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[轴承知识]滚动轴承的配合及轴承安装和拆卸

2016-02-14 浏览量 1554

       滚动 轴承 配合方面的考虑

确定应用滚动轴承的设备的配合要求时要考虑以下几点。

载荷类型:内圈还是外圈还是不确定的旋转载荷。

载荷幅度:载荷大要求在内圈上的干涉量要大一些。

轴承类型:深沟滚珠轴承所需的配合比相同大小的球面滚子轴承的配合轻得多。

轴承大小:配合随着尺寸增加而增加。

配合过松对旋转中的轴和内圈的影响

此例中显示的旋转的内圈与轴之间的配合过松的影响。轴的圆周长相对于轴承孔的周长要小,因而引起不同的旋转速度。轴承内圈在每一转后要比轴滞后pi.dd=直径差)

如果内圈孔与轴直径之间的间隙只有0.013mm0.0005"当设备以3,000转/分的速度每天运行10小时,运行30天后,其相对差距是

相对差异=0.013mmx3.142x3,000x60x10x30=2.2公里 1.4英里)

对于没有润滑过的外表这样的相对差别会造成对轴和轴承孔两者的磨损和损伤增加。时间一长,磨损加剧,就可能导致灾难性的故障。

为了矫正这个问题,轴应加工到skf有关公差。

内圈旋转负荷

这是一个由球面滚子轴承支持的旋转轴。轴承对轴承箱的配合是游隙配合,对轴的配合是干涉配合。注意定位端和非定位端轴承的位置,非定位端轴承在轴向上可以自由移动。

外圈旋转负荷

外圈与轴承箱的配合是干涉配合,与内圈的配合是松配合。

通过静止轴提供再润滑。

不确定负荷的情况

这个例子中,往复式活塞负荷会随着曲轴的每次转动而不同。为了防止两个轴承圈的蠕变,对它要用干涉配合。

考虑到配合的影响轴承的内部间隙至少要用c3级。

滚动轴承用的配合

这张图展示的用滚动轴承设备的配合系列。各种公差等级(数字从510与各种从游隙配合到严重干涉配合之间的组合(字母f-r代表轴,而f-p代表轴承箱)

对于所有公制系列轴承,轴承孔和外径的制造公差要符合国际公认的iso规范。英制尺寸轴承并不遵循iso配合规范,参见相应的目录或联系skf寻求协助。

实心钢轴配合运用

要根据实心钢轴的内圈旋转负荷或不定向负荷来确定合适的配合必需要考虑到以下几点:

左侧标题为“条件”列中所列出的轴承负荷。

负荷的定义用到比率p实际承载负荷)和轴承动态负荷c目录中查到轴承标定负荷)

例子为三种负荷的典型应用情况。

轴直径(mm针对不同类型轴承有三列:

滚珠轴承:接受相对较轻的负荷,用最松的配合。

圆柱轴承、滚针轴承和锥形滚子轴承:承载中等负荷;与相同直径范围的滚珠轴承相比要求更紧的干涉配合。

球面滚子轴承承载的负荷最大:配合最紧。紧凑型调心滚子轴承也使用这一列)

最后一列根据轴每个尺寸系列确定公差。

注意多数目录上印的规范图表仅用于具有abec-1或rbec-1精度等级的实心钢轴和钢质或铸铁轴承箱。对于空心轴、或非规范轴材料(例如不锈钢)或更高的精度要求,要寻求协助请联系skf以得到轴与轴承箱配合方面的建议。

钢实心轴配合表

一旦确定了轴(或轴颈)配合,就可以用表格将公差转化为丈量或制造所需要的大小尺寸。上面这张轴的配合表中,每一列的偏移”行指出了轴的允许公差。例如,公称尺寸为60mm轴配合为n6其公差为 3920微米。为了获得合适的压紧配合,技工所做的轴直径尺寸在60.039mm和60.020mm之间。当与公称直径为60mm精度为 abec-1轴承相配时,即其公称尺寸为60.000mm59.985mm则理论上的干涉量是5420微米。平均下来,可能的干涉量大约在5024微米之间。

铁和钢质轴承箱配合的应用

这张表用来确定轴承外圈和铸铁或钢质轴承箱内孔之间的配合。

条件中的第一格是旋转外圈上的负荷和端盖:

薄壁轴承箱内轴承上的重负荷和沉重的冲击负荷

普通负荷和重负荷

轻负荷和可变负荷

条件中的第二格是不定负荷。

条件的第三格是精确运行或无声运行。

对于每一格都有合适的例子,有相应的公差。

旋转承载圈与轴承箱是干涉配合。

注意用大写字母来表示内部公差或轴承箱孔公差。

这张图接前面一张图。

载荷方向不定时用条件栏的第一格。

外圈的静止负荷用条件栏的第二格。

从表中看出,如果要求外圈在轴向上要自由运动则需要h7h8和g7配合。

铸铁和钢轴承箱配合表

这张表的上半部分为相对于公称直径偏移的公差。下半部分是具体公差。

左手列所示为轴承箱直径,接着是公制轴承外径iso公差。

实际公差值 μm显示在主表中。和轴公差一样,被分成三对一组。

第一对数字代表轴承箱孔的最小尺寸和最大尺寸。

第二对数字代表可能的最小间隙和最大间隙。

第三组数字代表轴承圈与轴承箱相配时实际间隙的统计概率。

套筒安装的轴公差 公制尺寸)

这张表中,第一列是孔的尺寸。

直径和形状公差显示每个公差等级的上偏差和下偏差,形状公差为it5/2和it7/2

用紧定套或退卸套时轴直径采用的公差等级为h9和h10直径的公差大但对形状的要求还是很高。这也是为何必需用it5/2对h9和it7/2对h10来控制轴的形状和圆柱度。

例如直径为150mm轴的圆柱精度为it5/2对h9则其公差为it5/2=18/2=9μm

对于直径为200mm轴的圆柱精度为it7/2对h10圆柱度公差为it7/7=46/2=23μm

外表粗糙度数值

这里显示的精度要求高的结构中为轴颈推荐的外表粗糙度ra值(ra=与表面的平均偏差)

轴颈的外表质量始终应该高标准。其上面可以进行精确的尺寸丈量,如果用液压法粗糙度不得超过1.6ra

轴和轴承箱的配合 英制)

尽管确定配合的公差等级的方法相同,但是用来确定轴和轴承箱尺寸的英制尺寸图的布置则有所不同。一旦确定了配合公差符号 例如k6h7等)就要找到包括所需的轴尺寸(单位mm和配合公差符号的相应表格页面。这个例子中,轴的公称直径为90mm而轴承孔的尺寸限制列在右边。此栏定部找到配合公差符号,然后顺着向下直到交叉处找到公称轴承直径。轴的尺寸范围列在一栏,右边紧邻的一栏显示配合范围(游隙配合、干涉配合或过盈配合)t表示紧配合,l表示松配合。以下例子中:

最小轴与最大轴承配对:

3.5434– 3.5433=0.0001干涉(1t

最大轴与最小轴承配对:

3.5440– 3.5425=0.0015干涉(15t

平均而言,轴和轴承箱的配合趋向于紧配合,因为轴承制造商一般生产的内圈尺寸在公差的小偏差一边而制轴厂商倾向于生产轴的尺寸在公差的大偏差一边。

带座轴承的轴推荐公差(公制尺寸)

一般工作条件下轴颈加工到公差h7已经能满足yet2yel2ya r2和ya j2f系列轴承。对于轻负荷和低速度公差h8已经足够,而对于非常简单的应用场所,可能要用到h9h11对于重负荷和/或高速度则有必要使用公差h6

带座轴承的轴推荐公差(英制尺寸)

这些是精密磨削轴的公差。许多行业用的冷轧轴,用的公差比推荐的要大3-5倍。这些设备中磨蚀是罕见的事,轴的配合不好会导致轴承寿命大大降低。精密磨削轴的利息比冷轧轴要多30%对于较重的负荷和/或高速可能需要压紧配合,或者考虑用滚子轴承以提高负荷承载能力。

分离式枕形轴承箱的轴的公差(英制)

s-1公差用于没有台阶的单一直径的轴。s-2和 s–3公差用于阶梯轴。

检查配合完整性

一旦确定了合适的轴和轴承箱配合的要求,可以进行设备的装配工作。拆下轴承并检验外径和孔。寻找摩擦腐蚀点,通常呈现出红棕色或黑色斑点。摩擦腐蚀是由不合适的配合发生的旋转负荷发生细小的金属磨损颗粒。这些颗粒与空气结合起来形成一种锈迹,技术上称为摩擦腐蚀。

摩擦腐蚀经常在用定位螺钉或偏心锁紧轴套固定的内嵌轴承且配合为游隙配合的孔中看到

消除摩擦腐蚀

轻轻地从轴上或轴颈外表上将摩擦腐蚀点清除。摩擦力强的研磨工具,例如金刚砂布使用应小心。目的只去除配合零件上已腐蚀的资料。如果腐蚀量很大或时间很长,可能要牺牲一点尺寸的完整性。清除腐蚀后,重新丈量零件以确认公差。为了减少或消除腐蚀,可以在轴承维护手册》skf故障排除指南中寻找原因和解决方案。

典型的配合例子

电动机

这是一个典型的中等大小的电动机,其转子的一端被一个深沟滚珠轴承支撑并在轴向固定而在驱动侧由一个圆柱滚子轴承支撑。

电动机中用带c3级间隙的轴承来弥补轴承圈上的温差。通过圆柱滚子轴承的使用来应对轴向上的线性膨胀。注意滚珠轴承的配合较松,而滚子轴承的配合较紧。

风机

这里用的双列自动调心滚珠轴承并带一个适配套筒。轴可以用公差h9因为适配套筒是分开的可以膨胀或者收缩来与轴相配。

轴承箱的公差保证了非驱动轴承的自由运动以弥补轴向上的热膨胀。

复式减速齿轮箱

小直径的输入轴速度较高、负荷较轻,因此轴的配合比第二根速度较慢的轴和输出轴要松。

注意在第二根运动轴上用的轴承的大小,较大的那个轴承接受着轴向推力负荷和较大的径向负荷。

轴承的轴向自由度由公差h7使用来保证。

小齿轮

这是一个重负荷设备。输入侧使用的圆柱滚子轴承和一对球面滚子推力轴承来承载轴向载荷,输出侧用的球面滚子轴承。注意在从轴上拆下轴承时是通过注射机油来起辅助作用的推力轴承的外径与轴承箱圈之间有间隙,装置了压缩弹簧来帮助轴承在工作条件下有最小的负荷。