軸承的選定及使用時的注意事項

黃易

《軸承的選定及使用時的注意事項》word內(nèi)容
! u+ I# P& {- Z" q1 a( `2 x9 S& s4 z
軸承選定概要
滾動軸承的種類、類型及尺寸是多種多樣的。為使機(jī)械裝置發(fā)揮出預(yù)期的性能，選擇最適宜的軸承是至關(guān)重要的。
為選定軸承，需要分析諸多要因，從各個角度進(jìn)行研究、評價有關(guān)選擇軸承的程序，并無特殊規(guī)格，但一般順序如下：
(1)掌握機(jī)械裝置和軸承的使用條件等
(2)明確對軸承的要求
% u2 u: S' V) M8 a- [(3)選定軸承的類型
+ S' E) M! d* t0 _- L3 `# Y(4)選定軸承配置方式
(5)選定軸承尺寸
(6)選定軸承規(guī)格
* P& S7 L( M  K3 \8 @(7)選定軸承的安裝方法
. O2 R+ I; h! j: H軸承的使用條件與環(huán)境條件
正確把握軸承在機(jī)械裝置的使用部位及使用條件與環(huán)境條件是選擇適宜軸承的前提。為之，需要取得以下幾個方面的數(shù)據(jù)和資料：
) U8 v! z9 N8 q7 p( t5 J0 N$ D(1)機(jī)械裝置的功能與結(jié)構(gòu)
2 a' e/ H: r+ V(2)軸承的使用部位
* h" v$ `/ p6 q5 G(3)軸承負(fù)荷(大小、方向)
(4)旋轉(zhuǎn)速度
(5)振動、沖擊
(6)軸承溫度(周圍溫度、溫升)
: I/ E* p+ H4 f(7)周圍氣氛(腐蝕性，清潔性，潤滑性)
軸承配置方式的選擇
6 P( E7 c) m$ \2 X3 Q' e0 p通常，軸是以兩個軸承在徑向和軸向進(jìn)行支撐的，此時，將一側(cè)的軸承稱為固定側(cè)軸承，它承受徑向和軸向兩種負(fù)荷，起固定軸與軸承箱之間的相對軸向位移的作用。將另一側(cè)稱之為自由側(cè)，僅承受徑向負(fù)荷，軸向可以相對移動，以此解決因溫度變化而產(chǎn)生的軸的伸縮部題和安裝軸承的間隔誤差。
對于固定側(cè)軸承，需選擇可用滾動面在軸向移動(如圓柱滾子軸承)或以裝配面移動(如向心球軸承)的軸承。在比較短的軸上，固定側(cè)與自由側(cè)無甚別的情況下，使用只單向固定軸向移動的軸承(如向心推力球軸承)。
軸承類型的選定
- |# I; J+ E: Q0 }8 K3 R& u2 c選擇軸承類型時，全面掌握軸承的使用條件是至關(guān)重要的。下表列出了主要的分析項目:
分析項目 選擇方法
! R8 V0 b4 t1 c, r, `+ k- J1)軸承的安裝空間 能容納于軸承安裝空間內(nèi)的軸承型 由于設(shè)計軸系時注重軸的剛性和強(qiáng)度，因此一般先確定軸徑，即軸承內(nèi)徑。但滾動軸承有多種尺寸系列和類型，應(yīng)從中選擇最為合適的軸承類型。
2)負(fù)荷 軸承負(fù)荷的大小、方向和性質(zhì)[軸承的負(fù)荷能力用基本額定負(fù)荷表示，其數(shù)值載于軸承尺寸表] 軸承負(fù)荷富于變化，如負(fù)荷的大小、是否只有徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷是單向還是雙向、振動或沖擊的程度等等。在考慮了這些因素后，再來選擇最為合適的軸承類型。一般來說，相同內(nèi)徑的軸承的徑向負(fù)荷能力按下列順序遞增：深溝球軸承＜角接觸球軸承＜圓柱滾子軸承＜圓錐滾子軸承＜調(diào)心滾子軸承
% g& O0 K& [' R8 h3)轉(zhuǎn)速 能適應(yīng)機(jī)械轉(zhuǎn)速的軸承類型[軸承轉(zhuǎn)速的界限值基準(zhǔn)用極限轉(zhuǎn)速表示，其數(shù)值載于軸承尺寸表] 軸承的極限轉(zhuǎn)速不僅取于軸承類型還限于軸承尺寸、保持架型式、精度等級、負(fù)荷條件和潤滑方式等，因此，選擇時必須考慮這些因素。下列軸承大多用于高速旋轉(zhuǎn)：深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子軸承
4)旋轉(zhuǎn)精度 具有所需旋轉(zhuǎn)精度的軸承類型[軸承的尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度已由GB按軸承類型標(biāo)準(zhǔn)化了] 機(jī)床主軸、燃汽輪機(jī)和控制機(jī)器分別要求高旋轉(zhuǎn)精度、高轉(zhuǎn)速和低摩擦，這時應(yīng)該使用5級精度以上的軸承。一般使用下列軸承：深溝球軸承、接觸球軸承、圓柱滾子軸承
5)剛性 能滿足機(jī)械軸系所需剛性的軸承類型[軸承承受負(fù)荷時，滾動體與滾道的接觸部分會產(chǎn)生彈性變形。“高剛性”是指這種彈性變形的變形量較小] 在機(jī)床主軸和汽車末級減速裝置等部位，在提高軸的剛性的同時，還必須提高軸承的剛性。滾子軸承承受負(fù)荷生的變形比球軸承小。對軸承施加預(yù)緊(負(fù)游隙)可以提高剛性。該方法適用于角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。
# y4 A, u6 n+ i+ m6)內(nèi)圈與外圈的相對傾斜 分析使軸承內(nèi)圈與外圈產(chǎn)生相對傾斜的因素(如負(fù)荷引起的軸的撓曲、軸及外殼的精度不良或安裝誤差)，并選擇能適應(yīng)這種使用條件的軸承類型。 如果內(nèi)圈與外圈的相對傾斜過大，軸承會因產(chǎn)生內(nèi)部負(fù)荷造成損傷。因此應(yīng)選擇可以承受這種傾斜的軸承類型。一般來說，允許傾斜角(或調(diào)心角)按下列順序遞增：圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、深溝球軸承(角接觸球軸承)、調(diào)心滾子(球)軸承
7)安裝與拆卸 定期檢查等的裝拆頻度及裝拆方法 裝拆頻繁時，使用內(nèi)圈與外圈可分離的圓柱滾子軸承，滾針軸承及圓錐滾子軸承較為方便。圓錐孔調(diào)心球軸承及圓錐孔調(diào)心滾子軸承通過使用緊固件或退卸套可便于裝拆。
3 r9 K5 I2 L2 M+ d  a軸承結(jié)構(gòu)的選定
5 `/ n: \( p! m: Q6 A. N4 d機(jī)械的類型不一樣，軸承的使用條件會有差別，對其性能要求也不盡相同，但一般來說，一根軸上使用的軸承不少于兩個。
而且，為了便于軸向定位，使用時大多將一個軸承用作固定端軸承，其余則用作自由端軸承。下表列出了固定端與自由端軸承結(jié)構(gòu)的選擇。
內(nèi)　　　容 適用的軸承型式
固定端軸承 用于使軸承軸向定位及固定
選用可同時承受徑向與軸向負(fù)荷的軸承
7 F0 P  @8 ]6 }0 l, {為承受雙向軸向負(fù)荷，安裝時還需要根據(jù)軸向負(fù)荷的大小考慮相應(yīng)的強(qiáng)度。 深溝球軸承　組合角接觸球軸承
  v% j1 c8 m- S- Y9 o6 @雙列角接觸球軸承　調(diào)心球軸承　
- G8 ?) L' X3 `. d2 W9 T帶擋邊圓柱滾子軸承(NUP型、NH型)
雙列滾子軸承　調(diào)心滾子軸承
自由端軸承 用于避讓因運(yùn)轉(zhuǎn)時的溫度變化引起的軸的伸縮，以及用于調(diào)軸承的軸向位置。
; g% D# K( E5 \$ d  @$ T, `宜選用只承受徑向負(fù)荷且內(nèi)圈與外圈可分離的軸承。
使用非分離軸承時，外圈與外殼之間一般采用間隙配合，以便軸伸縮時連同軸承一起做軸向避讓。 用于避讓因運(yùn)轉(zhuǎn)時的溫度變化引起的軸的伸縮，以及用于調(diào)軸承的軸向位置。
宜選用只承受徑向負(fù)荷且內(nèi)圈與外圈可分離的軸承。
* P) B* B; M2 E2 N- u$ E, a% Y5 A9 A1 {使用非分離軸承時，外圈與外殼之間一般采用間隙配合，以便軸伸縮時連同軸承一起做軸向避讓。
( t* ?- Y# ]* ]% s& y不分固定端與自由端時 在軸承間距小、軸伸縮的影響不大時，將可承受軸向負(fù)荷的兩個角接觸球軸承或圓錐滾子軸承等正面或背面配置使用。
) ^% v( m- N. j1 V9 W: i用螺母或墊片調(diào)安裝后的軸向游隙。 深溝球軸承　角接觸球軸承
調(diào)心球軸承　圓柱滾子軸承
(NJ型、NF型)
, l* D6 Y9 \$ M" k4 g9 F8 c圓錐滾子軸承　調(diào)心滾子軸承
用于立軸時 固定端選用可同時承受徑向負(fù)荷與軸向負(fù)荷的軸承。軸向負(fù)荷的軸承軸向負(fù)荷較大時，將推力軸承與向心軸承并用。
同樣自由端選用只可承受徑向負(fù)荷的軸承，以避讓軸的伸縮。 固定端
, y3 J9 K2 G: i0 v組合角接觸球軸承(背面組合)
雙列圓錐滾子軸承(37000型)
6 X* M* @5 y& Z8 d/ `6 V% w推力軸承與向心軸承并用
5 P! r% n) j$ R3 F( A% Z. ^安裝
2 k! b" \$ A& A+ K軸承屬于精密的機(jī)械部件，在安裝前請勿打開包裝，避免生銹。對已經(jīng)脂潤滑的軸承及雙側(cè)具油封或防塵蓋，密封圈軸承可直接安裝，不必清洗。
; Y6 E; E1 H$ ~+ s1 {* 　方法
軸承的安裝過程中，必須掌握一個原則，即只能通過相應(yīng)套圈來傳遞安裝力或力矩。
/ J2 |" n% k6 x壓入配合
軸承內(nèi)圈與軸使緊配合，外圈與軸承座孔是較松配合時，可用壓力機(jī)將軸承先壓裝在軸上，然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔內(nèi)，壓裝時在軸承內(nèi)圈端面上，墊一軟金屬材料做的裝配套管(銅或軟鋼)。
軸承外圈與軸承座孔緊配合，內(nèi)圈與軸為較松配合時，可將軸承先壓入軸承座孔內(nèi)，這時裝配套管的外徑應(yīng)略小于座孔的直徑。
5 w7 k  E( L9 ]4 P9 J, C0 ^如果軸承套圈與軸及座孔都是緊配合時，安裝室內(nèi)圈和外圈要同時壓入軸和座孔，裝配套管的結(jié)構(gòu)應(yīng)能同時押緊軸承內(nèi)圈和外圈的端面。
; g0 s7 x. V/ E8 M, `+ \* J7 k加熱配合
3 K: q1 h4 D$ y& H& }( C通過加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉(zhuǎn)變?yōu)樗膳浜系陌惭b方法。是一種常用和省力的安裝方法。此法適于過盈量較大的軸承的安裝，熱裝前把軸承或可分離型軸承的套圈放入油箱中均勻加熱80-100℃，然后從油中取出盡快裝到軸上，為防止冷卻后內(nèi)圈端面和軸肩貼合不緊，軸承冷卻后可以再進(jìn)行軸向緊固。軸承外圈與輕金屬制的軸承座緊配合時，采用加熱軸承座的熱裝方法，可以避免配合面受到擦傷。
用油箱加熱軸承時，在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)柵，用鉤子吊著軸承，軸承不能放到箱底上，以防沉雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)或不均勻的加熱，油箱中必須有溫度計，嚴(yán)格控制油溫不得超過100℃，以防止發(fā)生回火效應(yīng)，使套圈的硬度降低。
推力軸承的安裝
; Y4 V) t/ D' u( E9 M推力軸承的周全與軸的配合一般為過渡配合，座圈與軸承座孔的配合一般為間隙配合，因此這種軸承較易安裝，雙向推力軸承的中軸泉應(yīng)在軸上固定，以防止相對于軸轉(zhuǎn)動。
2 q" O6 b5 l' {% B. o軸承的安裝方法，一般情況下是軸旋轉(zhuǎn)的情況居多，因此內(nèi)圈與軸的配合為過贏配合，軸承外圈與軸承室的配合為間隙配合。
2 M* T% U( ^/ |7 K* 　軸承運(yùn)轉(zhuǎn)檢查
軸承安裝好后要進(jìn)行檢查，應(yīng)保證軸承安裝到位，旋轉(zhuǎn)靈活，無卡滯現(xiàn)象，如軸承安裝不當(dāng)，會使軸承溫度迅速上升而損壞，甚至發(fā)生軸承卡死斷裂等重大事故。
軸承的使用和保管
(1)在軸承使用時，保持周圍環(huán)境的潔凈，不要粘上手汗和污物。規(guī)定由熟悉軸承的人員使用，特別需要小心傷、壓痕、欠損等。為保證軸承的使用性能，應(yīng)根椐設(shè)備的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，定期對軸承進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)和檢修，內(nèi)容包括監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)、補(bǔ)充潤滑劑、定期拆卸檢查。
7 Q3 z" t$ \6 z(2)軸承不得直接在地上儲存(需離地30cm以上)，避免直射光線和陰冷的墻壁。為了防止生銹，保管在溫度20℃左右、濕度65％以下的環(huán)境中，軸承放置在酸性空氣中，容易生銹、變色，要用手套、木棉回絲擦拭軸承、軸、外殼，垃圾進(jìn)入軸承內(nèi)部和配合部分是發(fā)生異常的原因，因此需要注意。