怎樣正確選擇軸承?在選擇軸承時,要依據幾個重要參數:軸承的負荷、軸承的轉速、調心要求、允許的空間、軸承的安裝與拆卸、公差等級以及價格方面。軸承在機械中主要是起支撐及減少磨擦的作用,所以軸承的精度、噪音等都直接關系到機械的使用及壽命。
一般來說,選擇軸承的步驟可能概括為:
1. 根據軸承工作條件,包括載荷方向及類型、轉速、潤滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等,選擇軸承基本類型、公差等級和游隙;
2. 根據軸承的工作條件和受力情況和壽命要求,通過計算確定軸承型號,或根據使用要求,選定軸承型號,再驗算壽命;
3. 驗算所選軸承的額定載荷和極限轉速。
選擇軸承的主要考慮因素是極限轉速、載荷能力,其它的因素則有助于確定軸承類型、結構、尺寸及公差等級和游隙要求的最終方案。
選擇軸承要考慮的7個因素
各類滾動軸承具有不同的特性,適用于各種機械的不同使用情況。一般情況下,對承受推力載荷時選用推力軸承、角接觸軸承;對高速應用場合通常使用球軸承,承受重的徑向載荷時,則選用滾子軸承。
1. 軸承所占機械的空間和位置
在機械設計中,一般先確定軸的尺寸,然后,根據軸的尺寸選擇滾動軸承。通常是小軸選用球軸承,大軸選用滾子軸承。但是,當軸承在機器的直徑方向受到限制時,則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承;當軸承在機器的軸向位置受到限制時,可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。
2. 軸承所受載荷的大小、方向和性質
載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用于承受較重的載荷,球軸承用于承受較輕的或中等載荷,滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承,可承受沖擊與振動載荷。
在載荷的作用方向方面,承受純徑向載荷時,可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時,可選用推力球軸承;承受較大的純軸向載荷時,可選用推力滾子軸承。當軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。
3. 軸承的調心性能
當軸的中心線與軸承座中心線不同,有角度誤差,或因軸的兩支承間距較大而軸的剛性較小,容易受力彎曲或傾斜時,可選用具有良好調心性能的調心球或調心滾子軸承,以及外球軸承。此類軸承在軸稍微傾斜或彎曲情況下,能保持正常工作。
軸承調心性能的好壞,與其允許的不同軸度有關,不同軸度值愈大,調心性能愈好。
4. 軸承的剛性
軸承的剛性,是指軸承產生單位變形所需力之大小。滾動軸承的彈性變形很小,在大多數機械中可以不必考慮,但在某些機械中,如機床主軸,軸承剛性則是一個重要因素,一般應選用圓柱和圓錐滾子軸承。因為這兩類軸承在承受載荷時,其滾動體與滾道屬于點接觸,剛性較差。
另外,各類軸承還可以通過預緊,達到增大支承剛性的目的。如角接觸球軸承和圓錐滾子軸承,為防止軸的振動,增加支承剛性,往往在安裝時預先施加一定的軸向力,使其相互壓緊。這里特別指出:預緊量不可過大。過大時,將使軸承摩擦增大,溫升增高,影響軸承使用壽命。
5. 軸承的轉速
每一個軸承型號都有其自身的極限轉速,它是由諸如尺寸、類型及結構等物理特性所決定的,極限轉速是指軸承的最高工作轉速(通常用r/min),超過這一極限會導致軸承溫度升高,潤滑劑干枯,甚至使軸承卡死。
使用場合所要求的速度范圍有助于決定采用什么類型的軸承。大多數軸承制造廠家的產品目錄都提供其產品的極限轉速值,實踐證明,在低于極限轉速90%的狀態(tài)下工作是比較好的。
脂潤滑軸承的極限轉速比油潤滑軸承的極限轉速低,軸承的供油方式對可達到的極限轉速有影響。必須注意,對脂潤滑軸承,其極限轉速一般僅是該軸承采用一個高質量的重復循環(huán)油系統(tǒng)時的極限轉速的80%,但對油霧潤滑系統(tǒng),其極限轉速一般比相同的基本潤滑系統(tǒng)高50%。
保持架的設計和結構也影響軸承的極限轉速,因為滾動體與保持架表面是滑動接觸,用比較貴的、設計合理的、以高質量和低摩擦材料制成的保持架,不僅可將滾動體隔開來,而且有助于維持滑動接觸區(qū)的潤滑油膜。
但像沖壓保持架之類價格低廉的保持架,通常只能使?jié)L動體保持分離。因此,它們存在著易出事故和令人苦惱的滑動接觸,從而導致更低的極限轉速。
一般來說在較高轉速的工作場合下,宜選用深溝球軸承、角接觸軸承、圓柱滾子軸承;在較低轉速工作場合下,可選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的極限轉速,一般約為深溝球軸承的65%,圓柱滾子軸承的70%,角接觸球軸承的60%。推力球軸承的極限轉速低,只能用于較低轉速的場合。
對于同一類軸承,尺寸愈小,允許轉速愈高。在選用軸承時,應注意要使實際轉速低于極限轉速。
6. 軸承游動和軸向位移
通常情況下,一個軸用兩個軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應軸和外殼不同程度的熱漲影響,安裝時應將一個軸承在軸向固定,另一個軸承使之在軸上可以游動(即游動支承),以防止因軸的伸長或收縮引起的卡死現(xiàn)象。
游動支承通常選用內圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承(原2000型、32000型)和滾針軸承,這主要是此類軸承內部結構允許軸與外殼有適當軸向位移的緣故。此時,內圈與軸,外圈與外殼孔可采用緊配合。當采用不可分離型軸承做游動支承時,如深溝球軸承、調心滾子軸承,在安裝中必須允許外圈與外殼孔,或內圈與軸采用較松配合,使之軸向可自由游動。
圓錐滾子軸承、調心滾子軸承和深溝球軸承基本上屬于定位型,當用作非定位時則采用松配合安裝。所有推力滾子軸承均屬定位型軸承。
7. 便于軸承的安裝和拆卸
選用軸承類型時,對軸承安裝拆卸是否方便,亦必須考慮周全,特別是對大型和特大型軸承的安裝和拆卸尤為重要。一般的外圈可分離的角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承,安裝拆卸比較方便,它們的內圈和外圈可分別裝于軸上或殼體孔內。此外,內徑帶圓錐孔的,帶緊定套的調心滾子軸承、雙列圓柱滾子軸承和調心球軸承,也比較容易安裝拆卸。
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