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        承軸向游隙徑向游隙的選擇、測量和使用原則
        作者:廣州依納  發表時間:2013-03-04  點擊:84
        軸承軸向游隙徑向游隙的選擇、測量和使用原則(軸承游隙知識綜合匯集) 所謂軸承游隙,即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時,將其內圈或外圈的一方固定,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,可分為徑向游隙和軸向游隙。   運轉時的游隙(稱做工作游隙)的大小對軸承的滾動疲勞壽命、溫升、噪聲、振動等性能有影響。 測量軸承的游隙時,為所謂軸承游隙,即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時,將其內圈或外圈的一方固定,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,可分為徑向游隙和軸向游隙。   運轉時的游隙(稱做工作游隙)的大小對軸承的滾動疲勞壽命、溫升、噪聲、振動等性能有影響。 測量軸承的游隙時,為得到穩定的測量值,一般對軸承施加規定的測量負荷。 因此,所得到的測量值比真正的游隙(稱做理論游隙)大,即增加了測量負荷產生的彈性變形量。 但對于滾子軸承來說,由于該彈性變形量較小,可以忽略不計。 安裝前軸承的內部游隙一般用理論游隙表示。 游隙的選擇   從理論游隙減去軸承安裝在軸上或外殼內時因過盈配合產生的套圈的膨脹量或收縮后的游隙稱做“安裝游隙”。 在安裝游隙上加減因軸承內部溫差產生的尺寸變動量后的游隙稱做“有效游隙”。 軸承安裝有機械上承受一定的負荷放置時的游隙,即有效游隙加上軸承負荷產生的彈性變形量后的以便稱做“工作游隙”?!? 當工作游隙為微負值時,軸承的疲勞壽命最長但隨著負游隙的增大疲勞壽命同顯著下降。因此,選擇軸承的游隙時,一般使工作游隙為零或略為正為宜。 另外,需提高軸承的剛性或需降低噪聲時,工作游隙要進一步取負值,而在軸承溫升劇烈時,工作游隙則要進一步取正值等等,還必須根據使用條件做具體分析。 滾動軸承的游隙的概念 一、原始游隙 軸承安裝前自由狀態時的游隙。原始游隙是由制造廠加工、裝配所確定的。   二、安裝游隙 也叫配合游隙,是軸承與軸及軸承座安裝完畢而尚未工作時的游隙。由于過盈安裝,或使內圈增大,或使外圈縮小,或二者兼而有之,均使安裝游隙比原始游隙小。   三、工作游隙   軸承在工作狀態時的游隙,工作時內圈溫升最大,熱膨脹最大,使軸承游隙減??;同時,由于負荷的作用,滾動體與滾道接觸處產生彈性變形,使軸承游隙增大。軸承工作游隙比安裝游隙大還是小,取決于這兩種因素的綜合作用。   有些滾動軸承不能調整游隙,更不能拆卸,這些軸承有六種型號,即0000型至5000型;有些滾動軸承可以調整游隙,但不能拆卸,有6000型(角接觸軸承)及內圈錐孔的1000型、2000型和3000型滾動軸承,這些類型滾動軸承的安裝游隙,經調整后將比原始游隙更??;另外,有些軸承可以拆卸,更可以調整游隙,有7000型(圓錐滾子軸承)、8000型(推力球軸承)和9000型(推力滾子軸承)三種,這三種軸承不存在原始游隙;6000型和7000型滾動軸承,徑向游隙被調小,軸向游隙也隨之變小,反之亦然,而8000型和9000型滾動軸承,只有軸向游隙有實際意義。 合適的安裝游隙有助于軸承的正常工作。游隙過小,滾動軸承溫度升高,無法正常工作,以至滾動體卡死;游隙過大,設備振動大,滾動軸承噪聲大。   徑向游隙的檢查方法如下:   一、感覺法 196,191,呋喃&樹&脂,市場行情,信息&^%交流---中國樹脂在線 1、有手轉動軸承,軸承應平穩靈活無卡澀現象。 2、用手晃動軸承外圈,即使徑向游隙只有0.01mm,軸承最上面一點的軸向移動量,也有0.10~0.15 mm。這種方法專用于單列向心球軸承。   二、測量法 1、用塞尺檢查,確認滾動軸承最大負荷部位,在與其成180°的滾動體與外(內)圈之間塞入塞尺,松緊相宜的塞尺厚度即為軸承徑向游隙。這種方法廣泛應用于調心軸承和圓柱滾子軸承。 2、用千分表檢查,先把千分表調零,然后頂起滾動軸承外圈,千分表的讀數就是軸承的徑向游隙。 軸向游隙的檢查方法如下: 1、感覺法 用手指檢查滾動軸承的軸向游隙,這種方法應用于軸端外露的場合。當軸端封閉或因其他原因而不能用手指檢查時,可檢查軸是否轉動靈活。 2、測量法 (1)用塞尺檢查,操作方法與用塞尺檢查徑向游隙的方法相同,但軸向游隙應為 c=λ/(2sinβ) 式中 c——軸向游隙,mm; λ——塞尺厚度,mm; β——軸承錐角,(°)。 (2)用千分表檢查,用撬杠竄動軸使軸在兩個極端位置時,千分表讀數的差值即為軸承的軸向游隙。但加于撬杠的力不能過大,否則殼體發生彈性變形,即使變形很小,也影響所測軸向游隙的準確性。   由于聯軸器齒輪與振動軸連接較緊(過盈配合),且法蘭盤內的空間較小,拆卸聯軸器齒輪比較困難。為此,我們設計了一種專用拆卸工具,既簡單又方便、實用。聯軸器本身的故障而需要拆卸,先要對聯軸器整體做認真細致的檢查(尤其對于已經有損傷的聯軸器),應查明故障的原因。在聯軸器拆卸前,要對聯軸器各零部件之間互相配合的位置作一些記號,以作復裝時的參考。用于高轉速機器的聯軸器,其聯接螺栓經過稱重,標記必須清楚,不能搞錯。   機器在運轉中,一般主軸或傳動軸的溫度高于相鄰零件的溫度,因而軸將熱漲伸長。為了保持軸的轉動靈活,在支承結構設計中,在滿足軸向定位精度要求的同時,還要考慮軸受熱自由伸縮的要求。軸向定位和軸向伸縮的方式是相對應的。調整軸承游隙是為了控制軸的運轉精度。軸的軸向位置調整是為了滿足某些嚙合傳動的特殊要求。例如:在蝸桿傳動中,蝸桿軸線必須落在蝸輪的中間平面內以保證其正確嚙合,因而要求蝸輪軸能在軸向調整其位置。在錐齒輪傳動中,兩個錐齒輪的節圓錐錐頂點必須重合,因而要求兩個錐齒輪軸都能軸向調整。   高速軸承的配合和游隙由于高速軸承既要按高精度軸承要求,又要按高溫軸承要求,所以在考慮其配合和游隙時,要顧及下面兩點:由常溫升至高溫時的尺寸變化和硬度變化;高速下離心力所引起的力系變化和形狀變化??傊?,在高速、高溫的條件下,從配合和游隙的選擇上要力求保持軸承的精度和工作性能,這是有難度的。 為了保證聯軸器安裝后的滾道變形小,過盈配合的過盈量不能取得太大,而高速下的離心力和高溫下的熱膨脹,或是抵銷配合表面的法向壓力?;蚴鞘古浜厦嫠沙?,因此過盈量必須在考慮上述兩種因素的前提下審慎地加以計算,在常溫常速下有效的過盈量對于高速軸承可能是無效的。   滾動軸承能否發揮其正常功能絕大的程度是取決于能否達到合適的工作游隙。工作游隙是由安裝前的原始徑 向游隙所選擇的公差配合和溫度的影響所決定。 原始徑向游隙 滾動軸承的原始徑向游隙為:在安裝之前不受徑向力下內圈相對于外圈沿徑向從一個極端位置到另一極端位置 的移動量。 RTL滾針軸承和圓柱滾子軸承的正常原始徑向游隙C0是這樣選擇的,即根據尺寸表前的技術注解或前面所推薦的 軸和軸承座的公差極限及在正常的運轉條件下可以達到正常功能的工作游隙。 在其它的裝配條件和運轉條件下,如軸承套圈的過盈配合,特殊的軸承溫度等,所需的軸承原始徑向游隙則與 正常的游隙不同。原始徑向游隙與正常游隙不同的向心軸承,可利用表28所列的補充代號予以標明。 此補充代號(除C0以外)是加在軸承代號之后,或者與精度等級補充代號相組合。 表29中給出了各組軸承游隙的數值。RTL所提供的無內圈滾針軸承,其內接圓直徑的公差帶為F6。   原始徑向游隙為C2僅用于極特殊的情況,即較重的交變負荷和低速運轉或作擺動的場合。在這種情況下預期有 較大的熱量產生,因此建議在軸承運轉期間應對軸承進行監控。     軸承原始徑向游隙為C3和C4是用于套圈選用過盈配合的場合或內圈和外圈之間溫度梯度較大時,特別是在使用 大軸承的情況下。 表28 原始徑向游隙代號 代號 說      明 C2 說明原始徑向游隙小于C0 C0 正常原始徑向游隙 C3 原始徑向游隙大于C0 C4 原始徑向游隙大于C3 表29 滾針軸承和圓柱滾子軸承的原始徑向游隙 公稱內徑 原始徑向游隙 d C2 C0 C3 C4 超過Exceed 到To 最小Min. 最大Max. 最小Min. 最大Max. 最小Min. 最大Max. 最小Min. 最大Max. - 24 24 30 0 0 25 25 20 20 45 45 35 35 60 60 50 50 75 75 30 40 50 40 50 65 5 5 10 30 35 40 25 30 40 50 60 70 45 50 60 70 80 90 60 70 80 85 100 110 65 80 100 80 100 120 10 15 15 45 50 55 40 50 50 75 85 90 65 75 85 100 110 125 90 105 125 125 140 165 120 140 160 140 160 180 15 20 25 60 70 75 60 70 75 105 120 125 100 115 120 145 165 170 145 165 170 190 215 220 180 200 225 200 225 250 35 45 45 90 105 110 90 105 110 145 165 175 140 160 170 195 220 235 195 220 235 250 285 300 250 280 315 280 315 355 55 55 65 125 130 145 125 130 145 195 205 225 190 200 225 260 275 305 260 275 305 330 350 385 355 400 450 400 450 500 100 110 110 190 210 220 190 210 220 280 310 330 280 310 330 370 410 440 370 410 440 460 510 550   工 作 游 隙 軸承的工作游隙定義為:在安裝后,無負荷下軸沿徑向相對于軸承外圈的移動量,工作游隙是原始徑向游隙減 去由于過盈配合和熱膨脹而引起的游隙變化量ΔS(以μm為單位)。 ΔS=ΔSP+ΔST    .............................(44) 由于過盈配合引起的游隙減小量ΔSP可由公式(45)計算,由于熱膨脹引起的游隙減小量ΔST可由公式(46) 計算。使用公式(46)時應注意其正負符號。 l    正常工作游隙 如果在正常工作負荷條件下,帶內圈的軸承與選用表14和表15的公差帶的軸承座和軸相配合,或者對無內圈的 軸承,選用表16的公差帶的軸,則原始徑向游隙為C0的軸承一般可以得到正常的工作游隙。 l    比正常工作游隙小的工作游隙 對滾動軸承來說,較小的工作游隙僅能用于特殊的場合,例如精密機床、測量儀器設備或隨交變負荷的場合。 l    比正常工作游隙大的工作游隙 有較大工作游隙的軸承主要用于相對傾斜和軸彎曲的場合。 配合對工作游隙的影響 由過盈配合引起的原始徑向游隙減小量ΔSP(μm)是由于內圈膨脹量Δd和外圈收縮量ΔD引起的。 ΔSP=Δd +ΔD ...............................(45) 根據經驗顯示,理論上決定相配合零件的過盈量可以有兩種方法:一種是取其平均偏差,另一種方法是取靠近加 工面的偏差極限值,再加減公差帶值的三分之一。其中必須再減去裝配時表面間互相擠平的數值。尺寸變化的平均值 可由表30查出。 對薄壁軸承座和輕金屬軸承座,其有效過盈量無法可靠地計算出來;在這種情況下,建議由安裝試驗來決定原始 徑向游隙的減少量。 溫度對工作游隙的影響 當軸承內圈和外圈之間有較大溫度梯度時,會使軸承工作游隙有相當大的變化。有時會因此而影響軸承的正常功 能。如取鋼的熱膨脹系數為α=0.000011(K-1),內圈和外圈之間的溫度差為Δ  ,則徑向游隙變化量為ΔST(μm)為: ΔST≈0.11.dM.Δ    .........................(46) 內圈和外圈之間的溫差Δ  可以使工作游隙減小或增大,因此在用公式(46)中的Δ  時必須注意其正負符號。 如果內圈溫度比外圈溫度高,Δ  取正值。如果外圈溫度比內圈溫度高,Δ  應取負值。 表30 由過盈配合引起的直徑變動量   滾針軸承 圓柱滾子軸承 實心軸的內圈膨脹量 Δd≈0.9.U. Δd≈0.8.U 外圈收縮量 ΔD≈0.8.U. ΔD≈0.7.U  軸承原始游隙和工作游隙  調整軸承游隙是為了控制軸的運轉精度 軸承的最佳有效游隙   滾動軸承的額定載荷也是軸承游隙的函數,軸承產品樣本中給出的額定載荷值,是在有效游隙為零時的數值。     深溝球軸承徑向游隙(μm) 公稱內徑 d/mm 2組 0組 3組 4組 5組 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 >2.5~6 >6~10 >10~18 >18~24 >24~30 >30~40 >40~50 >50~65 >65~80 >80~100 >100~120 >120~140 >140~160 >160~180 >180~200 >200~225 >225~250 >250~280 >280~315 >315~355 >355~400 >400~450 >450~500 >500~560 >560~630 >630~710 >800~900 >900~1000 >1000~1120 >1120~1250 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 10 10 20 20 20 20 20 7 7 9 10 11 11 11 15 15 18 20 23 23 25 30 35 40 45 55 60 70 80 90 100 110 130 160 170 180 190 2 2 3 5 5 6 6 8 10 12 15 18 18 20 25 25 30 35 40 45 55 60 70 80 90 110 140 150 160 170 13 13 18 20 20 20 23 28 30 36 41 48 53 61 71 85 95 105 115 125 145 170 190 210 230 260 320 30 380 410 8 8 11 13 13 15 18 23 25 30 36 41 46 53 63 75 85 90 100 110 130 150 170 190 210 240 300 330 360 390 23 23 25 28 28 33 36 43 51 58 66 81 91 102 117 140 160 170 190 210 240 270 300 330 360 400 500 550 600 650 — 14 18 26 23 28 30 38 46 53 61 71 81 91 107 125 145 155 175 195 225 250 280 310 340 380 480 530 580 630 — 29 33 36 41 46 51 61 71 84 97 114 130 147 163 195 225 245 270 300 340 380 420 470 520 570 700 770 850 920 — 20 25 28 30 40 45 55 65 75 90 105 120 135 150 175 205 225 245 275 315 350 390 440 490 540 670 740 820 890 — 37 45 48 53 64 73 90 105 120 140 160 180 200 230 265 300 340 370 410 460 510 570 630 690 760 940 1040 1150 1260    測量軸承徑向游隙應注意的事項    (1) 盡可能采用專用儀器測量法;      (2) 采用手推法測量要求測量者有較高的測量技能。此法測量誤差較大,尤其是游隙處于邊緣狀態時,容易引起誤差,此時,應以儀器測量為準; (3) 塞尺測量時,應按標準的規定操作,不得使用滾子從塞尺上滾壓過去的方法測量; (4) 測量過程中,應保證球落入溝底;閉型軸承在封閉前測量;采用有荷儀器時,測值還應減去載荷引起的游隙增加量。 (5) 對于多列軸承,要求每列游隙合格,取各列游隙的算術平均值作為軸承的徑向游隙。 什么是配套徑向游隙?     這是生產企業內部使用的一個專用名詞。一般情況下,角接觸球軸承在使用狀態下是不存在什么徑向游隙的,但為了裝配的方便,產品圖樣的設計者在產品總圖上給出了相當于軸承在徑向接觸時的理論徑向游隙。應當指出:配套徑向游隙并不是供檢查游隙時使用的。 錐孔調心滾子軸承徑向游隙及安裝使用說明滾動軸承游隙的調整和預緊工藝,是提高軸承旋轉精度和承載能力、降低傳動系統振動和噪聲的有效手段。裝配工作中應弄清概念,明確軸承裝配的技術要求,同時還要兼顧軸承溫升的控制和保持良好的潤滑,對此工藝方法正確加以運用,能夠保證滾動軸承裝配的質量。   滾動軸承的裝配是鉗工裝配和修理工作中經常要做的一項操作,而滾動軸承游隙的調整和預緊是滾動軸承裝配工作的一個重要環節。準確把握游隙調整和預緊的工藝概念,并且在裝配工作中正確地運用這種工藝方法,是軸承裝配工作質量的保證。   滾動軸承的游隙是指在一個套圈固定的情況下,另一個套圈沿徑向或軸向的最大活動量,故游隙又分為徑向游隙和軸向游隙兩種。   滾動軸承裝配時,其游隙不能太大,也不能太小。游隙太大,會造成同時承受載荷的滾動體的數量減少,使單個滾動體的載荷增大,從而降低軸承的旋轉精度,減少使用壽命;游隙太小,會使摩擦力增大,產生的熱量增加,加劇磨損,同樣能使軸承的使用壽命減少。因此,許多軸承在裝配時都要嚴格控制和調整游隙。   預緊就是軸承在裝配時,給軸承的內圈或外圈一個軸向力,以消除軸承游隙,并使滾動體與內、外圈接觸處產生初變形。預緊能提高軸承在工作狀態下的剛度和旋轉精度。對于承受載荷較大,旋轉精度要求較高的軸承,大都是在無游隙甚至有少量過盈的狀態下工作的,這種情況下就需要在裝配時對軸承進行預緊。   游隙的調整和預緊通常都是采用使軸承的內圈對外圈作適當的軸向相對位移的方法來完成的。  
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