机械轴承的主要类型包括球轴承、滚子轴承和滑动轴承。常见的滚动轴承结构包括深沟球轴承、角接触球轴承、自调心球轴承和推力球轴承,以及圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承和滚针轴承。不同结构对应不同的载荷、转速和对中要求组合。

线性轴承、回转支承、凸轮从动件和带座轴承等名称,分别反映运动形式、应用场景或装配方式。这些分类之间并非彼此独立:带座轴承内部可以装配球轴承,而回转支承则可采用球或滚子作为滚动体。除非明确分类方法,否则轴承类型并不存在唯一固定的数量。

不同尺寸和结构形式的球轴承与滚子轴承示例

轴承如何分类?

轴承的作用是支承并引导机器零件之间的相对运动,同时传递载荷。选型时应先从运动支承方式入手,再结合载荷方向和结构形式进一步缩小范围。

  • 滚动轴承通过滚动体在滚道之间实现运转。球轴承通常是低摩擦旋转应用的首选起点;在相近外形尺寸下,滚子轴承往往具有更高的承载能力。实际性能仍取决于具体结构设计。

  • 滑动轴承用于支承表面之间的滑动运动,包括衬套、推力垫圈和关节轴承等形式。有些类型需要外部供润滑;也有一些采用自润滑材料。

  • 流体动压轴承依靠油膜或气膜支承运动;磁悬浮轴承则利用磁力实现支承。这些都属于专用替代方案,并非球轴承或滚子轴承的附加设计形式。

对于旋转轴而言,径向载荷垂直于轴线方向,轴向载荷或推力载荷则沿轴线方向作用。倾覆力矩会使组件产生倾斜趋势。参见 径向载荷与轴向载荷指南 ,了解载荷方向示例。

轴承类型对比:载荷、用途与局限

可先借助下表筛选合适的结构,再核对具体产品数据。该表不用于额定载荷或额定转速评定。轴向承载能力取决于具体轴承型号及其装配方式。

球轴承的类型

球轴承 采用球形滚动体。由于接触区较小,可实现较低摩擦,但其实际工作转速和承载能力仍取决于尺寸、内部几何、保持架、密封和润滑条件。以下四种结构的主要区别在于滚道几何形状和载荷方向。

深沟球轴承

深沟球轴承 可同时承受径向载荷和双向轴向载荷。由于兼具低摩擦和结构紧凑等特点,广泛应用于电机、风机、家电和通用机械。

不要将其轴向承载能力视为与径向承载能力相同。应针对具体轴承核查允许推力载荷、内部游隙及运行转速。此外,还要求轴和轴承座具有良好的对中性。

深沟球轴承

角接触球轴承

角接触球轴承 采用接触角来承受径向与轴向联合载荷。单列轴承通常只能承受一个方向的轴向载荷。成对背靠背或面对面安装,或采用合适的双列设计,则可承受双向轴向载荷。

接触角越大,通常越有利于提高轴向承载能力;而较小的接触角则常用于高速设计。轴承配置和预紧力会影响刚度、发热和寿命;这些参数应根据应用计算确定,而不应套用通用经验规则。

角接触球轴承

调心球轴承

调心球轴承 具有两列滚珠和共用的球面外圈滚道。这种结构可补偿内圈与外圈之间一定范围内的偏角。其主要适用于以径向载荷为主,且需考虑轴挠曲或安装对中的工况。

其轴向承载能力有限。应针对具体设计核查允许的偏角范围,并同时考虑密封件及周边部件带来的限制。调心功能并不能修正不当的轴配合或已损坏的轴承座。

调心球轴承

推力球轴承

常规 推力球轴承 仅承受轴向载荷,不承受径向载荷。单向设计可在一个轴向上对轴进行定位;双向设计则可在两个轴向上实现定位。

当存在径向力时,需要另配径向轴承。应核实最小载荷和转速限制,因为载荷不足或转速过高都可能导致滚动状态不良并引发发热。

推力球轴承

微型轴承、薄截面轴承、法兰轴承和陶瓷轴承

这些名称分别描述尺寸、结构比例、安装特征或材料属性,不应将其作为与深沟球轴承和角接触球轴承相互排斥的替代类别来列示。

  • 微型轴承适用于小型机构和仪器。仅凭尺寸较小,并不能判断其精度、转速或承载能力。

  • 薄壁轴承 可减少大内孔周围的空间占用和质量。薄壁环对支撑结构几何精度以及配合引起的变形十分敏感;薄截面并不必然意味着高转速或高精度。

  • 带法兰球轴承 其外圈带有法兰,可帮助轴承顶靠并定位于轴承座台肩。此类结构不同于装配在独立法兰座中的轴承。

  • 陶瓷轴承 包括陶瓷球与金属套圈组成的混合陶瓷轴承,以及全陶瓷结构。混合轴承中的金属套圈仍会限制其耐腐蚀性能。其耐温和转速能力还取决于保持架、密封、润滑以及配合。

小型球轴承,用于展示紧凑型轴承结构

薄壁轴承

采用陶瓷滚动体的球轴承

带法兰轴承

滚子轴承的类型

滚子轴承 可采用圆柱滚子、圆锥滚子、鼓形滚子或滚针。其较长的接触区域通常可提供比同等球轴承更高的承载能力和刚性。这并不意味着所有滚子轴承都适用于低速工况:部分圆柱滚子轴承同样可在高转速下运行。

圆柱滚子轴承

圆柱滚子轴承 主要用于齿轮箱、电机和机床等场合,属于以承受径向载荷为主的轴承。其挡边布置决定了轴承是允许轴向位移,还是起轴向定位作用。

N型和NU型设计允许轴承内部产生相对轴向位移,通常用于非定位端。NJ型可承受一个方向上的有限轴向载荷。NUP型可在其轴向载荷极限范围内实现轴的双向定位。切勿将径向额定载荷理解为轴向额定载荷。

圆柱滚子轴承

圆锥滚子轴承

圆锥滚子轴承 可同时承受径向载荷和轴向载荷。单列轴承可承受单一方向的轴向载荷,并在径向载荷作用下产生轴向力。工程中通常采用相对配置的轴承来平衡这些力,并实现轴的双向定位。

典型应用包括轮毂、工业齿轮箱以及重载轴。轴向间隙或预紧量的设定必须正确;过紧会增加发热,间隙过大则会降低刚性。

圆锥滚子轴承

调心滚子轴承

调心滚子轴承 通常采用两列鼓形滚子和球面外圈滚道。其可承受较高的径向载荷、双向轴向载荷,并允许一定程度的角度偏斜。

这类轴承适用于输送机、破碎机及重型工艺设备等难以完全消除轴挠度的场合。允许偏斜量、最小载荷、游隙和转速均取决于具体轴承及运行工况。

调心滚子轴承

滚针轴承

径向 滚针轴承 采用细长滚子,在较小的径向截面内承受径向载荷。适用于紧凑型传动装置、铰接部位以及安装空间受限的机构。

径向滚针轴承不应被默认用于承受轴向载荷。对于其他载荷需求,可选用独立的滚针推力轴承或组合式设计。若轴颈直接与滚子接触,则其硬度、表面粗糙度和几何精度必须满足滚道要求。

滚针轴承

滚子推力轴承

滚子推力轴承主要用于承受较大的轴向载荷,但其径向载荷承载能力因类型而异。圆柱滚子推力轴承和滚针推力轴承通常属于轴向载荷型设计。 调心滚子推力轴承 在制造商规定的限值内,可同时承受轴向载荷与径向载荷,并允许一定程度的偏斜。

调心滚子推力轴承

交叉滚子轴承

交叉滚子轴承 通过交错布置滚子方向,在紧凑结构中同时承受径向载荷、轴向载荷和力矩载荷。广泛用于转台、机器人关节及定位设备。

其刚性取决于轴承本体、预紧量、安装座及夹紧结构的综合作用。即使轴承本身精度很高,若轴承座发生变形或螺栓紧固不当,仍会影响运转精度。

交叉滚子轴承

滑动轴承:衬套、推力与球面结构

滑动轴承 滑动轴承依靠滑动接触,而非滚动接触。衬套用于径向支承轴;推力垫圈用于承受轴向载荷;球面滑动轴承则允许配合球面之间产生角位移。球面滑动轴承与调心滚子轴承并不相同。

其材料包括青铜、工程塑料以及金属背衬复合材料。滑动轴承常适用于往复摆动、安装空间受限,或优先采用可更换滑动表面的工况。流体动压径向轴承也是滑动轴承的一种形式;当润滑系统设计得当时,可用于高速机械。

应核对轴承压力、滑动速度、工作温度以及材料的压速极限。切勿将润滑脂一概作为所有滑动轴承的配置要求:部分衬层专用于干运行,而另一些则需要规定的润滑剂供给。

关于衬套材料与结构,请参见 衬套轴承指南。

Sleeve Bearings: Surfaces and MotionTypical arrangement: a rotating shaft runs inside a bushing fixed in the housing. LILY BEARING / BEARING TYPES BEARING GUIDE Sleeve Bearings: Surfaces and Motion Typical arrangement: a rotating shaft runs inside a bushing fixed in the housing. lily-bearing.com Selection overview • Verify the specific product data Cross-section • clearance exaggerated HOUSING Locates and supports the bushing. BUSHING Outer surface is typically fixed in the housing. SLIDING INTERFACE Relative motion occurs between the shaft and the bore. SHAFT Rotates or oscillates relative to the bushing. Load and speed Depend on material, lubrication, temperature and bearing geometry. Pressure–velocity check Check bearing pressure, sliding speed and the material’s applicable PV limits. Lubrication Some materials run dry; others require oil or grease. Follow the product specification. The relative motion matters. Other mounting arrangements are possible. Do not assume every sleeve bearing is limited to low speed.
Spherical Plain BearingsMating spherical sliding surfaces allow angular movement without balls or rollers. LILY BEARING / BEARING TYPES BEARING GUIDE Spherical Plain Bearings Mating spherical sliding surfaces allow angular movement without balls or rollers. lily-bearing.com Selection overview • Verify the specific product data INNER RING Convex spherical outer sliding surface. OUTER RING Matching concave spherical inner sliding surface. Schematic • angular movement is limited by the specific design. Motion Oscillating, tilting and alignment movements within the permitted angular range. Load support Radial designs primarily carry radial load. Permissible axial load is design-specific. Sliding surfaces Material pairing and lubrication determine friction, wear and maintenance needs. Typical uses Pivot joints, linkages and suspension connections; verify the application loads. Related assembly: rod end A rod end incorporates a spherical bearing in a head with a shank. It is an assembly form, not a rolling-element type. α Housing axis Inner-ring axis Axis directions only • angle exaggerated Angular misalignment Within the specified limit. No universal angle is implied.

直线轴承、带座单元、回转支承与凸轮随动件

这些实用的产品类别描述了轴承的使用方式或安装形式。其内部既可能采用滚动元件,也可能采用滑动元件,因此与前述分类存在交叉。

直线轴承

直线轴承 用于导引直线运动。常见形式包括圆轴上的循环滚珠衬套、采用滚珠或滚子的型材导轨,以及滑动衬套。运动方向并不等同于受力方向:导向组件可承受横向力,并且根据其几何结构,还可承受力矩载荷。

选型时应综合考虑载荷方向、滑座间距、导轨支撑、行程、速度、加速度以及污染工况。直线衬套外部的壳体属于安装形式,并非另一种独立的滚动体原理。

Linear Bearings and GuidesStraight-line travel can use rolling or sliding contact. Mounting format is a separate choice. LILY BEARING / BEARING TYPES BEARING GUIDE Linear Bearings and Guides Straight-line travel can use rolling or sliding contact. Mounting format is a separate choice. lily-bearing.com Selection overview • Verify the specific product data Round-shaft ball bushings ROLLING CONTACT Recirculating balls guide travel along round shafts. Check shaft hardness, support and alignment. Linear plain bushings SLIDING CONTACT Sliding surfaces guide travel along a shaft. Check material, pressure, speed and lubrication. Profiled rail guides ROLLING CONTACT Ball or roller carriages run on profiled rails. Load directions and moment capacity depend on the assembly. Ball splines LINEAR + TORQUE Balls run in shaft grooves, allowing axial travel while transmitting torque or constraining relative rotation. Mounting and accessories Open or closed formats, mounted housings and shaft supports are configuration choices. Choose compatible components for the guide design.

带座轴承

带座轴承 将轴承、壳体及轴锁紧结构集成为一体。轴承座单元安装在支撑面上;法兰单元可通过螺栓固定于端面;紧定单元则允许位置调整,例如用于输送机张紧。

应将带座轴承、轴承座强度、轴公差和锁紧方式作为一个系统进行核查。某些带座轴承单元具备安装自调心能力,并不意味着其在运行过程中能够承受无限制的轴挠曲。

Mounted Bearing Unit ConfigurationsHousing form determines installation. Bearing type, locking method and protection are separate checks. LILY BEARING / BEARING TYPES BEARING GUIDE Mounted Bearing Unit Configurations Housing form determines installation. Bearing type, locking method and protection are separate checks. lily-bearing.com Selection overview • Verify the specific product data Pillow block Base-mounted support for a rotating shaft. Flanged unit Face-mounted housing; common forms use 2, 3 or 4 bolts. Take-up unit Adjustable position, such as for conveyor tensioning. Cartridge unit Cylindrical housing format; check the seating and retention details. Hanger unit Suspended shaft support, often used in screw conveyors. Tapped-base unit Base-mounted housing with threaded mounting holes. Optional feature: protective covers Covers may be available for several housing forms. Confirm fit, shaft-end clearance and compatibility with the selected unit. Schematic housing symbols • Check the bearing, housing, shaft fit and retention together.

回转支承

回转支承 用于承受大直径回转,且通常同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩。常见结构采用四点接触球、交叉滚子或多列滚子。其形式可为内齿、外齿或无齿。

选型时必须综合考虑联合载荷工况、支撑刚度、安装螺栓、精度等级和工作循环。以实例说明,1,500 N 的力作用在 0.20 m 的垂直偏置处,将产生 300 N·m 的力矩。该力矩必须计入载荷评估;它并不等同于驱动组件回转所需的扭矩。

Slewing Bearings: Designs and OptionsSeparate rolling-element structure from raceway construction, gearing and drive assemblies. LILY BEARING / BEARING TYPES BEARING GUIDE Slewing Bearings: Designs and Options Separate rolling-element structure from raceway construction, gearing and drive assemblies. lily-bearing.com Selection overview • Verify the specific product data 4-point Four-point contact ball A single ball row supports axial, radial and overturning loads within its rated load envelope. 8-point Eight-point contact ball A double-row ball design. Combined-load capacity depends on the exact internal geometry. Crossed Crossed roller Alternating roller orientations support axial, radial and moment loads in a compact arrangement. 3-row Three-row roller Separate roller rows support axial and radial forces and together resist overturning moments. OPTIONS THAT CAN OVERLAP WITH THE DESIGNS ABOVE Gearing Internal gear, external gear or no gear. Mounting Flanged or non-flanged rings; confirm the mounting interfaces. Raceways Wire-race designs use hardened wire raceways. Speed depends on the complete design. A slewing drive is a related assembly. It combines a slewing bearing with a drive mechanism. It is not a rolling-element bearing type.

凸轮从动件和滚轮

凸轮从动件 通过加厚外圈直接与凸轮或导轨接触运行。螺柱式从动件带有一体式安装螺柱。叉形滚轮则安装在由周围结构支承的独立销轴上。

其主要工作载荷通常为垂直于滚子轴线的径向载荷。允许承受的轴向导向载荷取决于具体设计。选型时应核查导轨硬度、接触应力、对中情况、外圈轮廓以及螺柱或销轴强度,而不应仅依据轴承内部额定值作出判断。

Cam Followers and Track RollersStud-type and yoke-type designs differ mainly in how they are supported and mounted. LILY BEARING / BEARING TYPES BEARING GUIDE Cam Followers and Track Rollers Stud-type and yoke-type designs differ mainly in how they are supported and mounted. lily-bearing.com Selection overview • Verify the specific product data Stud-type cam follower INTEGRAL STUD Yoke-type track roller SEPARATE PIN Integral mounting stud Separate support pin The integral stud provides the mounting shaft for the outer ring and internal rolling elements. A conventional threaded-stud design is usually secured through a mounting hole with a nut. A through-bore accepts a separate pin or shaft. The surrounding machine structure supports the pin. Pin support, fits and axial retention must suit the selected roller and mounting arrangement. Both types roll against cams or tracks. Either can be used in moving mechanisms. Motion follows the machine layout, not the stud/yoke classification. Schematic side views • Main working load is generally radial to the roller axis.

专用替代方案:流体动压轴承与磁悬浮轴承

油膜轴承和空气轴承通过流体膜层将相对运动表面隔开。部分类型依靠运动本身建立支承压力,另一些则需要外部压力供给。其适用性取决于启动特性、刚度、载荷以及流体供给系统。

磁悬浮轴承通过磁力支承转子。NASA 在其关于 磁悬浮空间机构的概述中讨论了其在需要长寿命运行或担心润滑剂污染的场合中的应用潜力。这类系统的设计评估方法与传统滚动轴承不同。

如何选择合适的轴承类型

应先确定轴承系列,再核对具体型号及其配套组件。以下核查项目可避免将一般性比较直接转化为不适用的技术规格。

  • 首先明确运动形式和载荷条件。记录旋转或直线运动、径向力和轴向力、倾覆力矩、冲击载荷以及载荷反向情况,并确认轴向载荷是单向作用还是双向作用。

  • 应对整个轴承布置进行全面核查,明确由哪一端对轴进行定位,哪一端允许热膨胀。还需评估轴挠度、轴承座对中情况、支撑刚度以及可用安装空间。

  • 核实转速与工况,并以所选轴承的实际极限转速和运行条件为依据,同时将密封、润滑剂、温度、加速度、最小载荷以及间歇运行等因素纳入考虑。

  • 应计算承载能力和使用寿命。对于滚动轴承,需同时核对动载和静载要求。样本中的额定载荷并不等同于通用的允许工作载荷。滑动轴承则需结合其材料和滑动工况进行另一套评估。

  • 应明确配合与工作游隙要求。装配过盈和温差变化都会影响轴承内部游隙。预紧是基于应用需求作出的设计选择,并非默认的性能升级。

  • 应同步规划润滑、密封与维护方案,并根据污染程度、进水风险和工作温度匹配润滑剂及防护方式,同时严格执行规定的加注量和补充流程。

例如,某一轴承受 2 kN 径向载荷和 1 kN 轴向载荷时,不能简单将两者相加后选取额定载荷高于 3 kN 的轴承。等效载荷取决于轴承几何结构和样本系数;同时,轴系布置还必须能够承受轴向力。请查阅 载荷额定值和轴承寿命指南 ,然后再最终确定零件。

一旦确定轴承系列,即可使用 轴承尺寸表 核对内径、外径和宽度。随后再查阅 轴承型号指南 以解读型号与后缀。仅凭尺寸一致,并不能证明具备互换性。

球轴承选型清单从轴承系列过渡到合适零件与布置的八项核查。 LILY BEARING / 轴承类型 轴承指南 球轴承选型清单 从轴承系列过渡到合适零件与布置的八项核查。 lily-bearing.com 选型概览 • 核实具体产品数据 1 载荷与寿命 核对径向力、轴向力和冲击载荷, 以及静载能力和所需疲劳寿命。 2 转速与温度 结合实际密封、 保持架、润滑剂和工作温度核实极限转速。 3 尺寸与配合 核对内径、外径、宽度、轴 与轴承座配合,以及台肩几何形状。 4 精度与刚度 明确允许的径向跳动,并评估 整套布置的刚度。 5 游隙或预紧 考虑过盈配合、温差 以及所需的工作 游隙。 6 润滑与密封 选择可降低摩擦和磨损的润滑方案; 采用合适的密封控制污染。 7 材料与质量 使套圈、滚动体和保持架 适配使用环境;核实质量和 可追溯性。 8 维护与总成本 综合考虑可达性、补充润滑、安装、 更换以及停机成本。 切勿仅凭尺寸进行选型。 外形尺寸匹配并不代表承载能力、转速能力或互换性。

维护取决于轴承设计

应保持滚动轴承及安装座清洁,施加装配力时必须通过被安装的套圈传递,并使用规定的润滑剂。温度、振动和噪声的变化,应结合设备正常状态进行判定。对于小型密封电机轴承、开式滚子轴承和回转支承,单一的维护周期并不适用。

滑动轴承的维护应与其材料和润滑方式相匹配。无论何种结构,除轴承本体外,还应检查密封、轴锁紧装置以及周边支撑部件。若不先纠正污染、对中不良或配合不当的问题,仅更换磨损轴承,故障往往会再次发生。

常见问题

能否用同尺寸的另一种轴承替代?

不能仅依据尺寸判断。不同的内部结构可能改变载荷方向、轴向定位方式、刚度以及所需游隙。即使内径、外径和宽度相同,轴肩设计、装配工艺或润滑方式也可能不同。替换前必须核对完整型号及应用要求。

C3 是否表示轴承精度更高?

不是。对于适用该游隙等级的轴承,C3 表示其内部游隙范围大于 Normal,并不代表运转精度。游隙与精度应分别根据配合、温度以及设备的精度要求进行选定。

ABEC 等级越高,承载能力就越强吗?

不是。ABEC 等级描述的是适用球轴承的尺寸精度和运转精度;它并不直接规定额定载荷、密封性能或允许工作转速。应结合具体产品的额定参数和实际工况进行比较,而不宜将精度等级视为通用的性能评分。

需要选型轴承方面的帮助?

请提供轴和轴承座尺寸、径向载荷与轴向载荷、转速、工作循环、运行温度及环境条件。如有现有轴承代号和安装图纸,也请一并提供。 联系我们 ,以讨论合适的轴承方案。