按照滚动体的具体形状,滚动轴承通常可区分为球轴承和滚子轴承两大类型。
以公称接触角 0° 至 45° 为界定,向心轴承可划分为:
A、径向接触轴承:接触角为 0°,此类轴承中,圆柱滚子轴承专用于径向承载;深沟球轴承等可兼顾少量轴向载荷。
B、向心角接触轴承:接触角大于 0° 且小于 45°,具备同时承载径向与单向轴向载荷的能力,典型代表是角接触球轴承与圆锥滚子轴承。
2、推力轴承:
以公称接触角大于 45° 且小于 90° 为界定,推力轴承包含两类细分产品:
A、轴向接触轴承:接触角呈 90°,在工作中仅能承受轴向方向的负荷;
B、推力角接触轴承:接触角处于 45° 至 90° 区间,侧重承载大轴向载荷,也可辅助承受部分径向载荷。
另外,按照轴承能否自动补偿轴线偏移,可将其区分为自动调心轴承与非自动调心轴承。
滚子轴承类型繁杂多样,以下将针对最为常见、应用广泛的几种滚动轴承,简要剖析它们的性能优势与结构特点。
1、圆锥滚子轴承(如图 - 1、图 - 2 所示)
圆锥滚子轴承具备承受较大径向载荷以及单向轴向载荷的能力,不过其极限转速相对较低。由于该轴承的内圈和外圈是可以分离的,所以在安装过程中能够对轴承的游隙进行调整。一般情况下,圆锥滚子轴承会成对使用,并以对称的方式进行安装。它比较适用于那些转速不是特别高,且轴的刚性较好的工作场合。此外,圆锥滚子轴承主要以承受径向载荷为主,同时也能够承受少量的双向轴向载荷。在工作状态下,其内外圈的轴线允许有 8′到 16′的偏斜角度。这种轴承具有摩擦阻力较小、极限转速较高的特点,并且结构简单,价格较为亲民,因而在实际应用中最为广泛。但需要注意的是,它承受冲击载荷的能力相对较弱。圆锥滚子轴承适合在高速场合中使用,在高速运转时,甚至有可能替代推力球轴承来发挥作用。
3、推力球轴承(对应图 - 3、图 - 4)
推力球轴承的套圈和滚动体多数可分离,根据承载特性分为单向和双向两种。
单向推力球轴承仅能承受单一方向的轴向载荷,其套圈设计有内径区分:紧圈内径小,与轴过盈配合;松圈内径大,固定于机座。由于结构限制,其极限转速较低,适合轴向载荷大、转速要求不高的应用场景。
双向推力球轴承可承受双向轴向力,中间紧圈与轴配合,两侧松圈起支撑作用。但在高速工况下,离心力导致球体与保持架摩擦生热,严重影响使用寿命。因此,这类轴承主要应用于轴向负载大、转速较低的场合。
4、圆柱滚子轴承(如图 5 所示)
圆柱滚子轴承仅适用于承受径向方向的载荷,无法承受轴向载荷。相较于相同尺寸规格的球轴承,它具备更强的承载能力,特别是在应对冲击载荷时表现尤为突出。此外,该轴承还具有较高的极限转速,能够适应相对高速的运转工况。
5、调心球轴承(见图 - 6)
调心球轴承主要承载径向载荷,同时也可承受一定程度的双向轴向载荷。因其外圈滚道呈球面形状,赋予了轴承调心功能。在工作时,允许内外圈轴线产生 0.5° 至 2° 的相对偏斜。这种特性使得调心球轴承特别适用于多支点轴、弯曲刚度较低的轴,以及难以实现精准对中的支承场景 。
6、滚针轴承(如图 - 7、图 - 8 所示)
滚针轴承以大量滚针作为滚动体,通常不配备保持架。其径向结构十分紧凑,具备强大的径向承载能力,且成本较低。然而,该轴承存在明显局限性:无法承受轴向载荷,滚针之间存在摩擦,导致旋转精度与极限转速较低,运行时内、外圈轴线不允许出现偏斜。基于这些特性,滚针轴承主要适用于转速不高且径向安装空间受限的工作场景。
6、推力调心滚子轴承(如图 - 9 所示)
推力调心滚子轴承具备出色的承载性能,能够承受较大的轴向载荷,同时也可承担一定程度的径向载荷。其滚子呈鼓形设计,外圈滚道为球面结构,这赋予了轴承自动调心的功能,工作时允许轴线产生 2° 至 3° 的偏斜。相较于推力球轴承,该类型轴承可适应更高的转速工况。基于其独特的结构和性能优势,推力调心滚子轴承广泛应用于水轮机轴、起重机转盘等需要承受重载且对调心能力有要求的设备中。
7、角接触球轴承(如图 - 10 所示)
角接触球轴承具备同时承载径向与单向轴向载荷的能力,其公称接触角 α 分为 15°、25°、40° 三种规格。接触角 α 的数值越大,该轴承所能承受的轴向载荷也就越大。在实际应用中,角接触球轴承一般采用成对安装且对称布置的方式。这种轴承的极限转速较高,因此特别适用于转速较快,并且需要同时承受径向和轴向载荷的工作场景。