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轴承的工作环境及对轴承的性能要求

轴承是由内、外套圈、滚动体(滚珠、滚柱或滚针)和保持器四部分组成,除保持器外,其余都是由轴承钢组成。当轴承工作时,轴承内、外套圈,轴承滚动体间承受高频、变应力的作用。轴承的工作条件十分复杂。载荷集中作用在滚动体的很小面积上。

理论上讲对于滚珠,作用在一点上;而对于滚柱则作用在一条线上,并且滚动体与套圈间接触面积也很小(呈点/线接触),因此轴承零件在工作时,其滚动体和套圈表面的单位面积上要承受很大的压力,一般高达1500-5000N/mm2;轴承旋转时,还要承受离心力的作用,作用力随转速的增加而增大;滚动体和套圈间不仅存在滚动,而且还有滑动,所以在滚动体与套圈之间还存在着摩擦。

在以上几种力的综合作用下,在套圈或滚动体的表面上抗疲劳强度低的部位首先产生疲劳裂纹,后形成疲劳剥落,使轴承破损失效。轴承正常的破损形式是接触疲劳损坏,常见的还有塑性变形、压痕、磨损、裂纹等。

轴承的寿命和可靠性虽然与轴承的设计、加工制造、润滑条件、安装、维护保养等因素有关,但轴承材料的高质量和可靠性是关键。滚动轴承零件要在拉伸、压缩、弯曲、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下,高速而长时间地工作。因此,对滚动轴承要求具有: 

    1)高的抗塑性变形能力, 

    2)高的抗摩擦、磨损性能, 

    3)高的旋转精度及尺寸精度, 

    4)好的尺寸稳定性, 

    5)长的使用寿命和高的可靠性。 

对于在特殊条件下工作的轴承,还有特殊要求,如耐高温性能、耐低温性能、防腐蚀性能和抗磁性能等等。


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