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滚动轴承的结构及组成部分

时间:2026-03-12 浏览量:9

  滚动轴承的通常结构为;:内圈、外圈、滚动体与保持架,作为滚动轴承必须具有滚动体。

  如今普遍观点认为滚动轴承的实用结构与完整体系应该包含为:套圈、滚动体、保持架、密封件与润滑剂。作为能合理使用的滚动轴承必须有润滑剂及密封件,其中密封件可以安置在轴承的本体、也可以安置在轴承外部的轴系部位。

  原始朴实的摩擦学的基本内容包含;:摩擦、磨损与润滑三个组成部分,对滚动轴承而言;:

  摩擦—主要发生在轴承零部件之间相对运动的接触表面、轴承零部件与动密封件的密封接触部位,除外还包含轴承零部件与润滑剂(油、脂等)之间的搅拌接触摩擦。

  磨损—主要发在在轴承单元内的零部件的相对运动接触部位、也包含轴承零部件与动密封件的接触密封唇口部位。

  润滑—主要对滚动轴承相对运动接触部位的表面起到改善摩擦、减少磨损和摩擦热等功能作用。

  由于轴承是整个轴系的旋转中心及承受负荷的主要部位,而不是单一的机械零部件,轴承与整个轴系的相关零部件有着不可分割的密切关系,轴系中的摩擦、磨损、润滑、污染等同样会直接影响轴承的正常运行及使用寿命。


滚动轴承零件表面处理工艺篇:表面磷化

  磷化处理的工艺流程核心分3类,适合钢铁件、铝/锌件、镀锌件不同材料,且分常规磷化(含涂装底涂/耐磨防护)和简易磷化(小件/低要求工况),流程遵循前处理→核心磷化→后处理的工艺流程,前处理决定磷化膜质量,核心磷化控制膜层性能,后处理提升耐蚀性,以下是行业通用工艺流程及核心参数:  一、常规:钢铁件常规磷化工艺流程  适用于碳钢、低合金钢,分锌系/锰系/锌钙系,工序完全通用,仅槽液参数不同,含水洗工序  除油脱脂  方式:喷淋/浸泡  药剂:碱性脱脂剂  参数:温度40~60℃,时间5~10min  作用:去除零件表面油污、灰尘、切削液,保证磷化膜均匀附着  水洗1  方式:浸泡/喷淋,常为溢流式  参数:常温,时间1~2min  作用:冲掉表面残留脱脂剂,防止碱性物质带入后续酸洗/磷化槽  酸洗除锈  药剂:稀盐酸(10%~15%)/稀硫酸(5%~10%),可加缓蚀剂(防止过腐蚀)  参数:常温,时间3~8min  作用:去除表面铁锈、氧化皮,露出新鲜金属基体  水洗2  同水洗1,常温1~2min,彻底冲掉酸液,避免返锈/磷化槽酸化  表调(表面调整)  核心工序不可缺,决定磷化膜结晶粗细  药剂:钛盐表调剂/锌盐表调剂  参数:常温,时间0.5~2min,槽液pH8~9  作用:在金属表面形成均匀晶核,让磷化膜结晶细密、无针孔  核心磷化  方式:浸泡/喷淋  药剂:对应体系磷化液  关键参数:温度30~60℃,pH2.8~3.8,时间10~20min  作用:金属基体与磷化液发生电化学反应,形成均匀致密的磷酸盐结晶膜  水洗3  常温1~2min,冲掉表面残留磷化液,避免返白/后处理药剂失效  后处理  涂装底层:铬酸盐钝化/无铬钝化,常温1~3min,形成钝化膜封闭磷化膜孔隙  耐磨防护:皂化封闭,常温5~10min,提升膜层润滑性  干燥  方式:热风干燥/自然晾干  参数:温度60~80℃,时间10~20min,避免高温导致膜层开裂  二、钢铁件简易磷化工艺流程  省略部分水洗/表调,效率高但膜层质量略低于常规流程,仅适用于无锈/轻油污件  除油脱脂→水洗→常温磷化→水洗→无铬钝化→晾干  三、铝/锌件磷化工艺流程  铝/锌化学性质活泼,不可酸洗,表调/磷化药剂专用,核心防氧化、提升涂装附着力  除油脱脂:常温碱性弱脱脂剂→溢流水洗  出光:稀硝酸(5%~8%),常温0.5~1min,去除铝表面自然氧化膜,露出新鲜基体→纯水洗  铝专用表调:氟锆酸盐表调剂,常温0.5~1min→纯水洗  铝专用磷化:锌系轻量磷化液(含氟化物促进剂),常温5~10min→纯水洗  无铬钝化:硅烷/钛锆钝化剂(环保),常温1~3min→热风干燥(60~70℃)  四、镀锌件磷化工艺流程  镀锌层易被酸碱腐蚀,酸洗/强脱脂均跳过,专用轻量磷化,主打涂装底层  常温中性脱脂:中性脱脂剂(pH7~8),3~5min→溢流水洗  镀锌专用表调:锌盐表调剂,常温0.5~1min→水洗  镀锌专用轻量磷化:锌系低锌磷化液,常温5~8min→纯水洗  无铬钝化:硅烷钝化,常温1~2min→自然晾干/低温干燥  五、磷化工艺核心管控要点  水洗是关键:每道化学工序后必须水洗,且优先用纯水;  表调不可省:无表调会导致磷化膜结晶粗大、有针孔,耐蚀性大幅下降;  槽液参数稳定:磷化槽pH、温度、总酸/游离酸比需每日检测,偏离范围及时补加药剂;  后处理必做:磷化膜本身有微孔,钝化/封闭能填充微孔,耐蚀性提升3~5倍;  避免交叉污染:各工序槽体、挂具分开使用,防止酸/碱/磷化液交叉带入。  六、不同用途磷化的工艺微调  涂装底层:选锌系轻量磷化,缩短磷化时间(8~10min),膜厚1~5μm,侧重结晶细密,提升涂装附着力;  耐磨/冷加工:选锰系磷化,延长磷化时间(15~20min),膜厚8~15μm,后处理做皂化封闭,提升润滑性;  常温磷化:适合无加热设备的工况,槽液加促进剂,磷化时间10~15min,膜层质量略低于中温磷化。

2026-04-09

滚动轴承点接触及接触应力分布情况

  滚动轴承是一种典型而复杂的摩擦副单元,按摩擦学的摩擦形式分类,滚动轴承几乎包罗了全部的各种类型的摩擦形式。  滚动轴承所有的零部件之间的相互运动形成了不同方向、不同速度的滚动与滑动摩擦,在实际运行过程中这种运动摩擦大多数是处于边界与混合润滑状态。轴承内旋转的零部件与所使用的润滑油、润滑脂之间会发生流体或类似流体的搅拌运动摩擦,润滑油、润滑脂及固态、固体润滑介质内都存在自身的内摩擦。在外界负荷的作用下轴承内部滚动体与滚道接触部位的变化,会导致轴承内相互运动状态的改变,出现旋转摩擦或混合运动摩擦,同时不同结构的滚动轴承也会导致各类轴承之间的摩擦状态的差异性等。上述各种摩擦形式都将对整体轴承的运动状态如:温升、摩擦力矩、零部件接触表面的形态等带来不同程度的影响与伤害,都会影响轴承的正常使用寿命,因此对轴承及轴承系统的摩擦状态的分析、分类是滚动轴承摩擦学的基础及主要的部分。  轴承的滚动体与内、外滚道之间的接触处是承受负荷及传递运动的部位,因此是轴承摩擦、磨损容易发生的区域。当轴承在负荷作用下运转时由于接触处的材料表面并非处于完全刚性状态,所以在接触处的接触应力分布、摩擦状态等都与滚动体与滚道的接触形式有关,滚动轴承的滚动体与内、外滚道之间的接触形式分为:点接触和线接触两大类型。  点接触是指不承受载荷时两物体在一点接触。对滚动轴承而言,所有球轴承的球(滚动体)与内外滚道都处于点接触状态。以深沟球轴承为例;钢球与滚道在无负荷状态下呈一点接触,而在负荷作用下,由于接触处的材料表面并非处于完全刚性状态,因此钢球与滚道的,接触处将由点扩展成一个接触面。接触面在与接触法线垂直的平面内的投影为一个椭圆。椭圆的长(X)轴的长度为2a,短(Y)轴的长度为2b。接触处的大接触应力σmax发生在椭圆的中心。随着与椭圆中心的X与Y轴的距离变化,接触应力逐步减小。同时随着钢球与滚道的曲率变化及外界负荷的大小即方向(指径向与轴向)的变化,接触椭圆的大小、位置及椭圆区域内的压力分布也会发生相应的变化。  属于点接触类型的滚动轴承有向心球轴承、角接触球轴承、推力球轴承及所有“球类”轴承。  从两圆相切为一点的概念分析,弧形滚子与弧形滚道面的接触也属于点接触状态,如调心滚子轴承、推力调心滚子轴承也属于点接触类型的轴承。但与球轴承的不同之处在于其滚动体与滚道接触处的接触弧形大得多,在载荷作用下由于结构差异其接触椭圆面积的变化、载荷的分布都会有所不同,因此调心滚子轴承、推力调心滚子轴承的摩擦系数比球轴承大,承受载荷的能力也大。  不论是球轴承或弧形接触的滚子轴承,其滚动体与滚道接触区域都会形成一个椭圆的接触区域,因此接触应力分布是不均匀的,所以在同一个接触区域内,其运动及摩擦形式、磨损的形貌也有差异。  

2026-04-10

滚动轴承工作过程中滚动体与滚道之间的运动分析?

  滚动轴承中的滚动体是承受载荷与传递运动的主要零件,在轴承转动过程中滚动体在承受载荷的情况下始终与滚道接触,如轴承内圈转动时,滚动体在载荷区域与内、外滚道面同时接触,在无载荷区域,滚动体将处于自由状态,所以滚动体与滚道之间的摩擦主要发生在轴承载荷区域内。在载荷区域内滚动体与内、外圈滚道之间的相互运动的摩擦运动速度见图1.图1.滚动体与内、外圈滚道接触处的相对运动  图1中Og是轴承的中心、A点是滚动体与内圈滚道的接触点、B点是滚动体与外滚道的接触点,根据纯滚动的原理;滚动体与内、外滚道接触点的运行速度分别为ʋi及ʋe,这也即为滚动体与内、外滚道及滚动体自身摩擦、磨损的速度项。  由于滚动体的运动是有自转与公转组成,同时还存在由载荷引起的“偏转陀螺”式转动,因此整个滚动体表面都会与内、外滚道发生运动摩擦。  内圈(旋转套圈)与滚动体之间由于存在相对转动的速度差异,内圈滚道表面也是以循环形式不断交替地与滚动体接触,因此内圈(旋转套圈)滚道面与滚动体会发生全圆周方位的运动摩擦。  外圈(静止套圈)仅与滚动体在载荷区域内接触,因此外圈(静止套圈)滚道面与滚动体之间仅在载荷区域发生运动摩擦。  滚动体与内、外滚道面之间的摩擦随载荷的大小、接触形式的变化而变化,这些摩擦痕迹可以判断轴承的运行及载荷情况,这些接触摩擦区域也是滚动体、套圈容易发生疲劳损坏的部位。

2026-04-18
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