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滚动轴承的选择的方法和步骤

来源:龙道轴承 发布时间:2019-03-22热度:
选择的方法和步骤 能否正确选用滚动轴承,对主机能否获得良好的工作性能,延长使用寿命;对企业能否缩短维修时间,减少维修费用,提高机器的运转率,都有着十分重要的作用。因...

选择的方法和步骤
  能否正确选用滚动轴承,对主机能否获得良好的工作性能,延长使用寿命;对企业能否缩短维修时间,减少维修费用,提高机器的运转率,都有着十分重要的作用。因此,不论是设计制造单位,还是维修使用单位,在选择滚动轴承时都必须高度重视,其选择的全部程序见图1�1。
  一般来说,选择轴承的步骤可能概括为:
  1.根据轴承工作条件(包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和维修环境、环境温度等),选择轴承基本类型、公差等级和游隙;
  2.根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求,通过计算确定轴承型号,或根据使用要求,选定轴承型号,再验算寿命;
  3.验算所选轴承的额定载荷和极限转速。
  选择轴承的主要考虑因素是极限转速、要求的确良寿命和载荷能力,其它的因素则有助于确定轴承类型、结构、尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案。
  1.类型选择
  各类滚动轴承具有不同的特性,适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时。
  通常应考虑下列因素。一般情况下:对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承,对高速应用场合通常使用球轴承,承受重的径向载荷时,则选用滚子轴承。总之,选用人员应从不同生产厂家、众多的轴承产品中,选用合适的类型。
  轴承所占机械的空间和位置
  在机械设计中,一般先确定轴的尺寸,然后,根据轴的尺寸选择滚动轴承。通常是小轴选用球轴承,大轴选用滚子轴承。但是,当轴承在机器的直径方向受到限制时,则选用滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚子轴承;当轴承在机器的轴向位置受到限制时,可选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。
  轴承所受载荷的大小、方向和性质
  载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷,球轴承用于承受较轻的或中等载荷,渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承,可承受冲击与振动载
在载荷的作用方向方面,承受纯径向载荷时,可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时,可选用推力球轴承;承受较大的纯轴向载荷时,可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和轴向联合载荷时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。
  轴承的调心性能
  当轴的中心线与轴承座中心线不同,有角度误差,或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小,容易受力弯曲或倾斜时,可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承,以及外球轴承。此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下,能保持正常工作。
  轴承调心性能的好坏,与其允许的不同轴度有关,不同轴度值愈大,调心性能愈好。带座外球面轴承是将滚动轴承与轴承座结合在一起的一种轴承单元。大部分外球面轴承都是将外径做成球面,与带有球状内孔的进口轴承座安装在一起,结构形式多样,通用性和互换性好。各类轴承允许的不同轴度见表1�1
  轴承的刚性
  轴承的刚性,是指轴承产生单位变形所需力之大小。滚动轴承的弹性变形很小,在大多数机械中可以不必考虑,但在某些机械中,如机床主轴,轴承刚性则是一个重要因素,一般应选用圆柱和圆锥滚子轴承。因为这两类轴承在承受载荷时,其滚动体与滚道属于点接触,刚性较差。
  另外,各类轴承还可以通过预紧,达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承,为防止轴的振动,增加支承刚性,往往在安装时预先施加一定的轴向力,使其相互压紧。这里特别指出:预紧量不可过大。过大时,将使轴承摩擦增大,温升增高,影响轴承使用寿命。
  轴承的转速
  每一个轴承型号都有其自身的极限转速,它是由诸如尺寸、类型及结构等物理特性所决定的,极限转速是指轴承的最高工作转速(通常用r∕min),超过这一极限会导致轴承温度升高,润滑剂干枯,甚至使轴承卡死。
  使用场合所要求的速度范围有助于决定采用什么类型的轴承,图1�2给出了大多数通用轴承的典型速度范围。D是轴承尺寸,它通常是指轴承的节圆直径,在选择轴承时,使用轴承内径和外径的平均值,单位mm.
  用节圆直径D乘以轴旋转速度(单位r/min)得出一极限转速因素(DN),DN在选择轴承类型和尺寸时十分重要。大多数轴承制造厂家的产品目录都提供其产品的极限转速值,实践证明,在低于极限转速90%的状态下工作是比较好的。
  脂润滑轴承的极限转速比油润滑轴承的极限转速低,轴承的供油方式对可达到的极限转速有影响。表1�2提供了几种轴承润滑形式的极限转速修正系数(K)。必须注意,对脂润滑轴承,其极限转速一般仅是该轴承采用一个高质量的重复循环油系统时的极限转速的80%,但对油雾润滑系统,其极限转速一般比相同的基本润滑系统高50%。
  保持架的设计和结构也影响轴承的极限转速,因为滚动体与保持架表面是滑动接触,用比较贵的、设计合理的、以高质量和低摩擦材料制成的保持架,不仅可将滚动体隔开来,而且有助于维持滑动接触区的润滑油膜。带座轴承是润滑脂密封型深沟球轴承和各种形状的轴承座组合而成的高精度组件产品。轴承组件可以通过几个螺栓直接安装到机械装置的主体上,具有调心功能,能够进行润滑脂的补充等,是一种安装使用都非常简便的产品。但象冲压保持架之类价格低廉的保持架,通常只能使滚动体保持分离。因此,它们存在着易出事故和令人苦恼的滑动接触,从而导致更低的极限转速
一般来说在较高转速的工作场合下,宜选用深沟球轴承、角接触轴承、圆柱滚子轴承;在较低转速工作场合下,可选用圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承的极限转速,一般约为深沟球轴承的65%,圆柱滚子轴承的70%,角接触球轴承的60%。推力球轴承的极限转速低,只能用于较低转速的场合。
  对于同一类轴承,尺寸愈小,允许转速愈高。在选用轴承时,应注意要使实际转速低于极限转速。
  ?轴承游动和轴向位移
  通常情况下,一个轴用两个轴承相隔一定的距离给予支承。为了适应轴和外壳不同程度的热涨影响,安装时应将一个轴承在轴向固定,另一个轴承使之在轴上可以游动(即游动支承),以防止因轴的伸长或收缩引起的卡死现象。游动支承通常选用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承(原2000型、32000型)和滚针轴承,这主要是此类轴承内部结构允许轴与外壳有适当轴向位移的缘故。此时,内圈与轴,外圈与外壳孔可采用紧配合。当采用不可分离型轴承做游动支承时,如深沟球轴承、调心滚子轴承,在安装中必须允许外圈与外壳孔,或内圈与轴采用较松配合,使之轴向可自由游动。
  圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和深沟球轴承基本上属于定位型,当用作非定位时则采用松配合安装。所有推力滚子轴承均属定位型轴承。
  便利于轴承的安装和拆卸
  选用轴承类型时,对轴承安装拆卸是否方便,亦必须考虑周全,特别是对大型和特大型轴承的安装和拆卸尤为重要。一般的外圈可分离的角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承,安装拆卸比较方便,它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内。此外,内径带圆锥孔的,带紧定套的调心滚子轴承、双列圆柱滚子轴承和调心球轴承,也比较容易安装拆卸。
  其它要求
  除上述因素外,还应考虑轴承的工作环境温度、轴承密封及对摩擦力矩、振动、噪声等的特殊要求。
  1.游隙选择
  游隙是滚动轴承能否正常工作的一个重要因素,分为轴向游隙和径向游隙。带座轴承是润滑脂密封型深沟球轴承和各种形状的轴承座组合而成的高精度组件产品。轴承组件可以通过几个螺栓直接安装到机械装置的主体上,具有调心功能,能够进行润滑脂的补充等,是一种安装使用都非常简便的产品。选择适当的游隙,可使载荷在轴承滚动体之间合理分布;可限制轴(或外壳)的轴向和径向位移,保证轴的旋转精度;能使轴承在规定的温度下正常工作;减少振动和噪声,有利于提高轴承的寿命。因此。在选用轴承时,必须选择适当的轴承游隙。
  选择轴承游隙时,应考虑以下几个方面:
  1.轴承的工作条件,如载荷、温度、转速等;
  2.对轴承使用性能的要求(旋转精度、摩擦力矩、振动、噪声);
  3.轴承与轴和外壳孔为过盈配合时导致轴承游隙减小;
  4.轴承工作时,内外套圈的温度差导致轴承游隙减小;
  5.因轴和外壳材料的膨胀系数不同,导致轴承游隙减小或增大


   

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