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軸承類型選擇

各類滾動軸承具有不同的特性,適用於各種機械的不同使用情況。選擇軸承類型時,通常應考慮下列因素。一般情況下:對承受推力載荷時選用推力軸承、角接觸軸承,對高速應用場合通常使用球軸承,承受重的徑向載荷時,則選用滾子軸承。總之,選用人員應從不同生產廠家、眾多的軸承產品中,選用合適的類型。

軸承所占機械的空間和位置在機械設計中,一般先確定軸的尺寸,然後,根據軸的尺寸選擇滾動軸承。通常是小軸選用球軸承,大軸選用滾子軸承。

但是,當軸承在機器的直徑方向受到限製時,則選用滾針軸承、特輕和超輕係列的球或滾子軸承;當軸承在機器的軸向位置受到限製時,可選用窄的或特窄係列的球或滾子軸承。軸承所受載荷的大小、方向和性質載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用於承受較重的載荷,球軸承用於承受較輕的或中等載荷,滲碳鋼製造或貝氏體淬火的軸承,可承受衝擊與振動載荷。在載荷的作用方向方麵,承受純徑向載荷時,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,可選用推力球軸承;承受較大的純軸向載荷時,可選用推力滾子軸承。當軸承承受徑向和軸向聯合載荷時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。軸承的調心性能當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以較小,輕易受力彎曲或傾斜時,可選用具有良好調心性能的調心球或調心滾子軸承,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。軸承調心性能的好壞,與其答應的不同軸度有關,不同軸度值愈大,調心性能愈好。軸承的剛性,是指軸承產生單位變形所需力之大小。

滾動軸承的彈性變形很小,在大多數機械中可以不必考慮,但在某些機械中,如機床主軸,軸承剛性則是一個重要因素,一般應選用圓柱和圓錐滾子軸承。因為這兩類軸承在承受載荷時,其滾動體與滾道屬於點接觸,剛性較差。另外,各類軸承還可以通過預緊,達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,增加支承剛性,往往在安裝時預先施加一定的軸向力,使其相互壓緊。這裏特別指出:預緊量不可過大。過大時,將使軸承摩擦增大,溫升增高,影響軸承使用壽命。軸承的轉速每一個軸承型號都有其自身的極限轉速,它是由諸如尺寸、類型及結構等物理特性所決定的,極限轉速是指軸承的最高工作轉速(通常用r∕min),超過這一極限會導致軸承溫度升高,潤滑劑幹枯,甚至使軸承卡死。使用場合所要求的速度範圍有助於決定采用什麽類型的軸承。

大多數軸承製造廠家的產品目錄都提供其產品的極限轉速值,實踐證實,在低於極限轉速90%的狀態下工作是比較好的。脂潤滑軸承的極限轉速比油潤滑軸承的極限轉速低,軸承的供油方式對可達到的極限轉速有影響。必須注重,對脂潤滑軸承,其極限轉速一般僅是該軸承采用一個高質量的重複循環油係統時的極限轉速的80%,但對油霧潤滑係統,其極限轉速一般比相同的基本潤滑係統高50%。保持架的設計和結構也影響軸承的極限轉速,因為滾動體與保持架表麵是滑動接觸,用比較貴的、設計合理的、以高質量和低摩擦材料製成的保持架,不僅可將滾動體隔開來,而且有助於維持滑動接觸區的潤滑油膜。但像衝壓保持架之類價格低廉的保持架,通常隻能使滾動體保持分離。因此,它們存在著易出事故和令人苦惱的滑動接觸,從而導致更低的極限轉速一般來說在較高轉速的工作場合下,宜選用深溝球軸承、角接觸軸承、圓柱滾子軸承;在較低轉速工作場合下,可選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的極限轉速,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速低,隻能用於較低轉速的場合。
對於同一類軸承,尺寸愈小,適應轉速愈高。在選用軸承時,應注意要使實際轉速低於極限轉速。

軸承遊動和軸向位移,通常情況下,一個軸用兩個軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應軸和外殼不同程度的熱漲影響,安裝時應將一個軸承在軸向固定,另一個軸承使之在軸上可以遊動(即遊動支承),以防止因軸的伸長或收縮引起的卡死現象。遊動支承通常選用內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部結構答應軸與外殼有適當軸向位移的緣故。此時,內圈與軸,外圈與外殼孔可采用緊配合。當采用不可分離型軸承做遊動支承時,如深溝球軸承、調心滾子軸承,在安裝中必須答應外圈與外殼孔,或內圈與軸采用較鬆配合,使之軸向可自由遊動。

圓錐滾子軸承、調心滾子軸承和深溝球軸承基本上屬於定位型,當用作非定位時則采用鬆配合安裝。所有推力滾子軸承均屬定位型軸承。便利於軸承的安裝和拆卸選用軸承類型時,對軸承安裝拆卸是否方便,亦必須考慮周全,非凡是對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,它們的內圈和外圈可分別裝於軸上或殼體孔內。此外,內徑帶圓錐孔的,帶緊定套的調心滾子軸承、雙列圓柱滾子軸承和調心球軸承,也比較輕易安裝拆卸。

除上述因素外,還應考慮軸承的工作環境溫度、軸承密封及對摩擦力矩、振動、噪聲等的要求。

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