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        軸承的配合和軸承的游隙
        作者:廣州依納  發表時間:2013-03-04  點擊:91
        軸承的配合和軸承的游隙軸承安裝時軸承內徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要,當配合過松時,配合面會產生相對滑動,稱做蠕變。 蠕變一旦產生會對磨損配合面,損傷軸或外殼,而且,磨損粉末會侵入軸承內部,造成發熱、振動和破壞。過盈過大時,會導致外圈外徑變小或內圈內徑變大,會減小軸承內部游隙,另外,軸和外殼加工的幾何精度也會影響軸承套圈的原有精度,從而影響軸承的使用性能。4.1.1配合的選擇4.1.1.1負荷的性質與配合選擇配合,根據軸承承受負荷的方向和內圈、外圈的旋轉狀況而定,一般參照表4.1。 表4.1 負荷的性質和配合軸承旋轉條件 圖  例 負荷性質 配合方式內圈:旋轉負圈:靜止負荷方向:固定   內圈旋轉負荷外圈靜止負荷 內圈:采用靜配合(過盈配合)外圈:可用動配合(游隙配合) 內圈:靜止負圈:旋轉負荷方向:與外圈同時旋轉   內圈:旋轉負圈:靜止負荷方向:固定 內圈靜止負荷外圈旋轉負荷 內圈:可用動配合(游隙配合)外圈:采用靜配合(過盈配合) 內圈:靜止負圈:旋轉負荷方向:與內圈同時旋轉 2)、推薦使用的配合為選擇適合用途的配合,要考慮軸承負荷的性質、大小、溫度條件、軸承的安裝、拆卸各種條件因素。將軸承安裝到薄壁外殼、空心軸的場合,過盈量需要比普通大;分離式外殼易使軸承外圈變形,因此外圈需要靜配合的條件下應謹慎用;在振動大的場合,內圈、外圈應采取靜配合。最一般的推薦配合,參照表4.2,表4.3表4.2 向心軸承與軸的配合條件 適用例(參考) 軸徑(mm) 調心滾子軸承 備注球軸承 圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承 自動調心滾子軸承 圓柱孔軸承和軸外圈旋轉負荷 需要內圈在軸上易于移動 靜止軸的車輪 所有尺寸g6 精度有要求時,用g5、h5,大軸承并要求便于移動的場合也可用h6不需內圈在軸上易于移動 張緊輪架、繩輪 h6 內圈旋轉或方向不定負荷 輕負荷0.06Cr(1)以下的負荷變動負荷 家電、泵、鼓風機、搬運車、精密機械、機床 18以下 — — Js5 精度有要求時用p5級,內徑18mm以下的精度球軸承使用h5。18-100 40以下 — Js6(j6) 100-200 40-140 — k6 — 140-200 — m6 普通負荷(0.06~0.13)Cr(1)的負荷 一般軸承部分中大型電動機渦輪機、泵、發動機主軸、齒輪傳動裝置、木工機械 18以下 — — n6 單列圓錐滾子軸承及單列向心推力球軸承可以用k6、m6代替k5、m5。18-100 40以下 40以下 p6 140-200 40-100 40-65 r6 200-280 100-140 65-100 r7 — 140-200 100-140 n6— — 200-400 140-280 p6 — 280-500 r6 — 超過500 r7 重負荷(超過0.13Cr(1))的負荷或沖擊負荷 鐵道、產業車輛 電車主電動機建筑機械粉碎機— 50-140 50-100 n6 需要大于普通游隙的軸承— 140-200 100-140 p6 — 超過200 140-200 r6 — — 200-500 r7 僅承受軸向負荷 各種結構軸承部分的使用位置 所有尺寸 Js6(j6) —表4.3 向心軸承與外殼孔的配合條件 適用例(參考) 外殼孔公差范圍等級 外圈的移動 備注整體型外殼孔外圈旋轉負荷 壁軸承重負荷 汽車車輪(滾子軸承)起重機走行輪 P7 外圈不能向軸向方向移動 —普通負荷、重負荷 汽車車輪(球軸承)振動篩 N7 輕負荷或變動負荷 傳送帶輪、滑車張緊輪 M7 不定向負荷大沖擊負荷 電車的主機 普通負荷或輕負荷 泵曲軸的主軸中大型電動機 K7 外圈原則上不能向軸向方向移動 外圈不需向軸向方向移動整體型外殼孔或分離型外殼孔 普通負荷或輕負荷 JS7(J7) 外圈可以向軸向移動 需要外圈可以向軸向方向移動內圈旋轉負荷 各類負荷 一般的軸承部分鐵道車輛的軸承箱 H7 外圈向軸向方向移動容易 —普通負荷或輕負荷 帶座軸承 H8 整體型外殼 軸和內圈成為高溫 造紙干燥機 G7 普通負荷、輕負荷,特別需要精密旋轉 磨削主軸后部球軸承高速離心壓縮機固定側軸承 JS6(J6) 外圈可以向軸向方向移動 —不定向方向負荷 磨削主軸后部球軸承高速離心壓縮機固定側軸承 K6 外圈原則上固定于軸向方向 負荷的時,適用比K大的過盈量配合,特別要求高精度的情況下,須更進一步地按用途分別用小的允許差配合。內圈旋轉負荷 變動負荷,特別需要精密旋轉和大剛性 機床主軸用圓柱滾子軸承 M6或N6 外圈固定于軸向方向 要求無噪音運轉 家用電器 H6 外圈向軸向方向移動 —3)、軸、外殼的精度和表面粗糙度軸、外殼精度不要好的情況下,軸承受其影響,不能發揮所需性能。比如,安裝部分擋肩如果精度不好,會產生內、外圈傾斜。在軸承負荷外,加上端部集中負荷,使軸承疲勞壽命下降,更嚴重的會成為保持架破損,燒結的原因。再者,外殼由于外部負荷而造成的變形不大。需要能夠充分支撐軸承的剛性,剛性愈高,對軸承噪音、負荷分布則愈有利。在一般使用條件下,車削終加工或精密鏜床加工就可以。但是,對于旋轉跳動、噪聲要求嚴格的場合及負荷條件過于苛刻,則需采用磨削終加工。在整體外殼排列2個以上軸承時,外殼配合面要設計得能夠加工穿孔。在一般的使用條件下,軸、外殼的精度與光潔度可根據下表4.4。表4.4軸、外殼的精度與光潔度項目 軸承的等級 軸 外殼圓度公差 0級、6級5級、4級 IT3 ~ IT4 2 2IT3 ~ IT4 2 2 IT4 ~ IT5 2 2IT3 ~ IT4 2 2圓柱度公差 0級、6級5級、4級 IT3 ~ IT4 2 2IT2 ~ IT3 2 2 IT4 ~ IT5 2 2IT2 ~ IT3 2 2擋肩的跳動公差 0級、6級5級、4級 IT3IT3 IT3~IT4IT3配合面光潔度Rmax 小型軸承大型軸承 3.2S6.3S 6.3S12.5S4.2軸承游隙:軸承游隙如圖1:圖1 軸承游隙4.2.1軸承內部游隙所謂軸承內部游隙,即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時,將其內圈或外圈的一固定,然后使未被固定的一方做徑向或軸向移動時的移動量。根據移動方向,可以分為徑向游隙和軸向游隙。在測量軸承的內部就游隙時,為使測量值穩定,一般在套圈上施加測試負荷。因此,測試值要比實際游隙值大,即多出一個施加測試負荷而產生的彈性變形量。軸承內部游隙的實際值根據表4.5。對上述彈性變形造成的游隙增加量加以修正。滾子軸承的彈性變形量可忽略不計。 表4.5為消除測試負荷影響的徑向游隙修正量(深溝球軸承) 單位:um公稱軸承內徑d(mm) 測試負荷(N) 游隙修正量超過 到 C2 普通 C3 C4 C510(包括)18 24.549147 3~44~56~8 458 469 469 4694.2.2軸承游隙的選擇軸承的運轉游隙,由于軸承配合以及內外圈溫差的原因,一般要比初期游隙小。運轉游隙與軸承的壽命、溫升、振動以及噪音有著密切的關系,所以必須將其設定為最佳狀態。從理論上講,軸承在運轉時,稍帶負的運轉游隙,則軸承的壽命最大。但要保持這一最佳游隙是非常困難的。隨著使用條件的變化,軸承的負游隙會相應增大,從而導致軸承壽命顯著下降或產生發熱。因此,一般將軸承的初期游隙定為略大于零。圖2:軸承徑向游隙的變化4.2.3軸承游隙的選擇標準從理論上講,軸承在安全運轉狀態下,稍微有點負的運轉游隙時,軸承壽命最大。但實際上要保持這一最佳狀態是非常困難的一旦某種使用條件變化,則負游隙增大,從而招致軸承壽命顯著下降或發熱。因此,通常選擇初期游隙時,要求運轉游隙取為僅稍大于零。對于通常條件下使用的軸承,將采用普通負荷的配合,轉速和溫度正常時,只需選擇相應的普通游隙,使可得到適宜的運轉游隙。表4.6 非常普通游隙適用舉例使用條件 適用場合 選用游隙承受重負荷,沖擊負荷,過盈量大 鐵道車輛用車軸 C3振動篩 C3、C4承受不定向負荷,內外圈均采用靜配合 鐵道車輛牽引電機 C4拖拉機、終減速機 C4軸承或內圈受熱造紙機、烘干機 C3、C4軋機輥道錕 C3降低旋轉振動與噪聲 微型馬達 C2調整游隙與控制軸的振動 機床主軸(雙列圓柱滾子軸承) C9NA、C0NA5、軸承的材料5.1、軸承鋼概述滾動軸承的套圈和滾動體,反復承受高接觸應力的同時還保持高精度旋轉。因此,對軸承的套圈、滾動體及保持架的材料、性能,主要要求如下:滾動疲勞強度大套圈、滾動 硬度高體材料所要 耐磨耗性高 保持架材料求的性能 尺寸穩定性好 所要求的性能機械強度大此外,還需要加工性好。根據用途不同,還有要求其耐沖擊性、耐熱性、耐腐蝕性好。一般的滾動軸承套圈及滾動體都采用高碳鉻軸承鋼或滲碳鋼。前者采用全淬火,表面和心部均可硬化;后者只在表層滲碳淬火,只有表層是硬化層。套圈及滾動體的硬度一般為HRC58~HRC65。高碳鉻軸承鋼(GCr15)是滾動軸承的最佳材料,且應用范圍廣。滲碳鋼多用鉻鋼(SCr)、鉻鉬鋼(SCM)以及鎳鉻鉬鋼(SNCM)等滲碳鋼只在表層適當適當深度范圍內滲碳,形成硬化層,而中心部位硬度卻較低。非金屬夾雜物多則引起疲勞龜裂,故非金屬夾雜物越少,材料越清潔,滾動疲勞壽命則越長。6、軸承使用中的預負荷、潤滑和密封6.1軸承的預負荷滾動軸承在多數場合,在運轉狀態下,應有適當的游隙使用。根據目的不同,也有在組裝軸承時,預先使軸承產生內部應力,以便讓軸承帶有負游隙來使用。這種使用方法稱作預負荷。一般適用于向心推力球軸承、圓錐滾子軸承,將二個軸承成對使用,成為可以調整游隙的軸承。6.1.1預負荷的目的預負荷的主要目的及代表性例子如下。(1)、在正確地決定軸的徑向方向及軸向方向的位置的同時,抑制軸的跳動。機床的主軸軸承、測量一起軸承。(2)、提高軸承的剛性。機床的主軸用軸承、汽車差動機構小齒輪用軸承。(3)、防止軸向方向振動及由于共振而造成的異音。(4)、抑制滾動體的旋轉滑動、公轉滑動及自轉滑動。高速旋轉向心推力球軸承、推力球軸承。(5)、對于套圈,保持滾動體的正確位置。將推力球軸承、推力調心滾子軸承用在水平軸時。6.1.2預負荷的方法(1)、定位預負荷定位預負荷是對置軸承軸向方向的相對位置在使用中也不會改變的預負荷方法。其方法如下。a、 為了實施預負荷將事先調整過寬度差或軸向游隙的組合軸承筋骨后使用的方法。b、 使用調整過尺寸的襯墊、填隙片,以便給予軸承預負荷的方法。c、 筋骨可以調整軸向方向游隙的螺桿、螺母后使用的方法。在這種場合,為了得到適當的預負荷量,要一面測定起動摩擦力矩一面調整。所謂定壓預負荷,是利用螺旋彈簧、碟形彈簧,給予軸承適當的預負荷的方法。在使用中,軸承的相對位置即使有變化,預負荷量也可以大致保持一致。(2)、定壓預負荷定壓預負荷為使軸承在軸向預緊負荷在使用中保持不變的一種負荷方式,其預緊量可通過調整卷簧、碟簧等的壓縮量來實現。6.2軸承的潤滑6.2.1滾動軸承的潤滑目的是為了在軸承滾動面形成均勻的潤滑油膜,從而減少軸承內部摩擦及磨損,防止燒結。其主要作用如下:(1)、減少摩擦及磨損。在構成軸承的套圈、滾動體及保持器的想和接觸部分,防止金屬接觸,減少摩擦、磨損。(2)、延長疲勞壽命軸承的滾動疲勞壽命在旋轉中,滾動接觸面潤滑良好,則延長。相反地,油粘度低,潤滑油膜厚度不好,則縮短。(3)、排出摩擦熱、冷卻。循環給油法可以用油排出摩擦發生的熱,或由外部傳來的熱,冷卻。防止軸承過熱,防止潤滑油自身老化。(4)、其他。也有防止異物侵入軸承內部,或防止生銹、腐蝕的效果。6.2.2潤滑方法軸承的潤滑方法,分為脂潤滑和油潤滑,為了使軸承很好地發揮軸承的有效機能,首先,要選擇適合使用條件、使用目的的潤滑方法,如只考慮潤滑效果,油潤滑的潤滑效果占優勢。但脂潤滑有可以簡化軸承周圍結構的優點,使用也很廣泛。近年來,使用潤滑脂的密封結構軸承也被越來越多地被采用。表6.1 油潤滑與脂潤滑利弊比較項目 油潤滑 脂潤滑開式軸承 密封軸承外殼結構密封裝置 保養維修麻煩 可以簡化 更簡化旋轉速度 適用高速旋轉 極限轉速是油潤滑的65~60% 冷卻作用 可以排除熱量 無 無潤滑脂的更換 比較簡單 較麻煩 不用更換塵埃雜質的控制 較容易 困難 專業控制泄露性 較容易 有泄露 不易泄露6.2.3脂潤滑脂潤滑可做到充填一次潤滑脂后長時間不需補充,而且其密封裝置的結構也較簡單,因此使用廣泛?! ≈瑵櫥蓄A先在密封型軸承中充填潤滑脂的密封方式,以及在外殼內部充填適量潤滑脂,每隔一段時間進行補充或更換的充填供脂方式。此外,對有多處軸承需要潤滑的機械,還采用管道連接至各潤滑處的集中供脂方式。1)潤滑脂的充填量外殼內的潤滑脂充填量隨外殼的結構和容積而有所不同,一般充填至容積的1/3-1/2為宜?! 〕涮盍窟^多時,潤滑脂因攪拌發熱發生變質,老化和軟化,應加以注意。但用于低速軸承時,為防止異物侵入,有時也充填至容積的2/3-1。2)潤滑脂的補充與更換潤滑脂的補充與更換同潤滑方式有密切的關系,無論采用何種方式,都必須使用清潔的潤滑脂,并注意防止外部異物的侵入。補充的潤滑脂應晝為同一品牌號的潤滑脂。補充潤滑脂時,尤為重要的是應保證新潤滑脂確實進到軸承內部6.2.4油潤滑(1)、油浴法油浴法是用于低速、中速旋轉的一般潤滑方法。油面原則是在最下位的滾動體中心。最好安裝油位表,以便于確認油面。(2)、滴注供油法滴注供油法多用語較高旋轉的小型球軸承等。有貯藏在可視的 給油器中,滴下的油量,由上部的螺絲來調節。(3)、飛濺式供油法飛濺式供油法是不直接將軸承浸入油中,利用周圍的齒輪回轉輪回產生的 飛濺來使軸承潤滑的方法。廣泛使用于汽車的變速器、差動齒輪裝置。(4)、循環供油法對于需要用油冷卻軸承部分的告訴旋轉,或周圍溫度很高的使用場合,多采用循環供油。(5)、噴射供油法噴射供油法多用于高速旋轉用軸承。比如:噴氣式發動機。對于同一油量,噴嘴根數多有利于冷卻效果好。因噴射供油法的用油量多,應該要注意減少油的攪拌阻力,加大排油口,強制排油,以便有效地排熱。(6)、噴霧供油法噴霧供油法是用空氣使潤滑油成無6狀,噴到軸承上的潤滑方法。起優點如下:因潤滑油量少,所以攪拌阻力小,適用于高速旋轉;從軸承內部很少漏油,所以,設備、制品的污染少;可以經常提供新的潤滑油、延長軸承的壽命;因此,噴霧供油法用于機床的高速主軸、高速旋轉泵、軋鋼機輥頸用軸承的潤滑。(7)、油氣供油法6.3密封軸承室的密封裝置是防止來自外部的塵埃、水分、金屬粉末等有害物的侵入,防止軸承內的潤滑脂泄露。對任何運轉條件,都必須始終起到密封防塵的目的。同時,可以是軸承拆卸、裝配、保養等順利進行,須根據各種不同用途,結合潤滑方法來選擇適當的密封裝置密封裝置分為非接觸式結構和接觸式結構兩種。非接觸式結構不與軸接觸,也沒有摩擦部分的密封裝置,這種結構有細槽、甩油槽、曲路密封等幾種形式,是利用離心力、小的游隙起到密封的目的;接觸式密封機構是用合成橡膠、合成樹脂、毛氈等接觸唇與軸接觸起到密封的作用。7軸承的壽命 滾動軸承的壽命,是指軸承的疲勞壽命。就批量軸承而言,壽命是離散的,但壽命分布服從參數韋布爾分布。把90%軸承所能達到的壽命定義為軸承壽命,也可以認為軸承的可靠性為90%。因此,軸承可靠性越高,壽命越短,軸承壽命常用運轉時間或旋轉次數表示。 軸承壽命不能準確評定所有應用場合軸承的使用時間的長短,因此近年來對部分使用工況提出了一些新的壽命評定方法,如噪音壽命、潤滑壽命和精度壽命等。軸承使用工況與壽命評定標準壽命評定指標 軸承使用工況 舉例滾動疲勞壽命 載荷很大,軸承轉速及環境溫度高 摩托車變速箱軸承等噪音壽命 載荷很小,但對低噪音性能要求高 空調、洗衣機等家用電器用低噪音軸承等精度壽命 載荷很小,但轉速很高 精密機床主軸承、航空發動機主軸承等寧波軸承有限公司供應微型至中型深溝球軸承、圓錐滾子軸承、短圓柱滾子軸承、平面推力軸承、英制系列軸承、帶座球面軸承、及各種特制非標軸承等。電話:0574-87220315 87220319 郵箱:web@bearing.com 地址:寧波市麗園北路1730——1736號  
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