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滚动轴承类型选择

作者:机械圈日期:2022-06-29浏览:414分类:机械设计

在选择轴承类型时,根据承的结构及性能特点,选择合理的类型。

14.4.1载荷条件

轴承承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。

1、载荷的方向

当轴承承受纯径向载荷时,可选用向心轴承中的径向接触轴承;受纯轴向载荷时,可选用推力轴承;当径向载荷和轴向载荷都比较大时,宜选用角接触轴承。要注意内外圈可分离的短圆柱滚子轴承不能承受轴向力。

2、载荷大小

承受较大载荷时,应选用线接触的滚子轴承。

3、载荷性质

有冲击载荷时宜选用滚子轴承。

14.4.2转速条件

球轴承比滚子轴承有较高的极限转速,高速或要求旋转精度高时,应优先选用球轴承。高速轻载时,宜选用超轻,特轻或轻系列轴承;低速、重载时,可采用重和特重系列轴承。

14.4.3调心性能

轴承内外圈轴线间的偏斜角应控制在极限值之内,否则会增加轴承的附加载荷而使其寿命降低。当偏斜角较大时,可选用调心轴承。

14.4.4安装、调整性能

为便于安装、拆卸和调整轴承间隙,常选用外圈可分离的轴承。

14.4.5经济性

一般球轴承比滚子轴承便宜,同型号轴承,精度越高,价格越贵。

小结

1、滚动轴承的组成、类型及特点

2、滚动轴承的代号

3、滚动轴承类型的选用

作业与思考:

1、滚动轴承的主要类型有哪些?各有什么特点?

2、试说明下列各轴承的内径有多大?哪个轴承的公差等级最高?哪个允许的极限转速最高?哪个承受径向载荷能力最大?哪个不能承受径向载荷?

6208/P2、30208、5308/P6、N2208

3、何谓滚动轴承的基本额定寿命?何谓当量动载荷?如何计算?

4、滚动轴承失效的主要形式有哪些?计算准则是什么?

滚动轴承类型的选择

应根据轴承的工作载荷(大小、方向和性质)、转速高低、支承刚性、安装精度、结合各类轴承的特性和应用经验进行综合分析,确定合适的轴承。

几条基本原则:

1、 n高,载荷小,要求旋转精度高→采用球轴承; n低,载荷大,或有冲击载荷时→采用滚子轴承——但滚子轴承对轴线偏斜较敏感。

2、主要受径向载荷Fr时→用向心轴承;主要受轴向载荷Fa,n不高时用推力轴承;同时受Fr和Fa均较大时——可采用角接触球轴承7类(n较高时)或圆锥滚子轴承3类(n较低时);Fr较大,Fa较小时——深沟球~;Fa较大,Fr较小时——深沟球~+推力球轴承组合,或推力角接触轴承。

3、要求n

6、7、N——极限转速较高;推力轴承——极限转速较低,∴只受Fa而n较高时——不用推力轴承而宁可用6\7两类,球轴承极限转速高于滚子轴承,轻系列极限转速高于中或重系列轴承。

4、当轴的刚性较差或轴承孔不同心时宜用调心轴承。

5、为便于装拆和间隙调整,可选用内、外圈不分离的轴承。

6、6、7两点轴承一般应成对使用,对称安装。

7、旋转精度较高时,应选用较高的公差等级和较小的游隙;转速较高时,应选用较高的公差等级和较大的游隙;公差等级越高,轴承价格越贵;滚子轴承价格高于球轴承,深沟球轴承价格最低

8、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承。

14.6.2轴承的公差等级

精度高 ————————————→低

公差等级 2 4 5 6 6X 0

标准 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0

旧标准 B C D EX E G——普通级可省略

14.7 滚动轴承的组合设计

滚动轴承的组合结构设计包括:轴承的固定、调整、预紧、配合、装拆、润滑密封等问题。

14.7.1 滚动轴承的固定

1、周向固定

目的:保证轴承受力后,其内圈与轴颈、外圈与座孔之间不产生相对圆周运动。

方法:轴承内圈与轴颈配合采用基孔制,轴承外圈与轴承座孔配合采用基轴制,并选择合适的配合。

2、轴向固定

目的:保证轴上零件受到轴向力作用时,轴和轴承不致产生轴向相对移动。

内圈与轴:

1)轴肩

2)轴用弹性档圈—A不大、n不高时

3)轴端档圈+紧固螺钉—n较大、A中等

4)圆螺母+止动垫圈—A较大、n较高

5)开口圆锥紧定套+圆螺母和止动垫圈—适于光轴上球面轴承。

外圈与座孔:

1)孔用弹性档圈—A不大时

2)轴承外圈止动槽内嵌入止动环固定

3)轴承盖—A较大,n较高时

4)轴承座孔凸肩

5)螺纹

6)轴承套环—适于同一轴上两轴承外径不同时。

14.7.2 轴组件的轴向固定

1、双支点单向固定(两端固定式)

两个支承分别限制轴的单向移动,此种结构适用于工作温度变化不大的短轴。

滚动轴承类型选择

2、单支点双向固定(一端固定,一端游动式)

一个支承限制轴的双向移动,另一个支承可以沿轴向移动。当轴在工作温度较高的条件下工作或轴细长时,为弥补轴受热膨胀时的伸长,常采用一端轴承双向固定、一端轴承游动的结构形式。

滚动轴承类型选择

3、两端游动

两个支承都采用外圈无挡边的圆柱滚子轴承,轴承的内、外圈各边都要求固定,以保证轴能在轴承外圈的内表面作轴向游动。这种支承适用于要求两端都游动的场合。

14.7.3 滚动轴承支承的调整

轴承组合位置的调整,包括轴承间隙的调整和轴系的轴向位置的调整。

轴承间隙的调整方法很多,最常见的是用增减轴承盖与箱体间的垫片来调整。

滚动轴承类型选择

轴系位置的调整是为了保证轴上零件获得正确的位置。轴向位置的调整是通过在轴两端的轴承盖处增减垫片实现的。

滚动轴承类型选择

14.7.4 轴承组合支承部分的刚度和同轴度

安装轴承的轴承座孔处的壁厚应适当加大或设加强肋,保证支承刚度。

滚动轴承类型选择

为保证同一轴上各轴孔的同轴度,箱体一般采用整体铸造的方法生产,并采用直径相同的轴承孔一次加工。

14.7.5 滚动轴承的预紧

预紧的目的是:提高轴承的旋转精度,增加轴承的组合刚性,减小轴在运转时的振动和噪声。

轴承预紧方法:在轴承外圈(或内圈)之间加金属垫片或将外圈(或内圈)磨窄来实现,也可以通过调整两轴之间隔套的宽度等方法来获得。

滚动轴承类型选择

14.7.6 轴承的安装与拆卸

安装轴承时,可用压力机,也可在内圈上加套后用锤子均匀敲击装入轴颈;对精度要求较高的轴承,还可采用热配法,将轴承放在不到100°C的油中加热后,再装入。

轴承的拆卸则要用专门的拆卸工具。

14.7.7轴承的润滑与密封

(一)轴承的润滑

轴承的润滑的目的:

1)降低摩擦磨损;

2)散热;

3)缓冲、吸振、降低噪音;

4)防锈和密封。

密封的作用:

1)防止内部润滑剂流失;

2)防止外部灰尘和水分、杂质的侵入。

轴承中常用的润滑剂是润滑油和润滑脂。

1、脂润滑

承载大,不易流失,结构简单,密封和维护方便,但Ff大,易于发热。∴适合于不便经常维护,转速不太高的场合。一般润滑剂的填充量<1/3~1/2轴承空间。常用钙基脂(T<65℃),钠基脂、钙钠基脂(T较高),n较高时,锂基脂。

2、油润滑

油润滑冷却效果较好,f较小,但供油系统和密封装置均较复杂,适于高速场合。

润滑方式有;油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑等

润滑油粘度的选择:

1)载荷大,n低,工作温度高时用粘度大的润滑油

2)载荷小,dn大,用粘度低的润滑油,搅油损失小,冷却效果好。

(二)轴承的密封

密封的目的:防止灰尘、水分和杂物侵入轴承内,并阻止润滑剂的流失。

1、接触式密封——适于低速,为防止磨损,要求接触处表面粗糙度小于R1.6~0.8

①毡圈密封——轴承盖上梯形槽内放置矩形剖面细毛毡,适合于V<4~5m/s,轴承脂润滑的密封

②橡胶油封(标准件、较常用)——耐油橡胶制唇形密封圈靠弹簧压紧在轴上,唇向外—防灰法,唇向里—防油流失,组合放置—同时起防灰和防油流失的作用。

油封有:J型、U型和O型,适合于v<12m/s

2、非接触式密封——与轴不直接接触,适合于高速

①油沟密封(间隙密封)——轴与盖之间约0.1~0.3mm间隙,盖上车出沟槽,槽内充满润滑脂,结构简单,适于v<5~6m/s

②甩油密封——轴上开沟槽,将欲外流的油沿径向甩开,再经轴承盖上集油腔及油孔流回轴承;挡油环式甩油盘—利用离心力甩去档油环上的油,让其流回油箱内,以防油冲入轴承内。适于轴承脂润滑。

③曲路密封(迷宫密封)——将旋转和固定的密封零件间的间隙制成曲路形式,缝隙间填入润滑脂,加强密封效果——密封效果较好,适于油和脂沟滑v<30m/s

3、组合式密封——采用两种以上的密封形式组合在一起,密封的效果较好。

另外,某些标准密封轴承——如单面或双面带防尘盖(-RZ)和密封盖的轴承,由于装配时已填入了润滑脂,∴无需维护或再加密封装置——应用日趋广泛。

小结:

1、滚动轴承的失效形式及计算准则

2、滚动轴承的寿命计算

3、滚动轴承的静强度计算

作业与思考:

1、通过查阅手册比较6008,6208,6308,6408轴承的内径d、外径D、宽度B和基本额定动载荷C,并说明尺寸系列代号的意义。

2、为什么角接触轴承和调心轴承通常是成对使用?

3、在进行滚动轴承组合设计时应考虑哪些问题?

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