的最小粘度，可以使軸承元件之間形成適當的潤滑油膜，。通過增加工作粘度ν，可延長軸承的壽命極限。

可借助下圖讀取參考粘度ν₁，其作為轉速n和滾動軸承平均直徑d_m的函數?？蓮南聢D中讀取工作粘度ν。

根據污染系數e_C、極限疲勞載荷C_u和當量動載荷P以及粘度比κ的值，可以從下列各圖中讀取a_ISO系數。

根據DIN ISO 281標準，a_ISO定義為≤50。此極限值也適用于（e_C·C_u）/ P>5。若粘度比κ大于4，則必須取κ= 4。

極限疲勞載荷

極限疲勞載荷C_u是指在軸承剛好達到極限疲勞應力時最高載荷接觸點的載荷。在DIN ISO 281標準中定義極限疲勞載荷的計算。極限疲勞載荷Cu不能作為確定軸承的唯一標準。滾動軸承在低于極限疲勞的載荷下，其壽命不一定是無限的。在實際應用中，滾動軸承較薄的潤滑油膜或局部潤滑和潤滑劑污染會導致滾道材料的應力增大，因此即使在低于極限疲勞載荷的情況下，滾道表面也會局部超過疲勞極限。使用壽命計算方法兼顧了潤滑和潤滑劑污染的影響。