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正确安装轴承的标准规范和常见的错误有哪些

发布时间:2025-09-28 11:46 轴承知识 709次艾弗森轴承
轴承在机械设备中扮演着至关重要的角色,它是传递动力、降低摩擦的关键部件,其安装品质对设备的运行精准度、稳定性以及使用年限有着直接的影响。据行业相关数据表明,大约60%(此数据并非由知名专业人士统计得出)的轴承在早期出现故障,都是由于安装不规范所导致的。这种情况不仅会提高设备的维护费用,还可能引发生产停滞、安全事故等一系列严重问题。接下来,本文将简要分析轴承安装过程中常见的错误,并结合机械工程的标准

轴承在机械设备中扮演着至关重要的角色,它是传递动力、降低摩擦的关键部件,其安装品质对设备的运行精准度、稳定性以及使用年限有着直接的影响。据行业相关数据表明,大约60%(此数据并非由知名专业人士统计得出)的轴承在早期出现故障,都是由于安装不规范所导致的。这种情况不仅会提高设备的维护费用,还可能引发生产停滞、安全事故等一系列严重问题。

接下来,本文将简要分析轴承安装过程中常见的错误,并结合机械工程的标准以及实际操作经验,给出相应的正确安装方法,为工业设备的安装和维护提供一份合规的指引。

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一、安装前的准备阶段:常见错误与正确操作

轴承安装前的准备工作,是确保后续操作合规的重要环节。这一阶段若出现疏忽,很可能为后续的运行埋下隐患。因此,需要特别关注型号核对、状态检查以及环境控制这三个方面。

(一)常见错误:型号规格不匹配,忽略工况的适配性

1.错误表现

①仅根据轴承的外径和内径尺寸来选择型号,而忽略了公称型号(例如,深沟球轴承6205和角接触球轴承7205虽然外径和内径相同,但结构和受力方向却截然不同),这样会导致轴承无法承受设备的实际载荷(例如,将主要用于承受径向力的轴承用在以轴向载荷为主的场景中);

②没有根据设备的实际工况(如温度、转速、介质环境)来选择合适的材质和精度等级。例如,在高温(超过120°℃)的环境下使用普通的轴承钢(GCr15)轴承,而没有选择耐高温的渗碳轴承钢(G20Cr2Ni4A)轴承;在食品机械中使用普通润滑脂的轴承,而没有选择使用食品级润滑的不锈钢轴承。

2.错误后果

轴承在短期内就可能出现磨损、卡死或锈蚀的情况,导致设备的运行精准度下降(例如,机床主轴的振动超过标准),在极端情况下,甚至可能因为轴承碎裂而导致轴系断裂。

3.规范操作指南

①精确型号比对:需参照设备的设计图纸或旧轴承上的标识信息,细致核查轴承的具体类型(涵盖深沟球轴承、调心滚子轴承、推力球轴承

等)、标准型号、精度等级划分(P0至P6)、游隙类别(C2至C4),并确保这些参数与轴颈、轴承座的配合公差(例如过渡配合H7/k6)完全一致;

②匹配使用条件:应根据设备的实际运行参数来挑选专用轴承。例如,针对高速运转的设备(如电机主轴),推荐使用角接触球轴承或圆柱滚子轴承;对于承受重冲击负荷的设备(如破碎机),则应选择调心滚子轴承;在潮湿或具有腐蚀性的工作环境中,建议采用带有密封圈(2RS)的轴承或全不锈钢材质(SS系列)的轴承;

③编制选型报告:对于关键设备(例如精密机床、风电主轴),需结合载荷的详细计算(包括径向载荷Fr、轴向载荷Fa)以及转速系数(dn值)来编制轴承选型报告,以确保

所选轴承符合《滚动轴承选型计算》(GB/T 24607-2009)的相关标准。(若实在无法获取资料或清晰识别型号,可采取以下步骤:首先,通过观察轴承结构来确定其类型;其次,测量轴承的内径、外径及宽度;接着,利用任意一个轴承型号查询网站,根据测量得到的内径、外径、宽度及轴承结构来确认型号;最后,若能根据实际工况选择合适的油隙则更佳,例如,除尘器离心风机所使用的轴承多为C3油隙。)

(二)常见安装误区:未对轴承状态及清洁度进行预检

1.错误行为表现

①直接使用未经外观(如滚道是否存在划痕、保持架是否变形、密封件是否破损)与内部状态(如转动时是否有异响、是否卡滞)检查的新轴承;

②轴承开箱后随意放置,使其暴露在粉尘、油污等恶劣环境中,或使用不洁净的抹布擦拭轴承表面,导致杂质侵入滚道;

③未对轴颈与轴承座的安装面进行彻底清理,导致焊渣、铁锈、毛刺等异物残留。

2.错误行为后果

杂质侵入滚道会加速轴承的磨损过程,导致轴承振动值超出标准范围(例如电机运行时的振动速度超过

4.5mm/s);轴颈表面的毛刺会划伤轴承内圈,破坏配合的精度,进而引发局部应力集中的问题。

3.规范操作指南

①轴承状态评估:新轴承开封后,需开展视觉检验(确保无裂痕、腐蚀、形变)、手动旋转测试(旋转顺畅无阻滞、无异常声响)、尺寸校核(利用千分尺量测内径、外径偏差)以判定其质量,不合格品不得投入使用;

②清洁与预处理:

(1)采用无水酒精或煤油对轴承进行清洁(对于带有密封件的轴承,需防止内部润滑脂被洗去),以去除表面防锈油脂;

(2)使用细砂纸(400

目或更高)对轴颈和轴承座安装面进行打磨,确保表面光洁度Ra不超过1.6um,随后利用压缩空气(压力在0.4-0.6MPa之间)吹去残留杂质;

③作业环境管理:安装现场应保持整洁,避免在粉尘、潮湿环境下作业,必要时应搭建临时防尘设施,轴承放置时应垫上清洁的塑料布或木板,严禁直接放置于地面。(细节关乎成败,轴承安装前的准备工作极为关键,一旦有异物混入,可能在运行中产生异常声响)

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二、安装过程中的典型失误与规范操作

轴承安装的关键在于“精确就位、均匀施力、防止损伤”,不同种类的轴承(如内圈安装、外圈安装)其操作方法有所不同,常见失误主要集中在施力方式、配合安装、方向定位三个方面。

(一)常见失误:强行击打安装,导致受力不均而损伤零件

(所谓大厂冷处理,小厂热处理,路边摊猛击打,不说

冷处理最起码不能热处理和猛击打,当然,存在冷装的方法,很多企业维修时常用的手段是用液氮或二氧化碳冷冻后,采用铜棒、铜锤等工具或工装进行安装。)

1.失误表现

①使用锤子直接敲击轴承内圈或外圈(例如安装深沟球轴承时,用锤子敲打内圈边缘),或通过铜棒、铁棒间接敲击,造成轴承滚道形变、保持架破损;

②安装过盈配合轴承时,未采用加热或液压方法,强行

以蛮力压入,导致轴承内圈发生塑性形变,减少内部游隙。

2.失误后果

轴承滚道形变会导致运行中摩擦力增大,温度上升(例如正常温度应不超过70℃,错误安装后可能升至90C以

上),短期内出现“轴抱死”故障;保持架破损会使滚子脱落,直接损坏轴系。

3.规范操作指南

①依据配合特性确定装配手段:

(1)间隙配合(例如轴承外圈与轴承座采用H7/js6规格):可通过人工推入或轻击外圈边缘(利用橡胶锤平稳敲击外圈边缘),保障外圈平稳装入轴承座;

(2)过盈配合(例如轴承内圈与轴颈采用H7/k6规格):需运用热装法,遵循《滚动轴承安装规范》

(GB/T 307.3-2005),将轴承置于变压器油或专用加热装置(如轴承加热器)中进行加热,加热温度需维持在80-120C范围内(最高不可超过130℃,以防轴承钢发生退火),加热后迅速套至轴颈,借助热胀冷缩原理实现过盈配合;

②运用专业工具:装配过程中需使用轴承安装套筒(材质选用铝合金或黄铜,以防损伤轴承表面),确保套筒与轴承内圈/外圈全面贴合,通过压力机或手动压具平稳施压,压力值需与轴承规格相匹配(例如内径50mm的轴承,压装力不得超过5kN)。

(二)常见失误:配合间隙调控不当,过于宽松或紧密

1.失误表现

①未对轴颈与轴承内圈的配合公差进行检测,导致配合过于宽松(例如轴颈公差为h8,轴承内圈为k6,存在间隙),运行过程中轴承内圈与轴颈发生相对滑动,引发“滑动”现象;

②热装时温度过高,致使轴承内圈过度膨胀,冷却后配合过于紧密,减小内部径向间隙,甚至出现“无间隙”状况;

③-装配自调心轴承时,未在外圈与轴承座间预留轴向间隙,限制轴承自调心能力(例如自调心滚子轴承需预留0.5-1mm轴向间隙,以补偿轴的弯曲)。

2.失误后果

配合过于宽松会导致轴承内圈磨损,产生异常声响与振动,配合过于紧密则会使轴承运行阻力增大,温度上升,加速润滑脂变质,甚至导致轴颈变形。

3.规范操作指南

①精确测量公差:装配前使用外径千分尺测量轴颈直径,使用内径百分表测量轴承内圈内径,确保配合公差满足设计要求(例如轴颈为h7,轴承内圈为k6,属于过渡配合,无间隙或微量过盈);

②调控加热温度:采用配备温度传感器的加热箱,实时监测温度,加热过程中每隔5分钟翻转一次轴承,确保受热均匀;加热后使用塞尺检测轴承内圈与轴颈的配合情况,冷却后测量径向间隙(例如深沟球轴承6205的径向间隙C3组应为0.013-0.028mm);

预留自调心间隙:装配自调心轴承时,在轴承外圈与轴承座端盖间增设调整垫片,通过垫片厚度调整轴向间隙,确保轴承能自由调心,补偿轴的平行度偏差(允许偏差≤0.5°)。(装配轴承时,需考虑轴承温升对间隙的影响,以防轴承运行后因超温而损坏。)

(三)典型失误:安装方位有误,性能无法发挥

1.失误情形

①像角接触球轴承、圆锥滚子轴承°这类对安装方向有特定要求的轴承,在安装过程中把受力面装反了 (例如角接触轴承的“大端”理应朝向承受载荷的方向,结果错误地装成“小端”朝向载荷);

②对于双列轴承(例如双列深沟球轴承3205)或者配对使用的轴承(例如背对背配对的角接触轴承7205DB),安装时出现上下列位置错乱,或者配对方向出现差错(比如把DB配对错误地装成DF配对)。

2.失误后果

轴承不能承受原本设计好的载荷,轴向所受的载荷没办法正常传递,进而致使设备出现轴向的位移情况(比如机床主轴轴向位移超过0.01mm),情况严重的时候,轴承内圈会和轴颈分离,从而引发设备出现故障问题。

3.正确操作方式

①辨别方向标记:角接触轴承的外圈一般会标注“型号+方向标记”(例如7205AC,

“AC”代表接触角是25°,大端朝着标记所在的一侧);圆锥滚子轴承的内圈与外圈的滚动体接触面有着明显的倾斜角度,要保证内圈大端和外圈大端的方向保持一致;

②配对轴承的安装要点:对于背对背(DB)、面对面(DF)、串联(DT)这几种配对方式的轴承,要按照出厂时所做的配对标记(例如涂色、刻线)来进行安装,以此保证轴承组所承受的载荷能够均匀分布;安装完毕后,使用百分表测量轴承组的端面跳动情况,误差要控制在≤0.005mm。(要是没有初始的资料记录,在拆卸的时候要保留好影像资料以及做好必要的标记,这是一个良好的习惯)

③角接触轴承示例:(1)背对背布置情况:将两个单列角接触球轴承采用背对背的方式安装,其接触角线会朝着回转轴线的方向向外扩散,能够很好地承受双向的轴向载荷,而且具备较强的抗变形能力。这种组合安装的方式可以为设备提供较高的刚性以及一定的抗倾覆力矩特性。

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(2)面对面布置情况:把两个单列角接触球轴承采用面对面的方式安装,其接触角线会朝着回转轴线的方向向内收敛,由于其角度刚性相对较小,所以能够有效地增加预加载荷。

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四) 典型失误:未对轴承间隙进行恰当调节,干扰设备运转精准度

1.失误情形

①在装配推力轴承或圆锥滚子轴承的过程中,未对轴向间隙作出调整,便直接旋紧端盖螺丝,致使间隙过窄(例如,推力球轴承轴向间隙应维持0.02至0.05mm,但错误装配后间隙变为0);

②装配调心滚子轴承时,未考虑设备运作时的温度变化而预留热胀冷缩的余地,导致设备升温后轴承无法伸展,间隙不复存在。

2.失误影响

轴承运转时,摩擦力上升,温度骤升,润滑脂失效,同时轴承的精准度降低,例如,风机轴承间隙过窄会导致叶轮振动超出标准,影响通风效果。

3.正确操作

①轴向间隙调节:装配推力轴承时,在端盖与轴承座之间增设薄垫片(厚度0.01至

0.1mm),通过增减垫片数量来调节间隙,利用塞尺或百分表测量间隙值,确保满足设计标准;这一细节常被忽视,若测量不便,可制作与标准模具,辅助测量。

②热胀冷缩余地预留:对于运行温度较高的设备(如电机、汽轮机),装配轴承时需预留热胀冷缩的余地,计算公式为:余地值=轴承内径(mm) x0.00001x温差(℃) ,例如,内径100mm的轴承,若运行温差为50℃,则需预留0.05mm的余地。

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三、安装后检验与试运行阶段的典型失误与正确操作

轴承安装完毕后,需通过系统性的检验与试运行来验证安装质量,此阶段的失误易引发“潜在故障”,即安装后短期内无明显问题,但长期运行后出现故障。

(一)典型失误:未进行安装后的检测,便直接投入使用

1.失误情形

①安装完毕后仅进行目视检查,未测量轴承的径向偏摆、轴向位移,也未检查轴承与轴系的同心度;

②试运行时未对温度、振动等参数进行监控,直接将设备提速至额定转速,忽略初期异常信号(如轻微杂音、温度逐渐上升)。

2.失误影响

潜在的安装问题(如轴承倾斜、间隙不适)无法及时察觉,设备运行1至3个月后,轴承磨损加剧,甚至引发连锁反应(如电机轴承故障导致定子烧毁)。

3.标准操作流程

①安装后的精度校验:

(1)使用千分表来测定轴承外缘的径向偏移(可接受偏差≤0.01毫米)以及轴向位移(可接受偏差≤0.005毫米);

(2)利用激光校准设备来检验轴系的同心度,确保轴承座与轴之间的同心度偏差不超过

0.05毫米/米;

②试运行时的监控措施:

(1)无负载试运行:逐步将设备转速提升至额定转速的30%、50%、80%,每个阶段持续运行10分钟,期间使用红外测温设备来监控轴承的温度(正常值应≤70℃,温度上升值≤40°℃),同时使用振动分析仪来测量振动速率(≤4.5毫米/秒);

(2)带负载试运行:在额定负载条件下运行1小时,记录下温度、振动、噪音等各项参数,并与设备的标准值进行对比,确认无异常后,方可正式启用。

(二)常见操作失误:润滑处理不当,润滑脂使用量不准确

1.失误表现

①润滑脂类型选择错误(例如,将常规锂基润滑脂用于高温环境,或将钙基润滑脂用于高速运转的设备);

②润滑脂使用量过多(轴承内部空间被填满超过80%)或过少(仅覆盖滚道表面的三分之一);

③润滑脂涂抹不均,只涂抹在轴承外缘,而未填充滚道与滚子之间的空隙。

2.失误带来的后果

润滑脂失效会导致轴承发生干摩擦,进而使温度上升;使用量过多会增加运转阻力,导致润滑脂在高温下变质(例如产生油泥);使用量过少则无法形成完整的油膜,从而加剧磨损。

3.标准操作建议

①选用合适的润滑脂:根据轴承的转速(dn值)、工作温度以及使用环境来选择润滑脂,例如,高速轴承(dn>1x10^6)应选用低粘度的合成润滑脂(如聚脲基润滑脂),高温轴承则应选用复合锂基润滑脂(耐温能力≤150C);

②精确控制润滑脂的使用量:通常情况下,轴承内部润滑脂的填充量应为内部空间的1/3至1/2 (对于密封轴承,出厂时已填充,无需再额外添加);

③均匀涂抹润滑脂:使用干净的手指或专用的涂抹工具,将润滑脂均匀地涂抹在轴承的内圈、外圈滚道以及滚子表面,确保每个滚子都能接触到润滑脂,避免出现未润滑的区域。(这部分属于设备管理的基础知识,无需过多解释)

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四、归纳与规范提议

轴承的装配工作,既要求具备专业技术,又需严格遵守规范流程。必须按照“准备阶段-精确装配-后续检验”的完整操作流程来执行,防止因操作不当造成轴承损坏。为保障装配品

质,建议从如下三个维度构建规范框架:

1.人员技能提升:对参与装配的人员开展《滚动轴承装配与保养》(GB/T 27554-

2011) 相关培训,确保他们熟练掌控加热装配、间隙校准、精度检验等核心技能;

2.设备配置与维护:配备专业的装配设备(如加热装置、压入机、激光校准仪)、检测设备(如测微计、游标卡尺、振动分析仪),并定期对设备进行精度校验(例如测微计每年校验

次);

3.数据记录与管理:构建轴承装配记录体系,详细记录轴承规格、装配时间、执行人员、检验结果(如配合间隙、游隙尺寸等。此记录体系极为关键。


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