干货 | 轴承配合的选择应结合哪些因素?

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轴上和轴承座内的轴承位以及轴向定位轴承的部件对轴承性能有巨大的影响。为了充分利用轴承的承载能力,轴承内外圈(或推力轴承的轴圈和座圈)的整个圆周以及滚道宽度范围,必须完全受到均匀的支承。轴承位的加工必须符合所要求的形位公差和尺寸公差,并且不应有任何槽痕、细孔或其它不连续的形状。

 

今天小编为您整理了关于设计轴承配合的建议和要求,包括:

 

  选择轴承配合的标准。

对标准条件的推荐配合。

有助于确定轴承及其配合面之间的间隙配合或过盈配合的最小值、最大值以及可能值的图表。

推荐具体的轴承座形位公差。

推荐轴承套圈轴向支撑的方法。

轴承配合进一步设计的注意事项。

 

 

IS0公差系统

 

 

通常,滚动轴承的配合通过符合ISO 286-2 中规定的孔和轴的标准公差等级来规定。由于轴承通常被加工到ISO标准的公差,轴承位所选的公差等级决定其配合。

 

 

相对于轴承内径和外径公差,常用公差等级的公差带的位置和宽度如图1所示,适用于公差为普通级且尺寸为中等的轴承。请重点注意,滚动轴承的IS0公差等级有别于孔和轴的ISO公差等级。

 

每种尺寸的公差在实际尺寸的全部范围内不尽相同。因此,应当根据您应用的轴承实际尺寸为轴承位选择相应的公差等级。

 

 

 

选择配合

 

可根据以下建议为轴承的轴承位选择直径的公差配合(适用于标准条件的轴承位公差)。这些建议将为大部分应用提供适当的解决方案。

 

然而,它们并未涵盖特定应用的所有细节,因此可能需要进行调整。在选择配合时,应考虑以下因素。

 

 

 

旋转条件

 

 

旋转条件是指轴承套圈及其所受载荷之间的相对运动(表1)。基本上有三种不同的转动条件:

 

  • 旋转载荷

旋转载荷出现于轴承套圈转动而所受载荷静止或轴承套圈静止所受载荷转动的情况下。采用间隙配合安装的轴承套圈在承受旋转载荷时会在其配合面上蠕动,这可能引起微动腐蚀,最终造成磨损。

 

为防止发生这种情况,必须在承受旋转载荷的轴承圈与其配合面之间使用适当的过盈配合。为更好地选择配合,摆动载荷(例如作用于连杆轴承上的载荷)被视为旋转载荷。

 

  • 静载

静载出现于轴承套圈静止而所受载荷有固定方向,或两者以同样的速度转动。在这种情况下,轴承套圈一般不会蠕动,且没有微动腐蚀或磨损的风险。因此轴承套圈不需要过盈配合。

 

  • 载荷方向不定

系指可变或交变的外部载荷、冲击载荷以及高速应用中的振动或不平衡载荷。这种情况下载荷的方向也会产生变化,因此无法准确判断。

 

当载荷方向不确定时,特别是在有重载荷的情况下,有微动腐蚀或磨损的风险。建议轴承内外圈都采用过盈配合?梢圆捎糜胄睾上嗤呐浜。如果需要外圈能够在轴承座中轴向移动时,必须采用间隙配合。

 

然而,间隙配合可能导致轴承座磨损。如果不允许磨损出现,应该对轴承位表面进行防护,或选择可在其内部轴向位移的轴承(圆柱滚子轴承、滚针轴承或CARB轴承)。这些轴承的内外圈均采用过盈配合进行安装。

 

 

 

载荷大小

 

随着载荷的增加,轴承套圈可能会发生变形。对于内圈旋转的载荷,这种变形会使内圈与轴之间的过盈配合变松,导致内圈在轴颈.上蠕动。载荷越大,所需的过盈配合就越紧。所需的过盈量可通过以下公式估算:

 

 

式中

△=所需过盈量[μm]

d =轴承内径[mm]

B =轴承宽度[mm]

Fr =径向载荷[kN]

 

当出现冲击载荷或振动时,需要更紧的配合。

 

 

 

温差

 

 

轴承在运转时,轴承套圈达到的温度通常要高于其配套部件的温度。这样会导致内圈与轴颈的配合变松,而外圈的膨胀则可能阻止其在轴承座中做所需的轴向移动。

 

当轴承因摩擦产生的热量不足以迅速地释放时,快速启动可能使内圈配合松动。在某些情况下,密封件的摩擦可能产生足够的热量使内圈配合松动。

 

外部热量及其流向可能对配合产生影响。必须考虑稳态工况和瞬态工况。

 

 

 

精度要求

 

为使高精密或高速应用时产生的挠曲和振动最小化,推荐使用过盈配合或过渡配台。

 

 

 

轴和轴承座的设计和材料

 

应当避免轴或轴承座设计导致的轴承套圈变形,例如由于不连续配合面或壁厚不均造成的影响。 

 

对于剖分式轴承座,SKF 一般推荐间隙配合。剖分式轴承座配合越紧(过渡配合),对轴颈的形位公差的要求越高。剖分式轴承座的加工采用较窄的公差,例如SKF立式轴承座采用最高可达K7的过渡配合。

 

安装在薄壁轴承座内或空心轴上的轴承,应采用比推荐用于厚壁铸铁轴承座或实心轴更紧的过盈配合(空心轴轴颈的公差)。

 

非钢质或铸铁材料制成的轴或轴承座可能要求不同的配合,具体取决于材料强度和热力特性。

 

 

 

易于安装和拆卸

 

 

间隙配合的好处是容易安装和拆卸。在轴和轴承座轴承位都要求过盈配合的应用中,应当考虑采用分离型轴承或带圆锥孔的轴承。带圆锥孔的轴承可安装在锥形套(图2) 或圆锥形轴颈(图3) 上。

 

 

 

浮动端轴承的轴向位移

 

当浮动端轴承需要可以在轴承位.上轴向位移时,承受固定载荷的轴承套圈应当采用间隙配合。

 

 

关于轴承配合知识您都了解了吗?

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2020年9月17日 14:00
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