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轴承

曾*** 21-11-18 全科知识

轴承（“Bearing”，日本人称“轴受”）是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类。

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中国是世界上较早发明滚动轴承的国家之一，在中国古籍中，关于车轴轴承的构造早有记载。从考古文物与资料中看，中国最古老的具有现代滚动轴承结构雏形的轴承，出现于公元前221～207年 (秦朝)的今山西省永济县薛家崖村。新中国成立后，特别是上世纪七十年代以来，在改革开放的强大推动下，轴承工业进入了一个崭新的高质快速发展时期。在十七世纪末，英国的C.瓦洛设计制造球轴承，并装在邮车上试用以及英国的P.沃思取得球轴承的专利。十八世纪末德国的H.R.赫兹发表关于球轴承接触应力的论文。在赫兹成就的基础上，德国的R.施特里贝克、瑞典的A.帕姆格伦等人进行了大量的试验，对发展滚动轴承的设计理论和疲劳寿命计算作出了贡献。随后，俄国的N.P.彼得罗夫应用牛顿粘性定律计算轴承摩擦。英国的O.雷诺对托尔的发现进行了数学分析，导出了雷诺方程，从此奠定了流体动压润滑理论的基础。　早期的直线运动轴承形式，就是在一排撬板下放置一排木杆。这个技术或许可以追溯到修建吉萨大金字塔的时候，虽然还没有明确的证据。现代直线运动轴承使用的是同一种工作原理，只不过有时用球代替滚子。最早的滑动和滚动体轴承是木制的。陶瓷、蓝宝石或者玻璃也有使用，钢、铜、其他金属、塑料（比如尼龙、胶木、特氟隆和UHMWPE）都被普遍使用。从重载车轮轴和机床主轴到精密的钟表零件，很多场合都需要旋转轴承。最简单的旋转轴承是轴套轴承，它只是一个夹在车轮和轮轴之间的衬套。这种设计随后被滚动轴承替代，就是用很多圆柱形的滚子替代原先的衬套，每个滚动体就像一个单独的车轮。最早投入实用的带有保持架的滚动轴承是钟表匠约翰·哈里逊于1760年为制作H3计时计而发明的。在意大利奈米湖发现的一艘古罗马船只上，发现了早期的球轴承的实例。这个木制球轴承是用来支撑旋转桌面。这艘船建造于公元前40年。据说列昂纳多·达·芬奇在1500年左右曾经对一种球轴承进行过描述。球轴承的各种不成熟因素中，有很重要的一点就是球之间会发生碰撞，造成额外的摩擦。但是可以通过把球放进一个个小笼里防止这种现象。 17世纪，伽利略对“固定球”的，或者“笼装球”的.球轴承做过最早的描述。但在随后相当长的时间里，在机器上安装轴承一直没有实现。第一个关于球沟道的专利是卡马森的菲利普·沃恩在1794年获得的。 1883年，弗里德里希·费舍尔提出了使用合适的生产机器磨制大小相同、圆度准确的钢球的主张。这奠定了创建独立的轴承工业的基础。

行业

轴承是各类机械装备的重要基础零部件，它的精度、性能、寿命和可靠性对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着决定性的作用。在机械产品中，轴承属于高精度产品，不仅需要数学、物理等诸多学科理论的综合支持，而且需要材料科学、热处理技术、精密加工和测量技术、数控技术和有效的数值方法及功能强大的计算机技术等诸多学科为之服务，因此轴承又是一个代表国家科技实力的产品。根据《中国轴承制造行业产品市场调研分析报告前瞻》分析，2008年国际金融危机爆发后，国家为应对金融危机，采取了加大基础设施投入，拉动经济发展的积极财政政策。受益于相关行业的发展，轴承产销迅速扩大，利润水平得到提升，行业发展明显加快。根据国家统计局数据，2011年中国轴承制造行业规模(年销售收入2000万元以上)企业共有1416家企业，全年实现工业总产值1932.11亿元，同比增长27.59%；销售收入为1910.97亿元，同比增长30.30%；利润总额125.23亿元，较上年增长为26.54%。近些年来，世界知名企业纷纷进入中国轴承市场并建立生产基地。这些公司不仅是全球经营，而且是全球制造，他们凭借品牌、装备、技术、资金和生产规模的优势，与国内的轴承企业展开了激烈竞争。国内企业主要从事通用轴承的生产，专用和高端轴承生产企业较少，技术还不成熟。因此，国产企业要想与国外先进轴承品牌竞争，甚至超越，还需要在技术等方面经历很长一段时间的发展道路。 “十二五”期间，国家宏观经济政策效果将继续显现，国内经济增长保持强劲，国际市场也将缓慢复苏，经济企稳回升势头逐步增强。国民经济的发展将拉动基础建设的投资，进而推动冶金、电力、建筑机械、建筑材料、能源等行业的发展，同时国家出台十大产业振兴规划，对汽车、航空航天、机床、风电等行业的发展提供政策支持，这些行业对轴承的需求也将逐步扩大。此外，国家对装备制造业的重视以及轴承国产化趋势日益明显，我国轴承市场将迎来更广阔的发展空间。同时，随着我国轴承主机行业的发展，轴套的产品结构将发生变化，其高端产品在产品中的比重上升，销售单价也将随之提高，预计到2015年，我国轴承产量有望超过280亿套，主营业务收入有望达到2100亿元，成为全球最大的轴承生产和销售基地。随着轴承制造行业竞争的不断加剧，大型轴承制造企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的轴承制造企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对产业发展环境和产品购买者的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的轴承制造品牌迅速崛起，逐渐成为轴承制造行业中的翘楚! 当前我国轴承行业主要面临三大突出问题：分别是行业生产集中度低、研发和创新能力低、制造技术水平低。　　第一，行业生产集中度低。在全世界轴承约300亿美元的销售额中，世界8大跨国公司占75%～80%。德国两大公司占其全国总量的90%，日本5家占其全国总量的90%，美国1家占其全国总量的56%。而我国瓦轴等10家最大的轴承企业，销售额仅占全行业的24.7%，前30家的生产集中度也仅为37.4%。　　专家认为，造成这种情况的原因：一是原有的国有大型企业由于体制和机制上的问题，发展相对缓慢；二是优势民营、私营企业尚处于成长阶段；三是低水平重复建设，行业厂点过于分散，通用轴承产能严重过剩。　　第二，研发和创新能力低。由于大多数企业在创新体系的建设和运行、研发和创新的资金投入、人才开发等方面仍处于低水平，加上面向行业服务的科研院所走向企业化，国家已没有对行业共性技术研究的投入，从而削弱了面向行业进行研发的功能。因此，全行业“两弱两少”突出，即基础理论研究弱，参与国际标准制订力度弱，少原创技术，少专利产品。　　当前我们的设计和制造技术基本上是模仿，几十年一贯制。产品开发能力低，表现在：虽然对国内主机的配套率达到80%，但高速铁路客车、中高档轿车、计算机、空调器、高水平轧机等重要主机的配套和维修轴承，基本上靠进口。　　第三，制造技术水平低。我国轴承工业制造工艺和工艺装备技术发展缓慢，车加工数控率低，磨加工自动化水平低，全国仅有200多条自动生产线。大多数企业，尤其是国有老企业中作为生产主力的仍是传统设备。对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备，如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等覆盖率低，许多技术难题攻关未能取得突破。轴承钢新钢种的研发，钢材质量的提高，润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发，尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。因而造成工序能力指数低，一致性差，产品加工尺寸离散度大，产品内在质量不稳定而影响轴承的精度、性能、寿命和可靠性。

期刊

《轴承》期刊是中国唯一国内外发行的轴承科技及其应用期刊，创刊于1958年，中文核心期刊，科技论文统计源用刊，美国工程索引（EI）收录用刊，《中国学术期刊（光盘版）》收录用刊。曾获机械工业部科技成果二等奖，全国科技期刊评比三等奖。在全国机械系统科技期刊评比中连续七次获奖，国内外发行。轴承杂志立足轴承制造业，并涵盖了轴承设计、试验及应用等部门。刊载论文坚持技术超前和实用相结合。《轴承》期刊宣传贯彻交流科研成果与工作经验、普及轴承应用知识的宗旨，从创刊起，就全心全意为轴承行业服务，和轴承行业一起成长、壮大，经历了从季刊、双月刊到月刊，由小开本到大开本的过度，内在质量也在不断提高，紧紧围绕行业的科技进步、技术改造、生产管理等各个领域精选论文，刊发了大量创新、实用的信息，保持了行业权威期刊的地位。

分类

1．按滚动轴承结构类型分类(1)轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同，分为：1)向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从0到45。按公称接触角不同，又分为：径向接触轴承----公称接触角为0的向心轴承：向心角接触轴承----公称接触角大于0到45的向心轴承。2)推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为：轴向接触轴承----公称接触角为90的推力轴承：推力角接触轴承----公称接触角大于45但小于90的推力轴承。(2)轴承按其滚动体的种类，分为：　1)球轴承----滚动体为球：2)滚子轴承----滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类，又分为：圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承，圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3；滚针轴承----滚动体是滚针的轴承，滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm;圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承;调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。(3)轴承按其工作时能否调心,分为:　1)调心轴承----滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承;2)非调心轴承(刚性轴承)----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。(4)轴承按滚动体的列数,分为:　1)单列轴承----具有一列滚动体的轴承;2)双列轴承----具有两列滚动体的轴承;3)多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承,如三列、四列轴承。(5)轴承按其部件能否分离,分为：　1)可分离轴承----具有可分离部件的轴承；2)不可分离轴承----轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。(6)轴承按其结构形状(如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状,挡边的结构,甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型。2.按滚动轴承尺寸大小分类轴承按其外径尺寸大小，分为:　(1)微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承；(2)小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承；(3)中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承；(4)中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承；(5)大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承；(6)特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。