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精密薄壁及交叉滚子轴承应用怎么选型?

更新时间:2021-05-18点击次数:262次

  

  精密薄壁及交叉滚子轴承应用怎么选型?

  滚动轴承的种类、类型及尺寸多种多样的。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

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  1.轴承载荷

  载荷大小载荷大小通常是选择轴承尺寸的决定因素。滚子轴承比具有相同外形尺寸的球轴承承载能力大。通常球轴承适用于轻或中载荷、滚子轴承适用于承受重载荷。

  载荷方式纯径向载荷可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承。纯轴向载荷可选用推力球轴承、推力圆柱滚子轴承。有径向载荷又有轴向载荷(联合载荷)时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向载荷较大而轴向载荷较小时,可选用深沟球轴承和内、外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。如同时还存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的情况,可选用调心球轴承、调心滚子轴承。若轴向载荷较大而径向载荷较小时可选用推力角接触球轴承,四点接触球轴承如还要求调心性能,可选用推力调心滚子轴承。

  2.旋转精度

  对于大多数机械,选用0级公差的轴承足以满足主机要求,但对轴的旋转精度有严格要求时,如机床主轴,精密机械和仪表等,则应选用较高公差等级的深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、交叉滚子轴承、等截面薄壁轴承、圆柱滚子轴承和推力角接触球轴承等。

  3.噪声与振动

  轴承本身的噪声与振动一般都很低。但对于中小电机、办公机械、家用电器和仪表等对噪声与运转平稳性有特殊要求的机械,通常选用低噪声轴承。

  4.刚性

  滚动轴承的刚性由其承受载荷时发生的弹性变形量来决定,一般情况下,这种变形量很小,可以忽略不计,但在某些机械中,如机床主轴系统,轴承的静态刚度和动态刚度对系统的特性影响很大。滚子轴承特别是交叉滚柱轴承比球轴承具有较高的刚度。各类轴承通过适当地“预紧”也可以不同程度地提高刚性。

  5.转速

  滚动轴承的工作转速主要取决于其允许运转温度。摩擦阻力低,内部发热较少的轴承适用于高速运转的场合。仅承受径向载荷时,选用深沟球轴承和圆柱滚子轴承可以达到较高的转速,若承受联合载荷时,宜选用角接触球轴承。采用特殊设计的高精度角接触球轴承,可以达到极高的转速。各种推力轴承的转速均低于径向轴承。

  6.允许空间

  机械设计时,一般先确定轴的尺寸,然后根据轴的尺寸选择轴承。通常,小轴选用球轴承;大轴选用圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承。若轴承安装部位的径向空间受到限制,应采用径向截面高度较小的轴承。如滚针轴承、某些系列的深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子或调心滚子轴承以及薄壁轴承。若轴承安装部位的轴向空间受到限制,可采用宽度尺寸较小的轴承。交叉滚子轴承、等截面薄壁轴承的尺寸截面小,非常适合应用于要求尺寸结构紧凑的机构中。

  7.摩擦力矩

  球轴承的摩擦阻力较滚子轴承小,纯径向载荷作用时,径向接触轴承的摩擦阻力小;纯轴向载荷作用时,轴向接触轴承的摩擦阻力小;联合载荷作用时,轴承接触角与载荷角相近的角接触轴承摩擦阻力最小。在需要低摩擦力矩的仪器和机械中,选用球轴承或圆柱滚子轴承较适宜。

  8.轴向移动

  轴承普遍的配置方式是在轴的一端安装一套轴向定位的“同定轴承”,而在另一端安装一套轴向可移动的“游动轴承”,以防止由于轴热胀冷缩而产生卡死现象。经常用的“游动轴承”是内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承,此时内圈与轴的配合或外圈与外壳孔的配合可采用过盈配合。有时也可选用不可分离型深沟球轴承或调心滚子轴承作游动轴承,但在安装时内圈与轴或外圈与外壳孔配合应选择间隙配合,以确保内圈或外圈有足够的轴向移动的自由。交叉滚子轴承出厂即可施加预压,对于要求高刚性的场合应用非常适合选型使用。

  9.安装与拆卸

  具有圆柱形内孔的轴承用于安装拆卸较频繁的机械中,应优先选用分离型角接触球轴承、圆锥滚子轴承、可分离的圆柱滚子轴承、滚针轴承和推力轴承等。具有圆锥形内孔的轴承可安装在轴颈上,或借助紧定套或退卸套装在圆柱形轴颈上,安装拆卸很方便。

  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)。

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