通用軸承的技術解說(三泰軸承編) |
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三泰軸承技術解說目錄 滾動軸承的結(jié)構(gòu)與型式 軸承選擇的概要 軸承型式的選擇 軸承尺寸的選擇 軸承配置的設計 尺寸公差與幾何精度 軸承原始游隙和工作游隙 安裝與拆卸 公差帶的建立 滾動軸承的結(jié)構(gòu)與型式
套圈(內(nèi)圈、外圈)與滾道圈 套圈上滾動體滾動的部分稱做滾道,其表面稱做滾道面。球軸承套圈的滾道又稱做溝道。 一般來說,套圈中的內(nèi)圈和外圈分別與軸和外殼配合。 推力軸承的套圈稱做滾道圈,內(nèi)圈和外圈分別稱做軸圈和座圈。 滾動體 滾動體分為球和滾子兩大類,滾子根據(jù)其形狀又有各種型式。
保持架 保持架將滾動體部分包圍,使其在圓周方向保持一定的間隔。 保持架有沖壓保持架、切制保持架、成形保持架和銷式保持架等。 與無保持架的滿裝型球(滾子)軸承相比,帶保持架軸承的摩擦阻力較小,適用于高速旋轉(zhuǎn)
軸承承受負荷時作用于套圈(滾道圈)與滾動體之間的負荷方向與垂直于軸承中心線的平面所形成的角度稱做 接觸角,用α表示。
軸承種類型式多、尺寸范圍廣,為選擇對達到設計目標最為合適的軸承,需要從機械的使用條件、 對軸承的性能要求、軸承周邊的規(guī)格參數(shù)直至市場性和經(jīng)濟性等多方面進行綜合分析。 由于一般先確定軸徑再選擇軸承,因此要先以軸承內(nèi)徑為基準考慮軸承的安裝空間及配置方式等 條件,初步確定軸承的型式。 其次,分析比較“機械要求的軸承必需壽命”與“根據(jù)軸承負荷計算的軸承壽命”,確定軸承的 尺寸。 再根據(jù)需要確定精度等級、內(nèi)部游隙、保持架、潤滑劑等軸承內(nèi)部規(guī)格。 圖4為一般的軸承選擇程序和應考慮的使用條件。但非一定要遵循規(guī)定的程序,而是應該使最重要 的性能要求得到滿足。
軸承型式的選擇 選擇軸承型式時,全面掌握軸承的使用條件是至關重要的,表1列出了主要的分析項目,表2則為各 種軸承型式的性能比較。 表1(1) 軸承型式的選擇
圖5 向心軸承的尺寸系列
軸承在隨負荷旋轉(zhuǎn)時,由于套圈滾道面及滾動體滾動面不斷地受到交變負荷的作用,即使使用條件正常,也會 因材料疲勞使?jié)L道面及滾動面出現(xiàn)魚鱗狀損傷(稱做剝離或剝落)。 出現(xiàn)這種滾動疲勞操作之前的總旋轉(zhuǎn)數(shù)稱做軸承的“(疲勞)壽命”。 即使是結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、加工方法等完全相同的軸承,在同樣條件下旋轉(zhuǎn)時,軸承的(疲勞)壽命仍會出現(xiàn) 較大的差異。 這是因為材料疲勞本身即具有離散性,應從統(tǒng)計的角度來考慮。 于是就將一批相同的軸承在同樣條件下分別旋轉(zhuǎn)時,其中90%的軸承不出現(xiàn)滾動疲勞操作的總旋轉(zhuǎn)數(shù)稱做“軸 承的基本額定壽命”(即可靠性為90%的壽命) 在以固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時,也可用總旋轉(zhuǎn)時間表示。 但在實際工作時,還會出現(xiàn)滾動疲勞操作以外的損傷現(xiàn)象(如磨損、燒傷、蠕變、磨蝕、壓痕、斷裂等)。 這些損傷可以通過做好軸承的選擇、安裝和潤滑等加以避免。
基本額定動負荷 基本額定動負荷表示軸承耐滾動疲勞的能力(即負荷能力),是指大小和方向一定的純徑向負荷(對于向心軸 承)或中心軸向負荷(對于推力軸承),在內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)外圈固定(或內(nèi)圈固定外圈旋轉(zhuǎn))的條件下,該負荷下的基本 額定壽命可達100萬轉(zhuǎn),向心軸承與推力抽承的基本額定動負荷分別稱做徑向基本定動負荷 與軸向基本額定動負荷, 用Cr與Ca表示,其數(shù)值載于軸承尺寸表。 基本額定壽命 式(1)表示軸承的基本額定動負荷、當量動負荷及基本額定壽命之間的關系。 軸承以固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時,用時間表示壽命更為方便,如式(2)所示。 另外,對于鐵路車輛或汽車等用行走距離(KM)表示壽命較多,如式(3)所示。
這里: L10:基本額定壽命,106轉(zhuǎn) L10h:基本額定壽命,h L10s:基本額定壽命,km P:當量動負荷,N{Kgf}厖......參照后面 C:基本額定動負荷,N{Kgf} n:轉(zhuǎn)速,rpm p:壽命指數(shù) 球軸承..........p=3 滾子軸承.......p=10/3 D:車輪或輪胎直徑,mm 因此,作為軸承的使用條件,設當量動負荷為P,轉(zhuǎn)速為n,則滿足設計壽命所需要的軸承基本額定動 負荷C可由式(4)計算,從軸承尺寸表中選出滿足C值的軸承,即可確定軸承的尺寸。
[參考] 用壽命系數(shù)(fh)和速度系數(shù)(fn)表示的計算式如下: L10h=500fhp......................................................................................................................(5) 壽命系數(shù) : fh=fn ........................................................................................ ………….(6) 速度系數(shù) : fn=( 106 / 500x60n )1/p=(0.03n)-1/p............................................................(7) 利用計算圖表[參考圖]可簡易地求得fh、fn和L10h。 參考圖轉(zhuǎn)速(n)與速度系數(shù)(fn)以及壽命系數(shù)(fh)與壽命(L10h)的關系 根據(jù)溫度進行的基本額定動負荷的修正與軸承的尺寸穩(wěn)定處理 軸承在高溫下使用時,村料組織會發(fā)生變化、硬度降低,基本額定動負荷將比常溫下使用時減小,材料組織 一旦發(fā)生變化,即使?jié)穸然謴偷匠匾膊粫驮?/span> 因此,在高溫下使用時,必須將軸承尺寸表的基本額定動負荷值乘以表3的溫度系數(shù)進行修正。 軸承長時間在 尺寸穩(wěn)定處理代號與使用溫度范圍如表4所示。 但經(jīng)尺寸穩(wěn)定處理的軸承硬度降低,有時基本額定動負荷會減小。 表3 溫度系數(shù) 表4 尺寸穩(wěn)定處理
修正額定壽命 式10表示的是可靠性為90%的基本額定壽命,根據(jù)用途的不同,有時也靠性高于90%的高可靠性壽命。 此外,采用特殊材料有時可以使軸承壽命延長,基本潤滑等使用條件的不同也會影響軸承壽命。考慮了以上因 素對基本額定壽命進行修正后的壽命稱為修正額定壽命,可由式8計算。 Lna= a 這里, Lna:修正額定壽命,106轉(zhuǎn) (考慮了軸承特性和使用條件等因素后可靠性為100-n%(即失效率為n%)的壽命) L10:(可靠性為90%) a1 :可靠性系數(shù) a2 :軸承特性系數(shù) a3 :使用條件系數(shù) [備注]按照可靠性高于90%的Lna選擇軸承尺寸時,應特別注意軸與外殼的強度。
但在以下條件下,取a3<1 l 運轉(zhuǎn)時潤滑劑運動粘度降低時 球軸承.........小于 滾子軸承.........小于 l 轉(zhuǎn)速特別低時 滾動體節(jié)圓直徑與轉(zhuǎn)速的乘積小于10000 l 潤滑劑中混入雜質(zhì)時 l 內(nèi)圈與外圈的相對傾斜大時 注1:軸承在高溫下使用硬度降低時,必須對基本額定動負荷進行修正。 注2:即使采用特殊材料a2>1時,如果潤滑條件不合適,也達不到a2Xa3>1。因此在這種a3<1 的場合,一般認為a2≤1。由于難以使a2與a3獨立,因此也有主張用一個系數(shù)a23的。 多軸承系統(tǒng)的壽命 在使用兩個以上軸承的裝置中,多數(shù)情下即使一個軸承失效,也會導致整個裝置喪失功能。 將使用的全體軸承看成一個軸承系統(tǒng)時,該軸承系統(tǒng)的額定壽命可由下式計算。 1/Le=1/L1e +1/L2e +1/L3e + ................................................(9) 這里, L:整個軸承系統(tǒng)的額定壽命 L1、L2、L3:各軸承的額定壽命 E:常數(shù) e=10/9......球軸承 e=9/8......滾子軸承 (混合使用時取平均值) [例] 考慮一根由兩個滾子軸承支承的軸,設一個軸承的額定壽命為50000小時,另一個軸承的額定壽命為30000小時, 則由式9,該軸上整個軸承系統(tǒng)的額定壽命如下: 1/L9/8 =1/ 500009/8 +1/ 300009/ 就是說,整個軸承系統(tǒng)的額定壽命比單個軸承中最短的額定壽命還短。 這個結(jié)論極為重要,在使用兩個以上軸承的裝置中,如需考慮整個軸承系統(tǒng)的壽命時,必須加以注意。 l 機械要求的軸承必需壽命 過份延長軸承壽命未必經(jīng)濟。最好是根據(jù)使用機械使用條件設定軸承的必需壽命。 表6為根據(jù)經(jīng)驗采用的軸承必需壽命,供參考。 表6 軸承必需壽命(參考)
作用于軸承的負荷有軸承支承物的重力、齒輪或皮帶等的傳動力以及機械運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的負荷等。 由于軸承負荷大多變化不固定、且變化的程度或大小難以確定,所以通過簡單的計算確定負荷幾乎不可能。 因此,計算軸承負荷一般采用理論計算值乘以經(jīng)驗系數(shù)的方法。 負荷系數(shù) 作用于軸承的徑向負荷或軸向負荷雖然可以按照一般的力學方法計算,但由于機械的振動或沖擊等原因,作用 于軸承的實際負荷往往比計算值大,因此計算時一般將理論計算值乘以一個與機械振動或沖擊有關的負荷系數(shù),如 下式所示。 表7 負荷系數(shù)fw
F=fw .Fc ....................................................................(10) 這里,F:實際負荷,N{kgf};Fc:理論負荷,N{kgf};Fw:負荷系數(shù)(表7)。 皮帶或鏈傳動時的負荷 皮帶傳動時作用于皮帶輪軸的理論負荷可通過計算皮帶有效傳動力求得。 但在計算實際負荷時,還必須將有效傳動力乘以與機械振動或沖擊有關的負荷系數(shù)(fw)以及與皮帶張力有關的 皮帶系數(shù)(fb)。 另外,鏈傳動時也必須乘以與皮帶系數(shù)相當?shù)逆溝禂?shù),如式(11)所示。 Fb= 這里, Fb:皮帶輪軸或鏈輪軸的實際負荷N{kgf} M:皮帶輪或鏈輪的扭矩,mN.m{kgf.mm} W:傳遞功率,KW Dp:皮帶輪或鏈輪節(jié)圓直徑,mm n:轉(zhuǎn)速,rpm fw:負荷系數(shù)(表7) fn:皮帶(鏈)系數(shù)(表8) 表8 皮帶(鏈)系數(shù) fb
齒輪傳動時的負荷 作用于齒輪的負荷與齒輪系數(shù) 齒輪傳動時作用于齒輪的理論負荷有切向負荷(Kt),徑向負荷(Kr)和軸向負荷(Ka),可根據(jù)傳遞功率和 齒輪種類,分別用力學方法計算(2)項 。 但在計算實際負荷時,還必須將理論負荷乘以與機械振動或沖擊有關的負荷系數(shù)( fw...表7)以及與齒輪精 度有關的齒輪系數(shù)(fg...表9)。 表9 齒輪系數(shù)fg
典型的硬度曲線簡圖列于圖12中,所需的硬度值是由比較應力值轉(zhuǎn)換為維氏硬度值而得。 所需最小淬硬深度主要是與滾動體直徑、材料應變、材料心部強度和淬火方法有關。 對滾道來說,其達到額定靜負荷Co,(赫芝應力pH=4000N/mm2)的應力時,所需的淬硬深度可由下式?jīng)Q定; 表面淬火 Eht≥0.078.Dw .............................................(42) 火焰或感應淬火 Rht≥140.Dw/Rp0.2 ........................................(43) Eht mm 有效表面淬硬深度 Rht mm 淬硬度透深度(火焰淬火或感應淬火) Dw mm 滾動體直徑 Rp0.2 N/mm2 材料心部0.2%彈性極限應力 當負荷小于P=Co或Dw> 硬深度至少還有 滾道表面精度 滾道表面精度的選擇是根據(jù)運轉(zhuǎn)條件對軸承的要求,為了完全發(fā)揮軸承的負荷能力,滾道的表面粗糙度 應為Rz1(Ra0.2)。對于要求較低的場合,表面粗糙度可降低到Rz4(Ra0.8)。對運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求較高和要求 低噪聲時,滾道應經(jīng)磨削和超精研磨以達到最小的表面波紋度。 滾針和保持架組件與沖壓外圈滾針軸承之滾道的尺寸公差在本樣本尺寸表前的技術注解中給出。無內(nèi)圈 滾針軸承的滾道尺寸公差列于表16中。圓度公差不大于相應尺寸公差的25%,平行度公差則為50%。 當選用滾針和保持架組件時,滾道寬度減去倒角尺寸(或圓角半徑)后,仍應有足夠的寬度以保證對保持 架全寬有足夠的引導表面。 表14,機加工軸承外圈,軸承座公差的選擇原則
為了達到盡可能高的剛度和負荷能力,又盡可能節(jié)省空間的目的,可選用CJSRTL無套圈的軸承。這種滾動體直接在軸 上、或在軸承孔內(nèi)運動的軸承例如有:滾針和保持架組件、無內(nèi)圈滾針軸承和沖壓外圈滾針離合器等。在設計滾道時,應注 意下列幾點說明: 材 料 為了能完全達到軸承的負荷能力,在選擇滾動軸承滾道材料時,應注意的是要保證其表面硬度為670-840HV,足夠的 淬硬深度和鋼材的純凈度需與一般高質(zhì)量鋼材的要求相同。下列幾種鋼材特別適于用作滾動體滾道的鋼材。 l 淬透鋼 GCr15或歐洲100Cr6 在特定情況下,這些滾動軸承鋼亦可作表面淬硬處理。 l 表面淬硬鋼 15CrMo、20CrMo或歐洲17MnCr6、16MnCr6 選擇材料時,除了其可淬硬度外,還應考慮心部強度。作表面淬火時,應先具有細粒結(jié)構(gòu)組織。并且有效淬硬深度應 符合公式(42)。 l 火焰淬火鋼或感應淬火鋼 55、60或歐洲C554 在火焰淬火或感應淬火時,只能對機加工零件上將作為滾道的部分進行淬火。選擇材料的主要先決條件仍然是材料的 可淬硬能力。在作淬硬處理前應先作調(diào)質(zhì)處理。
運轉(zhuǎn)濕度超過+ 證軸承正常的功能;必須對軸承作尺寸穩(wěn)定性處理,但也應考慮伴隨而產(chǎn)生的材料硬度的降低。對于小型軸承來說,通常對 尺寸穩(wěn)定性要求不高,但為保證大型軸承的穩(wěn)固配合和原始徑向游隙,至少應對內(nèi)圈作尺寸穩(wěn)定性處理。根據(jù)不同的工作溫 度的要求,可以用不同的補充代號予以標示出來。
對滾動軸承的定位,應考慮下列一些影響因素: l 轉(zhuǎn)動狀態(tài) 所謂轉(zhuǎn)動狀態(tài)是指各套圈相對于負荷方向的運動。 旋轉(zhuǎn)負荷。軸承套圈轉(zhuǎn)動而負荷靜止或軸承套圈靜止而負荷轉(zhuǎn)動,這兩種情況都屬于旋轉(zhuǎn)負荷狀態(tài)。在旋轉(zhuǎn)負荷情況下, 如果對軸或軸承座取太松動的配合,則軸承套圈將會產(chǎn)生移動現(xiàn)象。因此,必須選用較緊密的配合,以防止移動現(xiàn)象發(fā)生。 負荷越重和套圈直徑越大,所選的配合應越緊。 點負荷。軸承套圈和負荷都是靜止,或軸承套圈和負荷以相同的速度旋轉(zhuǎn)時,都屬于靜止負荷狀態(tài),對于靜止負荷,可選 擇較松的配合,因為這種情況下,軸承套圈不會產(chǎn)生移動現(xiàn)象。 變動式負荷方向。負荷方向是無規(guī)則地變化著,或以擺動的方式變化,或隨沖擊和振動的情況都稱為變動式負荷方向在這 種轉(zhuǎn)動狀態(tài)下,兩個套圈都必須選擇較緊的配合。 l 負荷類型和大小 隨轉(zhuǎn)動負荷或變動負荷的套圈,負荷越高,配合應越緊。 l 軸承類型和尺寸 表14所列軸承座孔公差僅適用于鋼或鑄鐵軸承座。表15中所列的軸公差僅適用于實心軸,如果用輕金屬軸承座或空心軸時, 應選擇較緊的配合。對無內(nèi)圈滾針軸承的軸公差列于表16中。 從上述各種因素的影響可以看出,不可能找出一條包括各種因素的,正確的配合公差選擇原則,因此,在相應表中所列之值 僅只能當作是參考值。 表15 有內(nèi)圈滾針軸承和圓柱滾子軸承的軸公差極限選擇原則
1)選擇軸和軸承座公差極限之后,應再檢查工作游隙。 2)公差帶為n6和p6需要求較大的原始徑向游隙。 3)對于滾針一角接觸球軸承,配合不能比k5更緊。 表16無內(nèi)圈滾針軸承選擇軸公差極限的參考值1)
1)適用于軸承座公差到K7。對于比K7更緊的軸承座公差,對其工作游隙必須進行驗算或量測。 裝配公差 軸承套圈有完美的徑向定位和套圈在圓周面和寬度上能均勻地被支承,對軸承能正常運轉(zhuǎn)和獲得較長的使用壽命具有決 定性的影響。因此應特別注意裝配公差的選擇。 軸承套圈支承面的設計 為了使?jié)L動軸承能正常發(fā)揮其功能,與軸承相配合的表面(軸和軸承座孔)必須按與軸承精度等級相應的IT一等級加工。 與軸承相配合表面的尺寸公差和幾何精度的推薦值列于表17中。剖分式軸承座,其連接面處應去除毛刺并加工圓角。 表17 與軸承配合表面的尺寸公差和幾何精度
為了防止?jié)L針軸承或圓柱滾子軸承側(cè)向滑移,軸承必須軸向定位和夾緊。如果配合公差已經(jīng)足夠緊的話,也可不用軸 向堅固裝置(如圖 引導表面的設計 對滾針和保持架組件的側(cè)向引導面(見面13和14),應經(jīng)精車加工并無毛刺。高速時,相鄰的表面應淬火并經(jīng)磨削加工。 在止動環(huán)前還應附加一墊圈(圖14)。 軸承套圈的軸向定位 軸承套圈常由軸或軸承座的擋肩來定位。這些擋肩必須有足夠的高度并與軸承軸線垂直。它們必須與和軸承套圈相配合 的表面一次加工出來。 由和軸承相配合的表面到擋肩過渡外,其圓角應符合規(guī)定,退刀糟應符合規(guī)定。 圓角或退刀糟是為了保證軸承套圈的整個端面能支承在擋肩上,應注意的是尺寸表中給出倒角尺寸rs的最小值。 如果軸承作為固定端支承且承受軸向負荷,則套圈兩端必須緊固(圖16、17、18)。尤其是分離式內(nèi)圈(如NKIB,圖16和 SL04,圖24)和圓柱滾子軸承剖分式外圈系列SL01(圖17或18),系列SL11和SL12更應兩端緊固。 對于單向定位的軸承(圖19和20)只要在軸承套圈承受軸向負荷的一端擋邊加以支承即可。 對承受軸向負荷的圓柱滾子軸承的擋邊來說,其支承高度應擴大到尺寸d1或D1處(見尺寸表)。
軸承的運轉(zhuǎn)可靠性和使用壽命在很大程度上是與其密封裝置能否有效地防止臟污和水氣侵入以及阻止?jié)櫥瑒┞┏鲇嘘P, 在選擇密封型式時應考慮具體的應用條件。 非接觸式密封 非接觸式密封主要用于下列場合:在高圓周速度下密封摩擦必須避免的場合,高溫希望避免密封磨損的場合。間隙密封 對潤滑脂有較好的密封較果;如果間隙密封回流設計(軸上有溝槽、離心環(huán)、螺旋槽等)則此種密封也可用于油潤滑的場合。 簡單間隙密封的縫隙約為0.1~ 迷宮密封(圖23)的密封效果更好,為了避免泵吸現(xiàn)象,徑向擴展的間隙不能太窄。如果在縫隙內(nèi)潤滑脂,則其密封性 能更好。一般來說,填充縫隙用的潤滑脂應與軸承用的脂相同;至少潤滑脂的稠化劑應相同。如果由于密封介質(zhì)的原因不 能實現(xiàn)上述要求時,則可使用專用的密封潤滑脂,在這種情況下,應提供分離的空間以防止密封脂進入軸承中。
接觸式密封 接觸式密封一般都比非接觸式密封效果為好,在這種密封中,其部分是用預緊力保持與密封表面相接觸,因此而引起的 摩擦熱限制了其可容許的圓周速度,在跑合運轉(zhuǎn)中,較大的初始摩擦表面將會急驟下降。密封配合表面也需要潤滑,否則將 產(chǎn)生磨損。 密封唇密封(圖24-27)。適用于油潤滑也適用于脂潤滑,而且圓周速度可達 軸承座泄露出去,則密封唇應面向里面安置。當密封主要是為了防止臟污進入軸承裝置時,密封唇應面向外安置。 轉(zhuǎn)軸密封。按DIN3760(圖27)它是一種密封唇密封,可對許多種軸承裝置作非常有效的密封。 圖24密封唇密封,系列PP l RTL 帶密封滾針和圓柱滾子軸承 (圖24)是帶密封唇密封的軸承(后綴“RS”或“P”),這種結(jié)構(gòu)不需要給密封裝置附加空間。此整體式密封適用于無 壓力要求的密封裝置,在一般工作條件下,可以防止污物侵入軸承中和阻止?jié)櫥孤]S承再潤滑時,用過的潤滑脂還 可以由此排出。
毛氈潤滑 適用于圓周速度小于 后才能裝入。 接觸式密封的裝配說明 密封的配合而必須無刻傷和劃痕。如表面磨削后沒有螺旋形痕跡,則可獲得最好的密封效果。推薦的粗糙度為:Rz1-Rz4, 或Ra0.2-Ra0.8。表面硬度至少應達到450HV,當圓周速度超過 導倒角,以避免裝配中使密封唇操作或翻邊。 裝配前應在密封唇上和配合表面上涂潤滑脂,以防止軸第一次轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生干磨擦,如果采用雙唇密封或同時有幾個密封件排 列安裝時,其之間的空隙內(nèi)應填入潤滑脂。 如果密封的主要目的是防止?jié)櫥瑒┯奢S承中漏出來,則在裝配時應使密封唇向內(nèi)。密封唇向外的裝配方式則可防止外界污物 侵入,而且可允許在重新潤滑時將已用過的潤滑脂排泄出去。 在將密封件壓入軸承座孔時應使用壓桿,以保證對中和與軸線垂直,如果與密封件配合的表面端處有尖角的話,則應用一裝 配套筒輔助安裝,裝配套筒的直徑應比與密封件相配合表面的直徑略大些并有較長的引導倒角(約 RTL內(nèi)圈(系列IR)的滾道粗糙度很小,其表面形貌適合作為脂潤滑密封唇的配合軌道。用來作為油潤滑的密封時,為了得到更好 的密封效果,內(nèi)圈應精加工成無螺旋形加工痕跡(IR...EGS),端部有引導倒角以防止裝配時劃傷密封唇 尺寸公差與幾何精度 本樣本中所列有關滾針軸承和圓柱滾子軸承的公差極限是根據(jù)DIN620等2.3部分制定的。一般情形下,RTL 滾動軸承的精度屬于P0級。對精度較高的軸承,公差極限可縮小到P6級和P5級的數(shù)值(對推力圓柱滾子軸承 為P4級)。RTL滾針和圓柱滾子軸承,其徑向截面高度較小,內(nèi)圈和外圈壁較薄,因此在裝配后的幾何形狀由軸 或軸承座的幾何形狀決定。
滾動軸承能否發(fā)揮其正常功能絕大的程度是取決于能否達到合適的工作游隙。工作游隙是由安裝前的原始徑 向游隙所選擇的公差配合和溫度的影響所決定。
滾動軸承的原始徑向游隙為:在安裝之前不受徑向力下內(nèi)圈相對于外圈沿徑向從一個極端位置到另一極端位置 的移動量。 RTL滾針軸承和圓柱滾子軸承的正常原始徑向游隙C0是這樣選擇的,即根據(jù)尺寸表前的技術注解或前面所推薦的 軸和軸承座的公差極限及在正常的運轉(zhuǎn)條件下可以達到正常功能的工作游隙。 在其它的裝配條件和運轉(zhuǎn)條件下,如軸承套圈的過盈配合,特殊的軸承溫度等,所需的軸承原始徑向游隙則與 正常的游隙不同。原始徑向游隙與正常游隙不同的向心軸承,可利用表28所列的補充代號予以標明。 此補充代號(除C0以外)是加在軸承代號之后,或者與精度等級補充代號相組合。 表29中給出了各組軸承游隙的數(shù)值。RTL所提供的無內(nèi)圈滾針軸承,其內(nèi)接圓直徑的公差帶為F6。 原始徑向游隙為C2僅用于極特殊的情況,即較重的交變負荷和低速運轉(zhuǎn)或作擺動的場合。在這種情況下預期有 較大的熱量產(chǎn)生,因此建議在軸承運轉(zhuǎn)期間應對軸承進行監(jiān)控。 軸承原始徑向游隙為C3和C4是用于套圈選用過盈配合的場合或內(nèi)圈和外圈之間溫度梯度較大時,特別是在使用 大軸承的情況下。 表28 原始徑向游隙代號
表29 滾針軸承和圓柱滾子軸承的原始徑向游隙
軸承的工作游隙定義為:在安裝后,無負荷下軸沿徑向相對于軸承外圈的移動量,工作游隙是原始徑向游隙減 去由于過盈配合和熱膨脹而引起的游隙變化量ΔS(以μm為單位)。 ΔS=ΔSP+ΔST .............................(44) 由于過盈配合引起的游隙減小量ΔSP可由公式(45)計算,由于熱膨脹引起的游隙減小量ΔST可由公式(46) 計算。使用公式(46)時應注意其正負符號。 l 正常工作游隙 如果在正常工作負荷條件下,帶內(nèi)圈的軸承與選用表14和表15的公差帶的軸承座和軸相配合,或者對無內(nèi)圈的 軸承,選用表16的公差帶的軸,則原始徑向游隙為C0的軸承一般可以得到正常的工作游隙。 l 比正常工作游隙小的工作游隙 對滾動軸承來說,較小的工作游隙僅能用于特殊的場合,例如精密機床、測量儀器設備或隨交變負荷的場合。 l 比正常工作游隙大的工作游隙 有較大工作游隙的軸承主要用于相對傾斜和軸彎曲的場合。 配合對工作游隙的影響 由過盈配合引起的原始徑向游隙減小量ΔSP(μm)是由于內(nèi)圈膨脹量Δd和外圈收縮量ΔD引起的。 ΔSP=Δd +ΔD ...............................(45) 根據(jù)經(jīng)驗顯示,理論上決定相配合零件的過盈量可以有兩種方法:一種是取其平均偏差,另一種方法是取靠近加 工面的偏差極限值,再加減公差帶值的三分之一。其中必須再減去裝配時表面間互相擠平的數(shù)值。尺寸變化的平均值 可由表30查出。 對薄壁軸承座和輕金屬軸承座,其有效過盈量無法可靠地計算出來;在這種情況下,建議由安裝試驗來決定原始 徑向游隙的減少量。 溫度對工作游隙的影響 當軸承內(nèi)圈和外圈之間有較大溫度梯度時,會使軸承工作游隙有相當大的變化。有時會因此而影響軸承的正常功 能。如取鋼的熱膨脹系數(shù)為α=0.000011(K-1),內(nèi)圈和外圈之間的溫度差為Δ ,則徑向游隙變化量為ΔST(μm)為: ΔST≈0.11.dM.Δ .........................(46) 內(nèi)圈和外圈之間的溫差Δ 可以使工作游隙減小或增大,因此在用公式(46)中的Δ 時必須注意其正負符號。 如果內(nèi)圈溫度比外圈溫度高,Δ 取正值。如果外圈溫度比內(nèi)圈溫度高,Δ 應取負值。 表30 由過盈配合引起的直徑變動量
安裝與拆卸 RTL滾動軸承系精密產(chǎn)品,因此要求在裝配前和裝配時需特別小心處理。軸承能無故障運轉(zhuǎn),在很 大程度上是與裝配的好壞有關。
滾動軸承應在干燥垢倉庫內(nèi)存放,溫度應保持常溫,濕度不可高于65%。 RTL滾動軸承都已經(jīng)過保存處理后再供給用戶(在礦物油基礎上加入防銹劑,或用干氣相緩蝕VCI紙包裝), 因此不到直接裝配之前不要過早地打開包裝。如果在一包使用易揮發(fā)的防銹紙包裝的軸承內(nèi)僅取出幾個使 用的話,則當所有軸承取出后應立即包住,因為VCI紙的保護蒸氣相只能在封閉的情況下保持。從包裝內(nèi)取 出的軸承必須立即填充潤滑脂或潤滑油。 即使儲存在合適的環(huán)境中,填入潤滑脂的密封軸承也不應保存超過三年。由于長期儲存或在不利氣候 中而老化了的潤滑脂,在裝配時必須更換。
RTL滾動軸承的防銹油與礦物油基的潤滑脂和潤滑油是相容的,并可互相混合,因此在裝配之前不 需進行特殊處理,但是如使用合成潤滑油或用高溫或低溫潤滑脂時或如果工作濕度超過+ 臟污的情況下,則應對軸承進行清洗。 很多種清洗劑可用來清洗軸承中的潤滑脂和清洗軸承。 無機清洗劑以含水的,堿性的溶液形式來使用。清洗槽濕度應為+ 槽內(nèi)直到它們達到槽內(nèi)溫度為止。然后應把它們浸入到脫水槽。堿性溶液不能用來清洗有鋁制保持架的軸 承。有機清洗劑,如酸、無水煤油、苯精(非車用汽油)等也適用作清洗介質(zhì)。 含氯的碳氫化合物,如三氯乙稀或全氯乙稀等,都不能推薦作為清洗介質(zhì),因為它們增加了產(chǎn)生銹蝕 的危險。在清洗時至少應有兩個清洗槽,一個是初清洗,一個作為最終清洗,清洗后之軸承應立即涂脂或加 潤滑油。
在軸承裝配區(qū)域內(nèi)應保持清潔,無灰塵雜物,因為污物侵入軸承中將對軸承壽命產(chǎn)生有害的影響, 裝配以前應對軸承座孔和軸進行尺寸公差,幾何精度和清潔度的檢查。 軸承套圈應在壓力機上借助輔助套筒進行安裝。裝配套筒應選擇適當并能完全壓住軸承套圈端面。 如果沒有壓力機的話,可以輕擊裝配套筒的中心。裝配力絕不能通過滾動體傳遞。也應避免直接 捶擊在軸承套圈上。 如果在配合表面上涂以少許潤滑油或固體潤滑劑,并有10°-15°的引導裝配倒角,則內(nèi)圈和外圈 的裝配就更容易些,如果用感應加熱器,先把內(nèi)圈或軸承加熱后,再進行裝配,對緊配合來說是最容易的 裝配方法,如果無法使用此加熱器的話,則軸承可在油槽內(nèi)加熱或在加熱箱內(nèi)加熱到約+ 此處不推薦采用冷卻的方法將軸承安裝到軸承座中,因為凝聚產(chǎn)生的水分可能使軸承和軸承配合表 面發(fā)生銹蝕。有特殊裝配要求的軸承,在尺寸表之前的技術注解將給以說明。 軸承裝配和潤滑之后建議應進行試運轉(zhuǎn),以檢查軸承裝置是否運轉(zhuǎn)正常。
公差帶的建立(根據(jù)ISO基本偏差和ISO標準公差)
表31和33給出了基本偏差的數(shù)值,亦即最接近于零線包括正負號的偏差值(最小距離)。 另一偏差可以用加或減表32中所查出的基本公差(T)得到。
舉 例 下列帶公差的尺寸,其偏差值的確定:
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