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轴承的选定概要及使用时的注意事项

作者：天津金百联机电              发表时间：2011-07-25

轴承选定概要滚动轴承的种类、类型及尺寸是多种多样的。为使机械装置发挥出预期的性能，选择最适宜的轴承是至关重要的。为选定轴承，需要分析诸多要因，从各个角度进行研究、评价有关选择轴承的程序，并无特殊规格，但一般顺序如下：(1)掌握机械装置和轴承的使用条件等(2)明确对轴承的要求(3)选定轴承的类型(4)选定轴承配置方式(5)选定轴承尺寸(6)选定轴承规格(7)选定轴承的安装方法轴承的使用条件与环境条件 正确把握轴承在机械装置的使用部位及使用条件与环境条件是选择适宜轴承的前提。为之，需要取得以下几个方面的数据和资料：(1)机械装置的功能与结构(2)轴承的使用部位(3)轴承负荷(大小、方向)(4)旋转速度(5)振动、冲击(6)轴承温度(周围温度、温升)(7)周围气氛(腐蚀性，清洁性，润滑性)轴承配置方式的选择通常，轴是以两个轴承在径向和轴向进行支撑的，此时，将一侧的轴承称为固定侧轴承，它承受径向和轴向两种负荷，起固定轴与轴承箱之间的相对轴向位移的作用。将另一侧称之为自由侧，仅承受径向负荷，轴向可以相对移动，以此解决因温度变化而产生的轴的伸缩部题和安装轴承的间隔误差。对于固定侧轴承，需选择可用滚动面在轴向移动(如圆柱滚子轴承)或以装配面移动(如向心球轴承)的轴承。在比较短的轴上，固定侧与自由侧无甚别的情况下，使用只单向固定轴向移动的轴承(如向心推力球轴承)。轴承类型的选定选择轴承类型时，全面掌握轴承的使用条件是至关重要的。下表列出了主要的分析项目: 分析项目 选择方法 1)轴承的安装空间 能容纳于轴承安装空间内的轴承型 由于设计轴系时注重轴的刚性和强度，因此一般先确定轴径，即轴承内径。但滚动轴承有多种尺寸系列和类型，应从中选择最为合适的轴承类型。 2)负荷 轴承负荷的大小、方向和性质[轴承的负荷能力用基本额定负荷表示，其数值载于轴承尺寸表] 轴承负荷富于变化，如负荷的大小、是否只有径向负荷、轴向负荷是单向还是双向、振动或冲击的程度等等。在考虑了这些因素后，再来选择最为合适的轴承类型。一般来说，相同内径的轴承的径向负荷能力按下列顺序递增：深沟球轴承＜角接触球轴承＜圆柱滚子轴承＜圆锥滚子轴承＜调心滚子轴承 3)转速 能适应机械转速的轴承类型[轴承转速的界限值基准用极限转速表示，其数值载于轴承尺寸表] 轴承的极限转速不仅取于轴承类型还限于轴承尺寸、保持架型式、精度等级、负荷条件和润滑方式等，因此，选择时必须考虑这些因素。下列轴承大多用于高速旋转：深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承 4)旋转精度 具有所需旋转精度的轴承类型[轴承的尺寸精度和旋转精度已由GB按轴承类型标准化了] 机床主轴、燃汽轮机和控制机器分别要求高旋转精度、高转速和低摩擦，这时应该使用5级精度以上的轴承。一般使用下列轴承：深沟球轴承、接触球轴承、圆柱滚子轴承 5)刚性 能满足机械轴系所需刚性的轴承类型[轴承承受负荷时，滚动体与滚道的接触部分会产生弹性变形。“高刚性”是指这种弹性变形的变形量较小] 在机床主轴和汽车末级减速装置等部位，在提高轴的刚性的同时，还必须提高轴承的刚性。滚子轴承承受负荷生的变形比球轴承小。对轴承施加预紧(负游隙)可以提高刚性。该方法适用于角接触球轴承和圆锥滚子轴承。 6)内圈与外圈的相对倾斜 分析使轴承内圈与外圈产生相对倾斜的因素(如负荷引起的轴的挠曲、轴及外壳的精度不良或安装误差)，并选择能适应这种使用条件的轴承类型。 如果内圈与外圈的相对倾斜过大，轴承会因产生内部负荷造成损伤。因此应选择可以承受这种倾斜的轴承类型。一般来说，允许倾斜角(或调心角)按下列顺序递增：圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、深沟球轴承(角接触球轴承)、调心滚子(球)轴承 7)安装与拆卸 定期检查等的装拆频度及装拆方法 装拆频繁时，使用内圈与外圈可分离的圆柱滚子轴承，滚针轴承及圆锥滚子轴承较为方便。圆锥孔调心球轴承及圆锥孔调心滚子轴承通过使用紧固件或退卸套可便于装拆。 轴承结构的选定机械的类型不一样，轴承的使用条件会有差别，对其性能要求也不尽相同，但一般来说，一根轴上使用的轴承不少于两个。而且，为了便于轴向定位，使用时大多将一个轴承用作固定端轴承，其余则用作自由端轴承。下表列出了固定端与自由端轴承结构的选择。 内　　　容 适用的轴承型式 固定端轴承 用于使轴承轴向定位及固定 选用可同时承受径向与轴向负荷的轴承 为承受双向轴向负荷，安装时还需要根据轴向负荷的大小考虑相应的强度。 深沟球轴承　组合角接触球轴承 双列角接触球轴承　调心球轴承　 带挡边圆柱滚子轴承(NUP型、NH型) 双列滚子轴承　调心滚子轴承 自由端轴承 用于避让因运转时的温度变化引起的轴的伸缩，以及用于调轴承的轴向位置。 宜选用只承受径向负荷且内圈与外圈可分离的轴承。 使用非分离轴承时，外圈与外壳之间一般采用间隙配合，以便轴伸缩时连同轴承一起做轴向避让。 用于避让因运转时的温度变化引起的轴的伸缩，以及用于调轴承的轴向位置。 宜选用只承受径向负荷且内圈与外圈可分离的轴承。 使用非分离轴承时，外圈与外壳之间一般采用间隙配合，以便轴伸缩时连同轴承一起做轴向避让。 不分固定端与自由端时 在轴承间距小、轴伸缩的影响不大时，将可承受轴向负荷的两个角接触球轴承或圆锥滚子轴承等正面或背面配置使用。 用螺母或垫片调安装后的轴向游隙。 深沟球轴承　角接触球轴承 调心球轴承　圆柱滚子轴承 (NJ型、NF型) 圆锥滚子轴承　调心滚子轴承 用于立轴时 固定端选用可同时承受径向负荷与轴向负荷的轴承。轴向负荷的轴承轴向负荷较大时，将推力轴承与向心轴承并用。 同样自由端选用只可承受径向负荷的轴承，以避让轴的伸缩。 固定端 组合角接触球轴承(背面组合) 双列圆锥滚子轴承(37000型) 推力轴承与向心轴承并用 安装轴承属于精密的机械部件，在安装前请勿打开包装，避免生锈。对已经脂润滑的轴承及双侧具油封或防尘盖，密封圈轴承可直接安装，不必清洗。 　方法轴承的安装过程中，必须掌握一个原则，即只能通过相应套圈来传递安装力或力矩。压入配合轴承内圈与轴使紧配合，外圈与轴承座孔是较松配合时，可用压力机将轴承先压装在轴上，然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内，压装时在轴承内圈端面上，垫一软金属材料做的装配套管(铜或软钢)。轴承外圈与轴承座孔紧配合，内圈与轴为较松配合时，可将轴承先压入轴承座孔内，这时装配套管的外径应略小于座孔的直径。如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时，安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔，装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面。加热配合通过加热轴承或轴承座，利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。是一种常用和省力的安装方法。此法适于过盈量较大的轴承的安装，热装前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中均匀加热80-100℃，然后从油中取出尽快装到轴上，为防止冷却后内圈端面和轴肩贴合不紧，轴承冷却后可以再进行轴向紧固。轴承外圈与轻金属制的轴承座紧配合时，采用加热轴承座的热装方法，可以避免配合面受到擦伤。用油箱加热轴承时，在距箱底一定距离处应有一网栅，用钩子吊着轴承，轴承不能放到箱底上，以防沉杂质进入轴承内或不均匀的加热，油箱中必须有温度计，严格控制油温不得超过100℃，以防止发生回火效应，使套圈的硬度降低。推力轴承的安装推力轴承的周全与轴的配合一般为过渡配合，座圈与轴承座孔的配合一般为间隙配合，因此这种轴承较易安装，双向推力轴承的中轴泉应在轴上固定，以防止相对于轴转动。轴承的安装方法，一般情况下是轴旋转的情况居多，因此内圈与轴的配合为过赢配合，轴承外圈与轴承室的配合为间隙配合。 　轴承运转检查轴承安装好后要进行检查，应保证轴承安装到位，旋转灵活，无卡滞现象，如轴承安装不当，会使轴承温度迅速上升而损坏，甚至发生轴承卡死断裂等重大事故。轴承的使用和保管(1)在轴承使用时，保持周围环境的洁净，不要粘上手汗和污物。规定由熟悉轴承的人员使用，特别需要小心伤、压痕、欠损等。为保证轴承的使用性能，应根椐设备的作业标准，定期对轴承进行维护、保养和检修，内容包括监控运行状态、补充润滑剂、定期拆卸检查。(2)轴承不得直接在地上储存(需离地30cm以上)，避免直射光线和阴冷的墙壁。为了防止生锈，保管在温度20℃左右、湿度65％以下的环境中，轴承放置在酸性空气中，容易生锈、变色，要用手套、木棉回丝擦拭轴承、轴、外壳，垃圾进入轴承内部和配合部分是发生异常的原因，因此需要注意。
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