滚动轴承硬度
轴承钢具有的八大基本性能
轴承钢具有高的耐磨性、高的接触疲劳强度、高的弹性极限、适宜的硬度、良好的工艺性能、良好的防锈性能、一定的冲击韧性和良好的尺寸稳定性等八大基本性能。
一、高的耐磨性。
滚动轴承正常工作时不但发生滚动摩擦外，还伴有滑动摩擦。
发生滑动摩擦的主要部位是滚动体与滚道之间的接触面、滚动体和保持架兜孔之间的接触面、保持架和套圈引导挡边之间以及滚子端面与套圈引导挡边之间等。
如果轴承钢的耐磨性差，滚动轴承便会因磨损而过早地丧失精度或因旋转精度下降而使轴承振动增加、寿命降低。
二、高的接触疲劳强度。
接触疲劳破坏是轴承正常破坏的主要形式。
滚动轴承运转时滚动体在轴承内、外圈的滚道间滚动，其接触部分承受周期性交变载荷，多者每分钟可达数十万次，在周期性交变应力的反复作用下，接触表面出现疲劳剥落。
滚动轴承开始出现剥落后便会引起轴承振动、噪音增大工作温度急剧上升，致使轴承最终损坏，这种破坏形式称为接触疲劳破坏。
三、高的弹性极限。
滚动轴承工作时由于滚动体与套圈滚道之间接触面积很小，轴承在承受载荷时，特别是在承受较大载荷的情况下接触表面的接触压力很大。
为了防止在高接触应力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或发生表面裂纹，因此要求轴承钢应具有高的弹性极限。
四、适宜的硬度。
硬度是滚动轴承的重要指标之一。
它与材料接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限有着密切的关系，直接影响着滚动轴承的寿命，轴承的硬度通常要根据轴承承受载荷的方式和大小、轴承尺寸和壁厚的总体情况来决定。
滚动轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都将影响轴承使用寿命。
众所周知，滚动轴承的主要失效形式是接触疲劳破坏，以及由于耐磨性差或尺寸不稳定而使轴承精度丧失；轴承零件如果缺乏一定的韧性，在承受较大冲击载荷时又会由于发生脆断而导致轴承的破坏。
所以，一定要根据轴承的具体情况和破坏的方式来确定轴承的硬度。
对于由于疲劳剥落或耐磨性差使轴承精度丧失的情况，轴承零件应选用较高的硬度；对于承受较大冲击载荷的轴承(例如轧机：轴承、铁路轴承和一些汽车轴承等)，应适当降低硬度以提高轴承的韧性是十分必要的。
滚动轴承
4．选用向心推力轴承“3”或“7”类，应考虑成对使用。
正装：面对面安装；
反装：背靠背安装。
成对使用原因：向心推力轴承均有接触角，当只有径向载 荷作用时，轴承内部会产生一个派生轴向力S，使得滚动 体、内圈和轴沿轴向移动，造成承受载荷的滚动体数目 减小，因而轴承承载能力减小，因此应采用成对向心推 力轴承，以便平衡派生轴向力，提高轴承承载能力。
§4 滚动轴承的工作情况
4.1 轴承工作时轴承元件上的载荷分布
向心轴承中径向载荷的分布图
轴承元件上的载荷及应力变化图
§5 滚动轴承尺寸的选择
5.1 滚动轴承的失效形式及其基本额定寿命
失效形式：滚动体或内、外圈滚道上的点蚀破坏。 1．疲劳点蚀：安装得当、设计合理、润滑、密封良好，
n>10r/min的轴承主要是疲劳点蚀破坏； 2．塑性变形：不转或转得很慢，n<10r/min，承受较大载荷
注：高速轴承，寿命计算，校验极限转速。
几个重要的概念
1．轴承的寿命：轴承在运转时，其中任一元件出现疲劳点蚀 前所经历的转数（以106r为单位）或工作小时数。
2．基本额定寿命L10 一批相同型号的轴承，在相同运转条件下，其中有10%的轴承
出现疲劳点蚀时，轴承所经历的转数为该批轴承的基本额 定寿命L10. 物理意义：表示轴承达到基本额定寿命时，出现疲劳点蚀的 概率为10%。
径的球轴承，它们的滚动体较小，工作时离心力较小）； ⑤转速高、载荷大，可采用同一支承同时用2个球轴承。
三、调心性能
当轴的中心与支座孔的中心不同心时，或轴因受力变形时， 轴承内圈中心线与外圈中心线会产生偏位角θ，容易造成 滚动体工作不正常，甚至卡住。这时宜采用有一定调心性 能的调心球轴承如“1”类或调心滚子轴承如“2”。
深沟球轴承材料
5、滚动轴承材料5.1、轴承钢概述滚动轴承的套圈和滚动体，反复承受高接触应力的同时还保持高精度旋转。
因此，对轴承的套圈、滚动体及保持架的材料、性能，主要要求如下： 滚动疲劳强度大 套圈、滚动 硬度高体材料所要 耐磨损性高 保持架材料 求的性能 尺寸稳定性好 所要求的性能机械强度大此外，还需要加工性好。
根据用途不同，还有要求其耐冲击性、耐热性、耐腐蚀性好。
一般的滚动轴承套圈及滚动体都采用高碳铬轴承钢或渗碳钢。
前者采用全淬火，表面和心部均可硬化；后者只在表层渗碳淬火，只有表层是硬化层。
套圈及滚动体的硬度一般为HRC58～HRC65。
高碳铬轴承钢是滚动轴承的最佳材料，且应用范围广。
渗碳钢多用铬钢（SCr ）、铬钼钢（SCM ）以及镍铬钼钢（SNCM ）等渗碳钢只在表层适当深度范围内渗碳，形成硬化层，而中心部位硬度却较低。
非金属夹杂物多则引起疲劳龟裂，故非金属夹杂物越少，材料越清洁，滚动疲劳寿命则越长。
5.2滚动轴承钢的主要物理参数和力学性能物理参数(退火状态下测定）熔点（℃）TC=1395～1403 密度(g/cm 3)ρ=7.81临界点（℃） Ac1≈760线膨胀系数(1/K) α=13.3×10-6 Acm ≈900 热导率[W/(m·K)] λ=40.11 Ac3≈707泊松比（28～125℃） μ=0.29Ar1≈695 弹性模量（Gpa ）E=207 力学性能 780℃退火900℃退化 840℃油淬150℃回火抗拉强度δb (Mpa) 588 ～ 715 1186～1200 -η高温回火后的力学性能变化可用示意图表示屈服点σs (Mpa) 353 ～ 412 - - 伸长率δ（％） 15～25 - - 断面收缩率ψ（％） 25～59-- 冲击韧度ακ(J/cm 2) 48～88 76.5 5.4～8.4 硬度（HRC) 179～207HBS 3961～655.3各国高碳铬轴承钢的钢号对照中国 美国 日本 德国英国SKF 前苏联 国际标准 GB/YB SAEAISAJISDIN材料号 BSTOCTISO683/17 GCr15 52100 E52100 SUJ2 100Cr6 1.3505 534A99 SKF3 IIIX151 GCr9 51100 E51100 SUJ1 105Cr4 1.3503 SKF13 IIIX9 GCr650100 E50100105Cr21.3501SKF9 IIIX6GCr9SiMn 52100.1SUJ3 SKF1 2 52100.2SKF2 IIIX20CT52100.3100CrMo73 1.3536535M9952100.45195GCr15SiMn100CrMn6 1·3520IIIX15CT 3SUJ4SUJ5100CrMnMo8100CrMo6 4。
滚动轴承-滚动轴承的结构及类型_
2．接触角
接触角是滚动轴承的一个主要参 数，轴承的受力分析和承载能力等与接 触角有关。表2列出各类轴承的公称接 触角。 滚动体套圈接触处的法线与轴承径 向平面（垂直于轴承轴心线的平面）之 间的夹角称为公称接触角。公称接触角 越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。
滚动轴承按其承受载荷的方向或公 称接触角的不同，可分为： （1） 径向轴承，主要用于承受径向载 荷，其公称接触角从0到45； （2） 推力轴承，主要用于承受轴向载 荷，其公称接触角从大于45到 90（表2）。
例2 试求N207轴承允许的最大径向载荷。 已 知 工 作 转 速 n=200r/min 、 工 作 温 度 t<1000C、载荷平稳、寿命Lh=10000h。 解：对向心轴承，由式（3）可得载荷为：
f T 10 F C f P 60 nLh
6
1/
由机械设计手册查得圆柱滚子轴 承N207的径向额定动载荷C=27200N； 因t<100C，由表8查得fT=1，因载荷 平稳，由表9查得fF=1，对滚子轴承取 =10/3。将以上有关数据代入上式， 得
推力轴承只能承受轴向载荷，因此其当 量动载荷为 P=A （7）
五、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴 向载荷计算 角接触球轴承和圆锥滚子的结构特 点是在滚动体和滚道接触处存在着接触 角。当它承受径向载荷R时，作用在承 载区内第i个滚动体上的法向力Qi可分解 为径向分力Ri和轴向分力Si。各滚动体 上所受轴向分力的和即为轴承的内部轴 向力S（见图6a中的S1和S2）。轴承的内 部轴向力可以按表12计算。
10 F 27200 60 200 10 4
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轴承硬度国家标准【新版】
轴承硬度国家标准内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.1.范围本标准规定了公司用深沟球轴承的规格型号和性能要求；本标准适用于公司深沟球轴承的采购、样品确认和来料检验。
2.引用标准GB/T276-94 深沟球轴承外型尺寸GB307.1-2005 滚动轴承公差GB/T4604-93 径向游隙GB/T307-94 轴承精度JB/T7047-93 轴承振动噪音GBT307.2-2005 滚动轴承公差的测量方法3.技术要求3.1 外观A.轴承外观应无烧伤、锈蚀、碰伤、粗磨痕、毛刺等缺陷；B.防护油应适中，无润滑脂泄露；C.轴承包装应标识清楚、完整；内包装应完好、无破损。
3.2 尺寸d——轴承内径；D——轴承外径；B——宽度内外圈材质：GCr15 高碳铬轴承钢，硬度为HRC60~65钢球材质： GCr15 高碳铬轴承钢，硬度为HRC61~66附表13.3 轴承的制造精度轴承的尺寸精度按GB/T307-940级（普通级），公差值如表：单位：mm3.4保持架和防尘盖轴承用金属冲压波形保持架；防尘盖用双面金属防尘盖（2ZZ型）3.5轴承的润滑3.5.1 轴承的润滑剂是由生产厂商在出厂前封装，要求工作温度在-30~120℃，并且有较好的气候性和使用寿命长等特点.附表33.5.2 润滑脂具有很好的黏附性、耐磨性、耐温性、防锈性和润滑性，能够提高高温抗氧化性，延缓老化，能溶解积碳，防止金属磨屑和油污的结聚，提高机械的耐磨、耐压和耐腐蚀性。
3.5.3 注脂量深沟球内径小于15mm以下的型号为20%-25%，内径大于17mm为25%-30%。
（注：除去保持架、滚子，内圈与外圈之间的空间所占%）。
3.6 使用寿命轴承正确安装后，电机在常温常压下运行20000小时无故障，在高温环境下80℃~90℃，相对湿度80%，运行200小时后，轴承的润滑脂无泄漏挥发。
圆柱滚子轴承计算案例
圆柱滚子轴承计算案例圆柱滚子轴承是一种常见的滚动轴承，常被用于高速、大载荷或往复运动的机器中。
在设计和计算圆柱滚子轴承时，需要考虑多种因素，包括负载、摩擦、紧固和润滑等。
本文将通过一个案例来介绍圆柱滚子轴承的计算方法和相关参考内容。
案例：设有一个工业机械，其主轴需使用圆柱滚子轴承来支撑。
主轴的最大转速为1500rpm，最大径向负载为5000N，最大轴向负载为2000N，滚子轴承的内径为50mm，外径为100mm，长度为50mm。
轴和轴承材料均为钢，轴材料的表面硬度为HRC60。
根据这些条件，需要计算出所需的滚子轴承基本参数。
1. 动载荷的计算首先需要计算出滚子轴承的动载荷，根据最大径向负载和最大轴向负载，可采用以下公式计算：Fr = 1.1 * Frmax = 1.1 * 5000N = 5500NFa = 1.1 * Famax = 1.1 * 2000N = 2200N2. 静载荷的计算静载荷是指无滑移、无寿命损失的条件下，滚子轴承在静止状态下所能承受的最大载荷。
根据滚子轴承的尺寸和材料特性，可以通过滚动轴承受力公式计算出滚子轴承的静载荷：C0 = 0.6 * Frmax = 0.6 * 5000N = 3000N3. 接触角的计算接触角是泊松比和附加限制引起轴承内圈的弹性变形引起的滑动角。
通常可以通过以下公式计算滚子轴承的接触角：α = arctan (π/2 * (1-υ))4. 基本额定动态负荷的计算基本额定动态负荷是指在极限寿命（L10）下，滚子轴承能够安全承受的滚动疲劳荷载。
计算公式如下：Cr = 1.62 * (Fr + Y1Fa)其中，Y1为轴承类型和系列的系数，可根据滚子轴承的类型和系列参考滚动轴承产品手册得到。
5. 基本额定静态负荷的计算基本额定静态负荷是指在滚动极限寿命下，导致轴承发生颠簸或滚子疲劳损坏的静止荷载。
计算公式如下：C0r = 1.26 * (Fr + Y0Fa)其中，Y0为轴承类型和系列的系数，可根据滚子轴承的类型和系列参考滚动轴承产品手册得到。
滑动轴承与轴的硬度要求
滑动轴承与轴的硬度要求
对于滑动轴承来说，通常要求轴承材料的硬度要高于轴的硬度。
这是因为滑动轴承通常是由较硬的材料制成，例如钢或铜合金，而
轴通常是由较软的材料制成，例如钢或铝合金。
这种硬度差异可以
确保在轴承受载荷时，摩擦和磨损主要发生在轴承上，从而延长轴
的使用寿命。
另外，滑动轴承和轴的硬度也需要考虑它们在工作条件下的摩
擦和磨损情况。
通常情况下，滑动轴承和轴的硬度要能够保证在高速、高温、高压等恶劣工况下仍能保持良好的工作状态，不易产生
过早的磨损和损坏。
此外，还需要考虑材料的选择和热处理工艺对硬度的影响。
选
择合适的材料和热处理工艺可以提高材料的硬度，从而提高轴承和
轴的耐磨性和抗疲劳性能。
总的来说，滑动轴承与轴的硬度要求需要根据具体的工作条件
和要求来确定，需要综合考虑材料的选择、热处理工艺以及工作条
件对硬度的影响，以确保轴承和轴能够在长期工作中保持良好的性
能和寿命。
轴承的基本知识
基本代号
表1-3 滚动轴承的代号表示方法
后置代号
前置代号 轴承类型 尺寸系列 轴承内径
内部结构
密封与防尘 套圈变形
保持架 及其材
料
轴承材 料
公差 等级
游隙
配置
其 它
基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。 1、类型代号 类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母加数字表示，
8
轴承类型 调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
内径代号
00
01
02
轴承内径/mm
10
12
15
（1）公称直径在10～480mm之间的轴承内径代号用下列方式表示
03
04～96
17
代号数×5
10
轴承的基本知识
（2）公称直径≥500mm以及d=22、28、32的轴承，代号直接用内径毫米数表示，但 在与组合代号之间用“/”分开，如深沟球轴承62/22，轴承内径d=22mm。
角接触向心球轴承
调心球轴承 角接触球轴承
角接触向心滚子轴承
圆锥滚子轴承 调心滚子轴承
轴向接触球轴承——推力球轴承 推力圆柱滚子轴承
轴向接触滚子轴承 推力滚针轴承
角接触推力球轴承——推力角接触球轴承
角接触推力滚子轴承
推力圆锥滚子轴承 推力调心滚子轴承
2
轴承的基本知识
二、滚动轴承材料 常用的滚动轴承材料是滚动轴承钢，主要牌号有：GCr9、GCr15、 GCr15SiMn、GSiMnV、GSiMnMoV等，G—表示滚动轴承钢。 1、滚动轴承钢的性能 滚动轴承钢具有较高的淬透性、保证滚动轴承体和内套（淬火后）整体具有 均匀的高硬度（HRC61～65）和高耐磨性，同时还要有高的屈服强度和弹性极 限，还要有高的抗接触疲劳强度，足够的韧性和良好的尺寸稳定性。轴承体工 作表面要求磨削抛光，保持架不承受载荷，要求匹配的材料具有减磨性。 2、轴承的热处理工艺 滚动轴承的热处理工艺流程一般为： 球化退火 → (830～850℃)淬火 → (150～160℃/2～3 h)低温回火 → (120～ 130℃/10～20 h)人工时效处理 → 冷处理 。
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滚动轴承的硬度
滚动轴承
滚动轴承（rollingbearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。
作用
支承转动的轴及轴上零件，并保持轴的正常工作位置和旋转精度，滚动轴承使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。
与滑动轴承比较，滚动轴承的径向尺寸较大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。
结构
滚动轴承的结构由部分组成
1.外圈——装在轴承座孔内，一般不转动
2.内圈——装在轴颈上，随轴转动
3.滚动体——滚动轴承的核心元件
4.保持架——将滚动体均匀隔开，避免摩擦
润滑剂也被认为是滚动轴承第五大件，它主要起润滑、冷却、清洗等作用
滚动轴承特征
1.专业化
轴承零件加工中，大量采用轴承专用设备。
如钢球加工采用磨球机、研磨机等设备。
专业化的特点还体现在轴承零件的生产上，如专业生产钢球的钢球公司、专业生产微型轴承的微型轴承厂等。
2. 先进性
由于轴承生产的大批量规模要求，使得其使用先进的机床、工装和工艺成为可能。
如数控机床、三爪浮动卡盘及保护气氛热处理等。
3.自动化
轴承生产的专业化为其生产自动化提供了条件。
在生产中大量采用全自动、半自动化专用和非专用机床，且生产自动线逐步推广应用。
如热处理自动线及装配自动线等。
基本特点
好处
(1).节能显著。
由于滚动轴承自身运动的特点，使其摩擦力远远小于滑动轴承，可减少消耗在摩擦阻力的功耗，因此节能效果显著。
从理论分析及生产实践中，主轴承采用滚动轴承的一般小型球磨机节电达30%~35%，中型球磨机节电达15%~20%，大型球磨机节电可达10%~20%。
由于球磨机本身是生产中的耗能大户，这将意味着可节约一笔及其可观的费用。
(2).维修方便，质量可靠。
采用滚动轴承可以省去巴氏合金材料的熔炼、浇铸及刮瓦等一系列复杂其技术要求甚高的维修工艺过程以及供油、供水冷却系统，因此维修量大大减少。
而且滚动轴承由于是由专业生产厂家制造，质量往往得到保证。
也给球磨机使用厂家带来了方便。
优点
1、摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高，易起动；
2、尺寸标准化，具有互换性，便于安装拆卸，维修方便；
3、结构紧凑，重量轻，轴向尺寸更为缩小；
4、精度高，负载大，磨损小，使用寿命长；
5、部分轴承具有自动调心的性能；
6、适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高；
7、传动摩擦力矩比流体动压轴承低得多，因此摩擦温升与功耗较低；
8、起动摩擦力矩仅略高于转动摩擦力矩；
9、轴承变形对载荷变化的敏感性小于流体动压轴承；
10、只需要少量的润滑剂便能正常运行，运行时能够长时间提供润滑剂；
11、轴向尺寸小于传统流体动压轴承；
12、可以同时承受径向和推力组合载荷；
13、在很大的载荷-速度范围内，独特的设计可以获得优良的性能；
14、轴承性能对载荷、速度和运行速度的波动相对不敏感。
缺点
1、噪音大。
2、轴承座的结构比较复杂。
3、成本较高。
4、即使轴承润滑良好，安装正确，防尘防潮严密，运转正常，它们最终也会因为滚动接触表面的疲劳而失效。
性能
调心性能
轴中心线相对轴承座孔中心线倾斜时，轴承仍能正常工作的能力。
双列向心球面球轴承和双列向心球面滚子轴承具有良好的调心性能。
滚子轴承和滚针轴承不允许内、外圈轴线有相对倾斜。
各类滚动轴承允许的倾斜角不同，如单列向心球轴承为8′～16′，双列向心球面球轴承为2°～3°，圆锥滚子轴承≤2′。
极限转速在一定载荷和润滑条件下轴承所允许的最高转速。
极限转速与轴承类型、尺寸、精度、游隙、保持架、负荷和冷却条件等有关。
轴承工作转速应低于极限转速。
选用高精度轴承、改善保持架结构和材料、采用油雾润滑、改善冷却条件等，都可以提高极限转速。
轴承润滑
主要有脂润滑和油润滑。
采用脂润滑不易泄漏、易于密封、使用时间长、维护简便且油膜强度高，但摩擦力矩比油润滑大，不宜用于高速。
轴承中脂的装填量不应超过轴承空间的1/2～
1/3，否则会由于搅拌润滑剂过多而使轴承过热。
油润滑冷却效果好，但密封和供油装置较复杂。
油的粘度一般为 0.12～0.2厘米/秒。
负荷大，工作温度高时宜选用粘度高的油，转速高时选用粘度低的油。
润滑方式有油浴润滑、滴油润滑、油雾润滑、喷油润滑和压力供油润滑等。
油浴润滑时，油面应不高于最下方的滚动体中心。
若按弹性流体动压润滑理论设计轴承和选择润滑剂粘度，则接触表面将被油膜隔开。
这时，在稳定载荷作用下，轴承寿命可提高很多倍。
现代机器、仪器等设备正向高速、重载、精密、轻巧等方面发展，这对滚动轴承提出许多新的要求，如在减小尺寸的同时要求轴承保持甚至提高额定负荷，采用新技术改进工艺，提高制造精度，降低成本。
通用滚动轴承已很难满足各式各样的要求，对生产量大的机器设备应设计制造专用轴承，在加强标准化的同时，增加品种，扩大专用轴承的比例。
现代工业的发展还需要在特殊工况下工作的特种轴承，如在高速、高温、低温、强磁场或在酸、碱等介质中工作的轴承。
滚动轴承的硬度
关于轴承的硬度，滚动轴承的内外圈和滚动体采用高铬钢GCr15或GCr15SiMn两种轴承钢制造，成品轴承套圈的硬度在洛氏HRC60-65；成品轴承滚动体硬度在洛氏HRC60-66。
其中，GCr15轴承钢制造的钢球硬度在洛氏HRC62-66范围内；GCr15SiMn轴承钢制造的滚子的硬度在洛氏HRC60-64、钢球在洛氏HRC60-66范围内。
也许你不了解是什么洛氏硬度HRC是什么概念，举个例子:家庭用的菜刀的刀锋的硬度一般在HRC50左右，手术刀具和军用刀具的钢材要精纯一些，硬度也在洛氏HRC60以内。
机床金属车削用的合金刀头的硬度常规的也就在洛氏HRC62~65左右。
滚动轴承的硬度相对是比较硬的，成品轴承想再深加工必须用专用设备和工具加工。
文章来源：搜轴网。