怎樣正確選擇軸承？這7個(gè)因素缺一不可
怎樣正確選擇軸承？這7個(gè)因素缺一不可
- 2019/12/30 10:53:51
怎樣正確選擇軸承？在選擇軸承時(shí)，要依據(jù)幾個(gè)重要參數(shù)：軸承的負(fù)荷、軸承的轉(zhuǎn)速、調(diào)心要求、允許的空間、軸承的安裝與拆卸、公差等級(jí)以及價(jià)格方面。軸承在機(jī)械中主要是起支撐及減少磨擦的作用，所以軸承的精度、噪音等都直接關(guān)系到機(jī)械的使用及壽命。
一般來說，選擇軸承的步驟可能概括為：
1. 根據(jù)軸承工作條件，包括載荷方向及類型、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等，選擇軸承基本類型、公差等級(jí)和游隙；
2. 根據(jù)軸承的工作條件和受力情況和壽命要求，通過計(jì)算確定軸承型號(hào)，或根據(jù)使用要求，選定軸承型號(hào)，再驗(yàn)算壽命；
3. 驗(yàn)算所選軸承的額定載荷和極限轉(zhuǎn)速。
選擇軸承的主要考慮因素是極限轉(zhuǎn)速、載荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等級(jí)和游隙要求的最終方案。
選擇軸承要考慮的7個(gè)因素
各類滾動(dòng)軸承具有不同的特性，適用于各種機(jī)械的不同使用情況。一般情況下，對(duì)承受推力載荷時(shí)選用推力軸承、角接觸軸承；對(duì)高速應(yīng)用場(chǎng)合通常使用球軸承，承受重的徑向載荷時(shí)，則選用滾子軸承。
1. 軸承所占機(jī)械的空間和位置
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，一般先確定軸的尺寸，然后，根據(jù)軸的尺寸選擇滾動(dòng)軸承。通常是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承。但是，當(dāng)軸承在機(jī)器的直徑方向受到限制時(shí)，則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承；當(dāng)軸承在機(jī)器的軸向位置受到限制時(shí)，可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。
2. 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)
載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用于承受較重的載荷，球軸承用于承受較輕的或中等載荷，滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承，可承受沖擊與振動(dòng)載荷。
在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時(shí)，可選用推力球軸承；承受較大的純軸向載荷時(shí)，可選用推力滾子軸承。當(dāng)軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。
3. 軸承的調(diào)心性能
當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不同，有角度誤差，或因軸的兩支承間距較大而軸的剛性較小，容易受力彎曲或傾斜時(shí)，可選用具有良好調(diào)心性能的調(diào)心球或調(diào)心滾子軸承，以及外球軸承。此類軸承在軸稍微傾斜或彎曲情況下，能保持正常工作。
軸承調(diào)心性能的好壞，與其允許的不同軸度有關(guān)，不同軸度值愈大，調(diào)心性能愈好。
4. 軸承的剛性
軸承的剛性，是指軸承產(chǎn)生單位變形所需力之大小。滾動(dòng)軸承的彈性變形很小，在大多數(shù)機(jī)械中可以不必考慮，但在某些機(jī)械中，如機(jī)床主軸，軸承剛性則是一個(gè)重要因素，一般應(yīng)選用圓柱和圓錐滾子軸承。因?yàn)檫@兩類軸承在承受載荷時(shí)，其滾動(dòng)體與滾道屬于點(diǎn)接觸，剛性較差。
另外，各類軸承還可以通過預(yù)緊，達(dá)到增大支承剛性的目的。如角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，為防止軸的振動(dòng)，增加支承剛性，往往在安裝時(shí)預(yù)先施加一定的軸向力，使其相互壓緊。這里特別指出：預(yù)緊量不可過大。過大時(shí)，將使軸承摩擦增大，溫升增高，影響軸承使用壽命。
5. 軸承的轉(zhuǎn)速
每一個(gè)軸承型號(hào)都有其自身的極限轉(zhuǎn)速，它是由諸如尺寸、類型及結(jié)構(gòu)等物理特性所決定的，極限轉(zhuǎn)速是指軸承的最高工作轉(zhuǎn)速（通常用r/min），超過這一極限會(huì)導(dǎo)致軸承溫度升高，潤(rùn)滑劑干枯，甚至使軸承卡死。
使用場(chǎng)合所要求的速度范圍有助于決定采用什么類型的軸承。大多數(shù)軸承制造廠家的產(chǎn)品目錄都提供其產(chǎn)品的極限轉(zhuǎn)速值，實(shí)踐證明，在低于極限轉(zhuǎn)速90%的狀態(tài)下工作是比較好的。
脂潤(rùn)滑軸承的極限轉(zhuǎn)速比油潤(rùn)滑軸承的極限轉(zhuǎn)速低，軸承的供油方式對(duì)可達(dá)到的極限轉(zhuǎn)速有影響。必須注意，對(duì)脂潤(rùn)滑軸承，其極限轉(zhuǎn)速一般僅是該軸承采用一個(gè)高質(zhì)量的重復(fù)循環(huán)油系統(tǒng)時(shí)的極限轉(zhuǎn)速的80%，但對(duì)油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)，其極限轉(zhuǎn)速一般比相同的基本潤(rùn)滑系統(tǒng)高50%。
保持架的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)也影響軸承的極限轉(zhuǎn)速，因?yàn)闈L動(dòng)體與保持架表面是滑動(dòng)接觸，用比較貴的、設(shè)計(jì)合理的、以高質(zhì)量和低摩擦材料制成的保持架，不僅可將滾動(dòng)體隔開來，而且有助于維持滑動(dòng)接觸區(qū)的潤(rùn)滑油膜。
但像沖壓保持架之類價(jià)格低廉的保持架，通常只能使?jié)L動(dòng)體保持分離。因此，它們存在著易出事故和令人苦惱的滑動(dòng)接觸，從而導(dǎo)致更低的極限轉(zhuǎn)速。
一般來說在較高轉(zhuǎn)速的工作場(chǎng)合下，宜選用深溝球軸承、角接觸軸承、圓柱滾子軸承；在較低轉(zhuǎn)速工作場(chǎng)合下，可選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速，一般約為深溝球軸承的65%，圓柱滾子軸承的70%，角接觸球軸承的60%。推力球軸承的極限轉(zhuǎn)速低，只能用于較低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。
對(duì)于同一類軸承，尺寸愈小，允許轉(zhuǎn)速愈高。在選用軸承時(shí)，應(yīng)注意要使實(shí)際轉(zhuǎn)速低于極限轉(zhuǎn)速。
6. 軸承游動(dòng)和軸向位移
通常情況下，一個(gè)軸用兩個(gè)軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應(yīng)軸和外殼不同程度的熱漲影響，安裝時(shí)應(yīng)將一個(gè)軸承在軸向固定，另一個(gè)軸承使之在軸上可以游動(dòng)（即游動(dòng)支承），以防止因軸的伸長(zhǎng)或收縮引起的卡死現(xiàn)象。
游動(dòng)支承通常選用內(nèi)圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承（原2000型、32000型）和滾針軸承，這主要是此類軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)允許軸與外殼有適當(dāng)軸向位移的緣故。此時(shí)，內(nèi)圈與軸，外圈與外殼孔可采用緊配合。當(dāng)采用不可分離型軸承做游動(dòng)支承時(shí)，如深溝球軸承、調(diào)心滾子軸承，在安裝中必須允許外圈與外殼孔，或內(nèi)圈與軸采用較松配合，使之軸向可自由游動(dòng)。
圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承和深溝球軸承基本上屬于定位型，當(dāng)用作非定位時(shí)則采用松配合安裝。所有推力滾子軸承均屬定位型軸承。
7. 便于軸承的安裝和拆卸
選用軸承類型時(shí)，對(duì)軸承安裝拆卸是否方便，亦必須考慮周全，特別是對(duì)大型和特大型軸承的安裝和拆卸尤為重要。一般的外圈可分離的角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承，安裝拆卸比較方便，它們的內(nèi)圈和外圈可分別裝于軸上或殼體孔內(nèi)。此外，內(nèi)徑帶圓錐孔的，帶緊定套的調(diào)心滾子軸承、雙列圓柱滾子軸承和調(diào)心球軸承，也比較容易安裝拆卸。
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