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軸承知識

怎樣正確選擇軸承?這7個因素缺一不可

2022-04-14 閱讀次數(shù):

怎樣正確選擇軸承?在選擇軸承時,要依據(jù)幾個重要參數(shù):軸承的負荷、軸承的轉(zhuǎn)速、調(diào)心要求、允許的空間、軸承的安裝與拆卸、公差等級以及價格方面。軸承在機械中主要是起支撐及減少磨擦的作用,所以軸承的精度、噪音等都直接關(guān)系到機械的使用及壽命。

一般來說,選擇軸承的步驟可能概括為:
 

1. 根據(jù)軸承工作條件,包括載荷方向及類型、轉(zhuǎn)速、潤滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等,選擇軸承基本類型、公差等級和游隙;

2. 根據(jù)軸承的工作條件和受力情況和壽命要求,通過計算確定軸承型號,或根據(jù)使用要求,選定軸承型號,再驗算壽命;

3. 驗算所選軸承的額定載荷和極限轉(zhuǎn)速。

選擇軸承的主要考慮因素是極限轉(zhuǎn)速、載荷能力,其它的因素則有助于確定軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等級和游隙要求的最終方案。

選擇軸承要考慮的7個因素

各類滾動軸承具有不同的特性,適用于各種機械的不同使用情況。一般情況下,對承受推力載荷時選用推力軸承、角接觸軸承;對高速應(yīng)用場合通常使用球軸承,承受重的徑向載荷時,則選用滾子軸承。

1. 軸承所占機械的空間和位置

在機械設(shè)計中,一般先確定軸的尺寸,然后,根據(jù)軸的尺寸選擇滾動軸承。通常是小軸選用球軸承,大軸選用滾子軸承。但是,當(dāng)軸承在機器的直徑方向受到限制時,則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承;當(dāng)軸承在機器的軸向位置受到限制時,可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。

2. 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)

載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用于承受較重的載荷,球軸承用于承受較輕的或中等載荷,滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承,可承受沖擊與振動載荷。

在載荷的作用方向方面,承受純徑向載荷時,可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時,可選用推力球軸承;承受較大的純軸向載荷時,可選用推力滾子軸承。當(dāng)軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。

3. 軸承的調(diào)心性能

當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不同,有角度誤差,或因軸的兩支承間距較大而軸的剛性較小,容易受力彎曲或傾斜時,可選用具有良好調(diào)心性能的調(diào)心球或調(diào)心滾子軸承,以及外球軸承。此類軸承在軸稍微傾斜或彎曲情況下,能保持正常工作。

軸承調(diào)心性能的好壞,與其允許的不同軸度有關(guān),不同軸度值愈大,調(diào)心性能愈好。

4. 軸承的剛性

軸承的剛性,是指軸承產(chǎn)生單位變形所需力之大小。滾動軸承的彈性變形很小,在大多數(shù)機械中可以不必考慮,但在某些機械中,如機床主軸,軸承剛性則是一個重要因素,一般應(yīng)選用圓柱和圓錐滾子軸承。因為這兩類軸承在承受載荷時,其滾動體與滾道屬于點接觸,剛性較差。

另外,各類軸承還可以通過預(yù)緊,達到增大支承剛性的目的。如角接觸球軸承和圓錐滾子軸承,為防止軸的振動,增加支承剛性,往往在安裝時預(yù)先施加一定的軸向力,使其相互壓緊。這里特別指出:預(yù)緊量不可過大。過大時,將使軸承摩擦增大,溫升增高,影響軸承使用壽命。

5. 軸承的轉(zhuǎn)速

每一個軸承型號都有其自身的極限轉(zhuǎn)速,它是由諸如尺寸、類型及結(jié)構(gòu)等物理特性所決定的,極限轉(zhuǎn)速是指軸承的最高工作轉(zhuǎn)速(通常用r/min),超過這一極限會導(dǎo)致軸承溫度升高,潤滑劑干枯,甚至使軸承卡死。

使用場合所要求的速度范圍有助于決定采用什么類型的軸承。大多數(shù)軸承制造廠家的產(chǎn)品目錄都提供其產(chǎn)品的極限轉(zhuǎn)速值,實踐證明,在低于極限轉(zhuǎn)速90%的狀態(tài)下工作是比較好的。

脂潤滑軸承的極限轉(zhuǎn)速比油潤滑軸承的極限轉(zhuǎn)速低,軸承的供油方式對可達到的極限轉(zhuǎn)速有影響。必須注意,對脂潤滑軸承,其極限轉(zhuǎn)速一般僅是該軸承采用一個高質(zhì)量的重復(fù)循環(huán)油系統(tǒng)時的極限轉(zhuǎn)速的80%,但對油霧潤滑系統(tǒng),其極限轉(zhuǎn)速一般比相同的基本潤滑系統(tǒng)高50%。

保持架的設(shè)計和結(jié)構(gòu)也影響軸承的極限轉(zhuǎn)速,因為滾動體與保持架表面是滑動接觸,用比較貴的、設(shè)計合理的、以高質(zhì)量和低摩擦材料制成的保持架,不僅可將滾動體隔開來,而且有助于維持滑動接觸區(qū)的潤滑油膜。

但像沖壓保持架之類價格低廉的保持架,通常只能使?jié)L動體保持分離。因此,它們存在著易出事故和令人苦惱的滑動接觸,從而導(dǎo)致更低的極限轉(zhuǎn)速。

一般來說在較高轉(zhuǎn)速的工作場合下,宜選用深溝球軸承、角接觸軸承、圓柱滾子軸承;在較低轉(zhuǎn)速工作場合下,可選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速,一般約為深溝球軸承的65%,圓柱滾子軸承的70%,角接觸球軸承的60%。推力球軸承的極限轉(zhuǎn)速低,只能用于較低轉(zhuǎn)速的場合。

對于同一類軸承,尺寸愈小,允許轉(zhuǎn)速愈高。在選用軸承時,應(yīng)注意要使實際轉(zhuǎn)速低于極限轉(zhuǎn)速。

6. 軸承游動和軸向位移

通常情況下,一個軸用兩個軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應(yīng)軸和外殼不同程度的熱漲影響,安裝時應(yīng)將一個軸承在軸向固定,另一個軸承使之在軸上可以游動(即游動支承),以防止因軸的伸長或收縮引起的卡死現(xiàn)象。

游動支承通常選用內(nèi)圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承(原2000型、32000型)和滾針軸承,這主要是此類軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)允許軸與外殼有適當(dāng)軸向位移的緣故。此時,內(nèi)圈與軸,外圈與外殼孔可采用緊配合。當(dāng)采用不可分離型軸承做游動支承時,如深溝球軸承、調(diào)心滾子軸承,在安裝中必須允許外圈與外殼孔,或內(nèi)圈與軸采用較松配合,使之軸向可自由游動。

圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承和深溝球軸承基本上屬于定位型,當(dāng)用作非定位時則采用松配合安裝。所有推力滾子軸承均屬定位型軸承。

7. 便于軸承的安裝和拆卸

選用軸承類型時,對軸承安裝拆卸是否方便,亦必須考慮周全,特別是對大型和特大型軸承的安裝和拆卸尤為重要。一般的外圈可分離的角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承,安裝拆卸比較方便,它們的內(nèi)圈和外圈可分別裝于軸上或殼體孔內(nèi)。此外,內(nèi)徑帶圓錐孔的,帶緊定套的調(diào)心滾子軸承、雙列圓柱滾子軸承和調(diào)心球軸承,也比較容易安裝拆卸。


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