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3 摩擦和温升
3.1 摩擦
滚动轴承的摩擦由几部分组成，请见下表。由于影响因素众多，如速度和动载荷、装配时的倾斜与偏斜、实际的摩擦力矩和摩擦热都可能会导致与计算值有较大偏离。如果摩擦力矩是重要的设计依据，请联系舍弗勒工程技术服务部门。
摩擦组成和影响因素
摩擦组成
影响因素
滚动摩擦
载荷大小
滚动体的滑动摩擦
载荷的大小和方向
保持架的滑动摩擦
转速和润滑情况，磨合情况
流动摩擦
类型和转速
(流体阻力)
润滑剂的类型、流量和工作粘度
密封摩擦
密封的类型和密封预载
空转摩擦取决于润滑剂的流量、速度、工作粘度、轴承的密封和磨合情况。
3.1.1 散热
摩擦会转化为热能。这些热量必须要从轴承中散发出去。
根据摩擦热和散热的平衡可计算许用转速nper，请见第72页。
润滑油散热
润滑油带走一部分热量。有冷却装置的循环油润滑散热效果良好。脂润滑不能散热。
通过轴和轴承座进行散热
通过轴和轴承座散热的效果取决于轴承和周围结构的温度差，图1。
必须考虑相邻的热源或热辐射源。
图1 轴承、轴和轴承座之间的温度分布
 
3.1.2 摩擦计算
除了必须知道速度和载荷之外，润滑类型、润滑方式和润滑剂的工作粘度是进一步计算的重要因素。
总摩擦力矩MR
(承受轴向力的圆柱滚子轴承的计算，请见第69页）：
MR=M0+M1
摩擦功率NR：
摩擦力矩是转速的函数v·n≥2000：
摩擦力矩是转速的函数v·n<2000：
M0=f0·160·dM3·10-7
对于滚针和圆柱滚子轴承，载荷作用下的摩擦力矩：
M1=f1·F·dM
对于球轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承，载荷作用下的摩擦力矩：
M1=f1·P1·dM
MR　　　　　　　　　　Nmm
总摩擦力矩
M0　　　　　　　　　　Nmm
摩擦力矩作为速度的函数
M1　　　　　　　　　　Nmm
摩擦力矩作为载荷的函数
NR　　　　　　　　　　W
摩擦功率
n　　　　　　　　　　min-1
运转速度
f0　　　　　　　　　　-
轴承摩擦力矩速度系数，请见第65页，图2和表格从第66页到第68页
f1　　　　　　　　　　-
轴承摩擦力矩载荷系数，请见表第66页至第68页
v　　　　　　　　　　mm2s-1
工作温度下润滑剂的运动粘度。
润滑脂的粘度取决于工作温度下基础油的粘度
Fr,Fa　　　　　　　　　　N
对于向心轴承为径向载荷，对于推力轴承为轴向载荷
P1　　　　　　　　　　N
摩擦力矩决定载荷。
对于球轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承，请见第68页
dM　　　　　　　　　　mm
轴承平均直径(d+D)/2。
轴承系数
轴承系数f0和f1是根据一系列测试和符合ISO 15312标准的相应数据得到的平均值。
它们仅对磨合后及润滑剂均匀分布的轴承有效。对于新填装的润滑脂，轴承系数f0要高2到5倍。
对于油浴润滑，油液高度必须达到最低滚动体的中心线。油位过高，系数f0的数值可能会达到表中数值的3倍，图2。
f0=轴承系数
h=油面高度
dM=轴承平均直径(d+D)/2
图2 轴承系数f0随油面高度h增高而增大
 
滚针轴承，冲压外圈滚针轴承，滚针和保持架组件的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
NA48
3
5
 
 
 
 
 
0.0005
NA49
4
5.5
RNA48
3
5
RNA49
4
5.5
NA69
7
10
RNA69
NKI、NK、NKIS、
(12·B)/(33+d)
(18·B)/(33+d)
NKS、NAO、RNO、K
HK、BK
(24·B)/(33+d)
(36·B)/(33+d)
HN
(30·B)/(33+d)
(45·B)/(33+d)
满装圆柱滚子轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
SL1818
3
5
0.00055
SL1829
4
6
SL1830
5
7
SL1822
5
8
SL0148、SL0248
6
9
SL0149、SL0249
7
11
SL1923
8
12
SL1850
9
13
带保持架圆柱滚子轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
 
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
 
LSL1923
1
3.7
0.00020
ZSL1923
1
3.8
0.00025
2..-E
1.3
2
0.00030
3..-E
0.00035
4
0.00040
10、19
0.00020
22..-E
2
3
0.00040
23..-E
2.7
4
0.00040
30
1.7
2.5
0.00040
推力滚子轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
 
AXK、AXW
3
4
0.0015
811、K811
2
3
812、K812
893、K893
894、K894
组合轴承的轴承系数
 
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
 
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
 
ZARN、ZARF
3
4
0.0015
NKXR
2
3
NX、NKX
2
3
0.001·(Fa/C0)0.33
ZKLN、ZKLF
4
6
NKIA、NKIB
3
5
0.0005
圆锥滚子轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
302、303、320、
 
 
0.0004
329、330、
2
3
T4CB、T7FC
 
 
313、322、323、
 
 
331、332、T2EE、
3
4.5
T2ED、T5ED
 
 
推力和向心调心滚子轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
脂润滑，
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
213
2.3
3.5
0.0005·(P0/C0)0.33
222
2.7
4
223
3
4.5
0.0008·(P0/C0)0.33
230、239
0.00075·(P0/C0)0.5
231
3.7
5.5
0.0012·(P0/C0)0.5
232
4
6
0.0016·(P0/C0)0.5
240
4.3
6.5
0.0012·(P0/C0)0.5
241
4.7
7
0.0022·(P0/C0)0.5
292..-E
1.7
2.5
0.00023
293..-E
2
3
0.00030
294..-E
2.2
3.3
0.00033
深沟球轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
脂润滑,
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
618,
618..-2Z、（2RSR)
1.1
1.7
0.0005·(P0/C0)0.5
160
1.1
1.7
0.0007·(P0/C0)0.5
60、60..-2RSR、
60..-2Z、619、
619..-2Z、（2RSR)
1.1
1.7
622..-2RSR
1.1
-
 
623..-2RSR
1.1
-
62?62..-2RSR、
 
 
62..-2Z
1.3
2
0.0009·(P0/C0)0.5
63、63..-2RSR、
63..-2Z
1.5
2.3
64
1.5
2.3
42..-B
2.3
3.5
0.0010·(P0/C0)0.5
43..-B
4
6
角接触球轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
 
脂润滑,
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
 
70..-B、70..-B-2RS
 
 
 
718..-B、72..-B、
72..-B-2RS
1.3
2
 
73..-B、73..-B-2RS
2
3
 
30..-B、30..-B-2RSR、
30..-B-2Z
 
 
0.001·(P0/C0)0.33
32..-B、32..-B-2RSR、
32..-B-2Z,32
2.3
3.5
38..-B、38..-B-2RSR、
38..-B-2Z
 
 
 
33..-B、33..-B-2RSR、
33、33..-DA
4
6
 
调心球轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
 
脂润滑,
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
 
12
1
2.5
0.0003·(P0/C0)0.4
13
1.3
3.5
22
1.7
3
23
2
4
四点接触球轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
 
脂润滑，
油浴润滑，
 
 
油雾润滑
循环油润滑
 
QJ2、QJ3
2.7
4
0.001·(P0/C0)0.33
推力深沟球轴承的轴承系数
系列
轴承系数f0
轴承系数f1
 
脂润滑,
油雾润滑
油浴润滑，
循环油润滑
 
511、512、513、514、
532、533
1
1.5
0.0012·(Fa/C0)0.33
522、523、524、542、
543
1.3
2

球轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承的决定载荷
轴承类型
单个轴承
P1
配对轴承
P1
深沟球轴承
3.3·Fa-0.1·Fr
-
单列角接触球轴承
Fa-0.1·Fr
1.4·Fa-0.1·Fr
双列角接触球轴承
1.4·Fa-0.1·Fr
-
四点接触球轴承
1.5·Fa+3.6·Fr
-
圆锥滚子轴承
2·Y·Fa或Fr,
用较大值
1.21·Y·Fa或Fr,
用较大值
调心滚子轴承
1.6·Fa/e,如果Fa/Fr>e
Fr{1+0.6·[Fa/(e·Fr)]3}，如果Fa/F≤e。
！
如果P1≤Fr,则P1=Fr。
3.1.3 承受轴向力的圆柱滚子轴承
如果圆柱滚子轴承承受轴向力，滚动体端面和套圈挡边之间的滑动摩擦会产生附加的摩擦力矩M2。
因此总的摩擦力矩是：
MR=M0+M1+M2
M2=f2·Fa·dM
A=kB·10-3·dM2.1
MR　　　　　　　　　　Nmm
总摩擦力矩
M0　　　　　　　　　　Nmm
摩擦力矩，速度的函数
M1　　　　　　　　　　Nmm
载荷引起的摩擦力矩
M2　　　　　　　　　　Nmm
轴向载荷引起的摩擦力矩
f2　　　　　　　　　　-
轴承系列系数，图3和第70页，图4
A　　　　　　　　　　-
依照公式的轴承参数
Fa　　　　　　　　　　N
轴向动载荷
kB　　　　　　　　　　-
轴承系列的功能系数，请见第70页，表
dM　　　　　　　　　　mm
轴承平均直径(d+D)/2。
！
轴承系数f2范围很宽。上述值仅对油量充分的循环油润滑有效，图3和第70页，图4的曲线不能采用外推法计算。
TB设计的轴承
通过采用新的计算和制造方法，TB设计的轴承的轴向承载能力得到了显著提高。
通过特殊设计滚子端面的曲线，使得滚子端面和挡边的接触实现了最优化。挡边的轴向表面应力被显著降低，并形成了有助于提高承载能力的润滑油膜。正常的运转状况下，减小了滚子端面和挡边接触区的磨损和疲劳情况。
另外，降低了轴向摩擦力矩50%。轴承工作温度得以显著降低。
圆柱滚子轴承采用标准设计
 
f2=轴承系数
Fa=轴承轴向动载荷
A=轴承参数
v=工作粘度
n=运转速度
dM=轴承平均直径
v·n·dM=运转参数
图3 轴承系数f2与运转参数的关系曲线
圆柱滚子轴承采用TB设计
 
f2=轴承系数
Fa=轴承轴向动载荷
A=轴承参数
v=工作粘度
n=运转速度
dM=轴承平均直径
v·n·dM=运转参数
图4 轴承系数f2与运转参数的关系曲线
轴承系数kB
轴承系列
系数kB
SL1818、SL0148
4.5
SL1829、SL0149
11
SL1830、SL1850
17
SL1822
20
LSL1923、ZSL1923
28
SL1923
30
NJ2..-E、NJ22..-E、NUP2..-E、NUP22..-E
15
NJ3..-E、NJ23..-E、NUP3..-E、NUP23..-E
20
NJ4
22