工业齿轮箱轴承技术
冶金齿轮箱轴承应用技术
使用寿命。英制轴承具体公差配合尺寸应参照轴承供应商推荐尺 寸 。与英 制轴 承相 比 ， 大尺 寸轴 承公 差 配合选 取较 为 简单 ， 公制 对 于重载 、轴承内圈旋转外 圈静止应用条件 ，内径尺寸范 围 ３０ ２～
５０ ｍ 的大 尺寸 调心 或 圆柱 滚子 轴承 ， 可采用 Ｉ 差范 围 。对 ０ｒ ａ 轴 ６公
于 内径 尺寸 超过 ５０ ｍ 的调 心 或 圆柱滚 子轴 承 ，轴 可 采用 ｒ 公 ０ｍ ７ 差范 围 。调 心或 圆柱 滚子 轴 承座公 差 范 围均 可选 用 Ｈ 或 Ｇ 。 ７ ７
子轴承来胜任高转速 、 频繁加速 、 减速 ， 正转及反转等苛刻轴 承
应 用条 件
日 ／ ＝ ｌ ＼ —＝ Ｊ 鞲
双 列圆锥 滚子 轴承 特点： 滚子 挡边 引导 ， 纯滚 动 安装 后可 调整 游隙
果 通 常无 法 真 实 反 映轴 承性 能 ，通常 主要 考 虑轴 承额 定 当量 与 轴 承 受 力 比值 是 否 大 于安 全 系 数 ，更 精 确 的 方 法是 通 过 分析 软 件计 算 轴 承 滚 子最 大 接 触 应 力 。 三 、 承 公 差 配 合 轴 冶金 齿轮 箱轴 承通 常处 于重 负载 、 载荷 、 低转 速苛 刻 冲击 高或 运 行环 境 ， 确地选 取 轴 承公差 配合 不仅 利 于轴 承 的安装 ， 时可 正 同 确 保重 载 、 载荷 条件 下轴 承 不会 出现 跑圈 情况 。一般 来说 ， 冲击 轴
图２
合 载 荷 ， 了分 担 轴 承 受 力并 提 高 寿使 用 寿 命 ，阎定 端 ” 般 放 为 “ 一 在 径 向 受力 较 小 一侧 ，浮 动 端 ” 在径 向受 力 较 大一 端 。 时 在 “ 放 有
选用调心滚子轴承为提高轴承的轴 向承载能力 ，也会将 “ 同定
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析
风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析二、风电齿轮箱高速轴轴承振动的成因1. 原因一：轴承设计不合理风电齿轮箱的高速轴轴承作为承受风机转速及载荷的重要组件，其设计合理与否直接影响着轴承的振动情况。
如果轴承在设计上存在问题，如径向间隙不合适、润滑不足、承载能力不足等，都会导致轴承在高速工况下产生过大的振动，从而影响风电齿轮箱的运行。
2. 原因二：运行过程中的损耗风电齿轮箱长期运行中，轴承会受到载荷和振动的影响，导致轴承零部件的损耗。
一旦轴承零部件损坏或磨损，会导致轴承产生振动，进而影响风电齿轮箱的运行稳定性和寿命。
3. 原因三：不良工况风电齿轮箱在运行中可能会出现异常工况，如过载、冲击负载、异常转速等，这些工况都会导致高速轴轴承振动。
尤其是在风电场运行环境复杂多变的情况下，异常工况的发生频率较高，更易导致轴承振动的出现。
三、风电齿轮箱高速轴轴承振动的应用分析1. 检测与监测技术风电齿轮箱高速轴轴承振动的检测与监测技术，可以采用传感器技术实时监测轴承的振动情况，并通过数据采集和分析系统对轴承的振动情况进行实时监测和记录。
通过这种技术手段，可以及时掌握轴承振动情况，为风电齿轮箱的故障诊断和维护提供数据支持。
2. 振动信号分析振动信号分析是对风电齿轮箱高速轴轴承振动的重要手段之一。
通过对轴承振动信号进行时域分析、频域分析和脉冲响应分析等手段，可以对轴承的振动情况和轴承零部件损伤程度进行评估，进而为风电齿轮箱的维护和故障诊断提供依据。
3. 振动控制技术振动控制技术是对风电齿轮箱高速轴轴承振动进行有效控制的手段之一。
通过合理的振动控制技术手段，可以降低轴承的振动水平，减小轴承振动对风电齿轮箱的影响，提高风电齿轮箱的运行稳定性和寿命。
4. 轴承维护保养针对风电齿轮箱高速轴轴承振动问题，加强轴承的维护保养工作，及时更换损坏的轴承零部件，加强轴承的润滑和冷却，提高轴承的运行稳定性和寿命，是解决轴承振动问题的重要手段。
装载机齿轮箱用轴承6210ENR止动槽及保持架改进
通过对 ６ １Ｅ Ｒ轴 承 的止 动 槽 和保 持 架 ２０ Ｎ 进行设 计 和工 艺 改 进 ， 首批 生产 的 ２０套 产 品 ０
国产 化率奠 定 了 良好 的基 础 ， 随着 批 量 生产 的 进 程将会 产生 巨大 的经济 与社会效益 。
－
４＂ －
（ 上接第 ９页 ）
度， 采用端 面修 整装 置在 线修 整 的方法 ， 图 ３ 见 。 由于被磨削材料为硬质 合金 或陶瓷材 料 ， 以砂 所 轮磨料应选用金刚石磨料， 修整方法类似磨床修 磨磁极的方法 ； 面锥 度在采 用端面修 整装 置修 端
车加 工专 门设计 了对 刀样 板 ， 完后 用 槽 宽 和 车 槽 位 置 样 板 测 量 了 ６ １Ｅ Ｒ ０ ２ ０ Ｎ ／ １槽 宽 和槽 位
改进前 ６ １ Ｅ Ｒ采用 常规 的半 圆头 铆 钉 ， ２０ Ｎ
铆 钉 头强 度难 以适 应 震 动 冲击 较 大 的场 合 ， 工
・
８・
关键 词 ： 承 ； 动槽 ； 力集
置 ｏ ２． ２ 热处理
目前 国 内装 载 机 市 场 需 求 量 较 大 ， 变 速 其 箱 用轴 承 普 遍 采 用 进 口轴 承 ， 机 厂 为 降 成 主 本 ， 所使 用 轴 承 有 强 烈 的 国 产 化 愿 望 ， 国 对 给 内轴 承厂 家 提 供 了 国产 轴 承 进 入 该 行 业 的 良 机 。现 以早 期 失 效 最 为频 繁 的 ６ １Ｅ Ｒ 轴 承 ２０ Ｎ 为例 。根 据 用 户 反 映 及 市 场 调 查 ， 往 国 产 以 ６ １Ｅ Ｒ轴 承在 装 载 机 变 速 箱 内其 失 效 形 式 ２０ Ｎ
传 统 的止 动 槽 设 计 及 其 加 工 工 艺 容 易 形
舍弗勒 风机齿轮箱的轴承
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小册子 应用于风力涡轮机的专业轴承技术与服务 (PWE)
空心滚子轴承是低磨损的圆柱滚 子轴承，它有3个尺寸略大的空心 滚子，在低载时驱动滚动体组 件。这样可以防止打滑。当负载 增大时，空心滚子发生弹性变 形，载荷会被所有滚动体承受。
TB滚子优化设计的端面轮廓防止挡边和滚子端面之间的磨损
我们的高承载能力圆柱滚子轴承 能够击败竞争产品，取决于具有 高额定载荷和低摩擦的改进型保 持架。这意味着与标准轴承相比 具有更长的额定寿命。
行星齿轮
两种可靠的替代方案
整合式轴承：不带外圈的FAG X-life 圆柱滚子轴承 这种轴承的滚道整合到行星齿轮 内，内圈和滚动体黑化。 • 承载能力高 • 运转安全性高 • 径向截面尺寸小 • 受限内部游隙实现轴承内部载荷的最佳分布 替代方案：FAG高承载能力圆柱滚子轴承 基于对保持架的特殊流线型设计，高承载能力圆柱滚子轴承集合了满 装轴承和带保持架轴承的优点。与具有标准保持架的轴承相比，这种 轴承的额定载荷能够得到大幅的提升。 • 摩擦低 • 额定载荷高（基于滚动体数量增加） • 轴承装配简单（基于自保持功能的保持架） • 高刚度，轻量化设计 • 优化润滑剂流动 • 改进的启动性能（基于Durotect® B氧化层）
动车组齿轮箱轴承润滑技术
动车组齿轮箱轴承润滑技术
首先，动车组齿轮箱轴承润滑技术的选择应考虑到动车组的运行环境和工况。
例如，高速列车需要在高速运行时保持稳定的润滑性能，而在启动、制动等工况下也需要有良好的润滑效果。
因此，需要选择适合高速、高温、高负荷等特点的润滑油脂或润滑油。
其次，动车组齿轮箱轴承润滑技术还需要考虑到润滑油脂或润滑油的添加方式和周期。
合理的润滑油脂或润滑油添加方式和周期能够保证轴承在运行过程中始终处于良好的润滑状态，避免因润滑不足或过量而引起的问题。
另外，动车组齿轮箱轴承润滑技术还需要考虑到润滑油脂或润滑油的性能指标，如黏度、抗磨性能、抗氧化性能等。
这些性能指标直接影响到轴承的使用寿命和运行稳定性，因此需要选择符合要求的润滑油脂或润滑油。
除此之外，动车组齿轮箱轴承润滑技术还需要考虑到润滑油脂或润滑油的密封性能和防水性能。
良好的密封性能和防水性能能够有效防止外部杂质和水分的侵入，保证轴承的正常运行。
综上所述，动车组齿轮箱轴承润滑技术需要综合考虑运行环境、润滑油脂或润滑油的选择、添加方式和周期、性能指标以及密封性
能和防水性能等多个方面的因素，以确保齿轮箱轴承的良好运行和
使用寿命。
论齿轮箱滑动轴承损坏原因及处理办法
论齿轮箱滑动轴承损坏原因及处理办法本文首先介绍了轴承的分类及结构材料和齿轮箱滑动轴承磨损机理，然后分析了齿轮箱滑动轴承损坏型式及失效，最后探究了齿轮箱滑动轴承损坏的原因及其处理方法。
标签：齒轮箱;滑动轴承;损坏;原因;处理方法轴承在各种运转机械中是一非常重要的部件，它可分为滚动轴承和滑动轴承。
这两种轴承在使用中，常出现不同程度的损坏，迫使停机更换，从而影响企业效益。
1 轴承的分类及结构材料1.1滚动轴承。
它的内外圈及滚动体一般用含铬合金钢制造。
如CrG6、CrG9、CrG15及GCr1SSiMn等，热处理后元件工作表面硬度应达到HRC61-65，并经磨削和抛光。
保持架一般用低碳钢板冲压成型，用有色金属（如黄铜）或塑料（如酚醛夹布胶木）制成。
1.2滑动轴承。
一般采用铜基轴承合金（青铜、黄铜）灰铸铁加上锡基和铅基轴承合金（巴氏合金）等材料制成。
2 齿轮箱滑动轴承磨损机理通常，机器或零件的摩擦副从投入运行到破坏都要经历三个阶段：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段，并表现出不同的磨损特征，这主要是指磨损的严重程度。
这三个阶段的磨损规律一般用磨损量W一时间t和磨损率一时间t的关系曲线表述。
见图1。
图1 磨损过程一般规律2.1磨合阶段的描述一个崭新的，即加工后未经摩擦的固体表面总具有一定的表面粗糙度和比较尖锐的微凸体尖峰，因而实际上两个表面之间通过微凸体进入真实接触的面积是很小的。
于是在这些接触着的微凸体之间会产生很大单位面积接触压力，乃至超过材料的屈服强度，并造成微凸体材料的迁移，以及由于接触面之间的变形在局部微区产生很高的温度，致命接触面发生熔焊，随即又由于表面之间的相对运动而被撕裂。
同时微凸体在相对运动过程中也很容易发生碰撞折断、划伤。
因此在磨合阶段，摩擦副表面的磨损量迅速增加，并达到较高的磨损率。
另一方面由于加工和装配等工况原因，使接触表面之间的间隙不均匀，从而难以形成稳定的油膜，这时的润滑状态处于一种边界润滑到混合润滑的过渡;随着磨合阶段的结束，微凸体不断被磨平，促使它们之间的接触面积不断增大，而单位面积的接触压力随之减小，同时通过一定的磨损之后，摩擦副的间隙趋于均匀，油膜得以建立，即进一步向完全流体动力润滑过渡;于是磨损率也随之减小，并向稳定磨损阶段过渡。
FAG电机轴承技术
滚道/滚动体的损坏机理
contact 滚动体与滚道接触
molten joint 熔合
U
electric arc, metal droplets 电弧产生金属滴 expiration and freezing 凝结成小的焊珠
滚动轴承的电气特性 – 阻抗特性
滚动轴承的电气特性 – 阻抗特性
● 金属接触状态下, 阻抗Z<10Ω
滚动轴承的电气特性 – 阻抗特性
● 中速转动状态 阻抗 Z = 0.01~100KΩ
轴承运行于中速状态下,表现为阻抗特性。此时的特点是:在赫兹接触区域(混合润滑状态)表 面的某些地方会形成较厚的油膜,通常这些润滑膜会分隔金属表面;相对于润滑膜厚度而言金 属表面的粗糙度比较大,有时会发生金属和金属的直接接触或者类金属接触。一般,典型的阻 抗值范围是0. 01～100 kΩ。此外,这种情况下可能会发生烧结现象。
● 特性: ● - 用于承受高径向载荷 ● - 不同的应用场合:
– N, NU: 只承受径向载荷 – NJ : 径向载荷 + 单向轴向载荷 – NUP : 径向载荷和双向轴向载荷
● - 圆柱滚子轴承内径从 15mm 到 > 700mm ● - 不带密封, 从油道进行润滑 ● - 噪音大于球轴承
● 要点: ● 对圆柱滚子轴承总是需要一个大于2%Cdyn 的最小 径向载荷来避免滑动、噪音和失效!
Lubrication润滑 Grease油脂
(n x dm <~ 1,500,000) Oil sump / circulation 油池/循环 (n x dm <~ 2,200,000) C3 or C4 游隙 Fits tight were possible紧配合 Spring: preloading according catalog /FAG broschures 弹簧：根据样本/FAG宣传册规定预载
MHB系列标准工业齿轮箱(第二版)
M系列标准工业齿轮箱1. 一般说明1.1 执行标准 (01)1.2 性能特点 (01)1.3 重要提示 (01)1.4 图标说明 (02)2. 基本类型概述2.1 产品分类 (03)2.2 型号命名规则 (04)2.3 布置形式 (05)3. 齿轮箱选型3.1 选型方法 (07)3.2 服务系数 (09)3.3 附加径向力 (11)3.4 选型示例 (13)3.5 额定输出扭矩 (15)3.6 额定功率和许用热功率 (19)3.7 实际传动比 (43)3.8 转动惯量J1 (47)4. 尺寸图：卧式齿轮箱MH1..H (51)MH2..H (53)MH3..H (59)MH4..H (65)MB2..H (71)MB3..H (75)MB4..H (81)5. 尺寸图：立式齿轮箱MH2..V (87)MH3..V (91)MH4..V (95)MB2..V (99)MB3..V (103)MB4..V (107)6. 尺寸图：附件6.1实心轴花键 (111)6.2空心轴平键 (113)6.3空心轴锁紧盘 (115)6.4空心轴花键 (117)6.5风扇 (119)6.6水冷却管 (123)6.7逆止器 (125)6.8油加热器 (126)7. 轴封轴封 (127)目录02011111.4 图标说明尺寸图上的图标说明如下：图标说明1.1 执行标准•齿轮精度按ISO1328-1995圆柱齿轮精度制•齿轮强度按ISO6336-2006直齿和斜齿轮承载能力计算方法•材料和热处理的质量控制按ISO6336-5:2006直齿和斜齿轮承载能力计算方法，第5部分材料的强度和质量• M 系列同时也符合ANSI/AGMA6010-E88闭式直齿和斜齿、人字齿轮传动装置1.2 性能特点•独立的工业齿轮箱平台•整体和分体的箱体设计•多面安装箱体设计•先进的模块化设计技术，主要零件高通用性和高互换性，零件品种规格少•齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火磨削精加工制成•齿轮进行齿廓修形和螺旋线修形，齿向载荷分布均匀，强度高、低噪音、低振动•齿根喷丸强化，齿根弯曲强度高•尽可能地加大了轴承型号，轴承使用寿命长•有限元分析确保零件结构的优化•标准产品交货时间短•可针对客户要求非标定制1.3 重要提示•样本中的插图仅为示例，不具有约束力。
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承载能力高和结构紧凑
设计
圆锥滚子轴承 T7FC 由于单列圆锥滚子轴承T7FC具有比 较大的接触角，所以它能同时承受 很高的径向力和单向轴向力。O型 或X型布置的轴承组可以承受径向 力、力矩以及双向的轴向力。
此系列X-life轴承的最大的优点在于 它的额定动载荷比以往的结构提高 了20%，所以基本额定寿命也相应 增加了70%。因此，可以通过减小 轴承的尺寸而降低客户的成本。
例子3: 挤出机齿轮箱 使用了INA和FAG的轴承、由Renk AG公司制造的挤出机齿轮箱多年来 一直表现出高性能。在额定功率高 达27000 kW的齿轮箱中，齿轮轴可 以使用球轴承和圆柱滚子轴承来支 撑，而用串联轴承承受挤出螺杆上 极大的轴向力。
塑料行业的挤出机齿轮箱—数十年来使用可靠的INA的串联轴承(多列推力圆柱滚子轴承)(照片提供：伦克)
例子1: 齿轮传动装置 A. Friedr. Flender公司的齿轮传动装 置已经安全可靠的运转了多年。输 入轴和输出轴选用具有高承载能力 的大型圆锥滚子轴承和调心滚子轴 承，而中间轴则首选我们的圆柱滚 子轴承。
例子2: 行星齿轮箱 行走机械的驱动装置中(例如：博 世-力士乐)，使用了有或无外圈的 紧凑型设计的圆柱滚子轴承，有单 列也有双列，有或无涂层—视轴承 在行星齿轮中的应用而定。成对安 装的圆锥滚子轴承或者双列角接触 球轴承也是支撑的不错选择。
标准
X-life 转数[rpm] X-life圆锥滚子轴承通过改善接触面的几何形状从而降低摩擦力矩
一组串联轴承的安装位置
低摩擦和高可靠性
特性
INA和FAG的滚动轴承拥有众多优 势，下面列举三点：
直线轮廓
对数曲线 轮廓-X-life
球面轮廓
低摩擦 FAG-X-life系列的圆锥滚子轴承优 化了接触表面。内外圈和滚子的表 面粗糙度值很低，这样即便在轴承 转数很低时也可以在接触表面形成 一层弹流润滑油膜。同时轴承尺寸 和运转精度的提高，接触面形状的 改进都大大降低了摩擦和热量的产 生。
履带式和轮式行走机械的驱动装置上使用的多级行星齿 轮箱 (图片来源：博世-力士乐)
工业齿轮箱正变得越来越小，而对 其功率要求却越来越高。这种高功 率密度的要求其实是对所使用的滚 动轴承的一种挑战：轴承必须可 靠、长寿命、结构紧凑及承载能力 高；此外还要求运行时低摩擦、低 噪音以及安装简便且安全。
这意味着轴承必须拥有一流的品 质！比如来自INA和FAG的X-life轴 承。下面三个具体的应用实例展示 了我们的轴承是如何应对“现代工 业齿轮箱”这个挑战的。
滚针轴承用于...
精密齿轮箱 行星齿轮箱(行星轮) 手动变速箱
球轴承用于... 推力轴承用于...
齿轮马达 锥齿轮传动装置 蜗轮蜗杆齿轮箱 圆柱齿轮传动装置(输入轴，联轴器)
挤出机齿轮箱 船用齿轮箱 研磨机齿轮箱
PKI / CHN-CHN / 2008065 / Printed in China
舍弗勒贸易(上海)有限公司 上海市嘉定区安亭镇安拓路1号 网址： 邮编： 201804 电话： +86 21 3957 6000 传真： +86 21 3957 6100
圆柱滚子轴承 满装圆柱滚子轴承由机加工的内、 外圈及由挡边引导的圆柱滚子组 成，因此它的滚动体数量能达到最 大值，同时具备极高的径向承载能 力和高刚性，所以特别适合用在紧 凑型结构的设计中。当作为半固定 端或者固定端轴承使用时还能承受 轴向力。
在X-life结构中，我们在滚动体端面 和挡边之间的接触面几何形状上做 了重要改进，因此现在这类轴承的 最大允许轴向荷载可以达到径向荷 载的60%。
高可靠性 X-life系列调心滚子轴承[E1后缀]的 设计中包含了FAG公司90多年的滚 动轴承经验和在运动学、材料学和 生产工艺领域的最新知识。对客户 来讲，这意味着我们的轴承会更可 靠、更经济、性能更好，甚至还可 以减小尺寸，节省空间。
这类高品质的X-life系列调心滚子 轴承特别适合用于齿轮箱中，它的 径向和轴向承载能力的提高、高达 2°的调心角度及200℃的热稳定性 等优点在这里尤其有利。
INA和FAG滚动轴承
圆柱滚子轴承用于... 圆锥滚子轴承用于... 调心滚子轴承用于...
齿轮箱传动轴 行星齿轮箱(行星轮) 机械手用齿轮箱 圆柱齿轮传动装置 轧机齿轮箱 卷扬机齿轮箱
终端传动装置 锥齿轮传动装置(锥齿轮轴/冠状齿轮) 轮毂传动装置 分度传动装置
船用齿轮箱 圆柱齿轮传动装置(中间轴/输出轴) 轧机齿轮箱
适用于高转速和多种运行工况的LSL系列圆柱滚子轴承
为保证资料的正确性，每部分都经过 了仔细的审核，但本公司对使用过程 中出现的任何错误与疏漏不承担任何 责任。
我们保留为了技术进步而对内容进行 修改的权力。
舍弗勒公司. 2008年4月
没有本公司正式授权，严禁任何翻印 或复制本手册或其部分内容的行为。
工业齿轮箱轴承的专业Hale Waihona Puke 术可靠性好和寿命长应用
用作管磨机驱动的弗兰德-齿轮传动装置是INA，FAG高承 载滚动轴承成功的应用领域(照片提供:弗兰德)
低荷载
高荷载
高荷载且 滚子歪斜
另外滚道和滚子外表面轮廓都按照 对数曲线加工，这样可以平衡承受 高载荷时产生的峰值应力和轴承可 能出现的位置偏斜。此外，内圈挡 边与滚子端面接触面的几何形状的 改进也降低了摩擦，减少了热量的 产生。
X-life圆锥滚子轴承滚道和滚子外表面几何形状的改进
高转速 INA的LSL系列圆柱滚子轴承有一个 由外圈引导的机加工黄铜盘式保持 架。这类轴承可以达到非常高的转 速，同时保持非常低的摩擦力矩！
串联轴承 串联轴承可在最小的径向空间内承 受极高的轴向力，且工作寿命长， 摩擦低。
串联轴承是由多个推力圆柱滚子和 保持架组件串联而成，并主要作为 批量生产的产品。它的内外圈和垫 圈需要互相选配安装，他们组成的 弹性系统确保了串联轴承每一级始 终均匀受载，内外圈和套圈均用硬 质合金钢制成。
摩擦力矩[Nm]