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你对轴承选择技巧了解多少

不同类型的轴承因设计不同而具备各异的特性。由于轴承的具体安装位置与应用场景存在多样性和复杂性,其类型选择并无固定模式。为使轴承适配某一主机的具体安装位置与应用工况,建议综合考量以下主要因素:

一、安装空间

在机械设计中,通常先确定轴的尺寸,再依据轴的尺寸选择轴承。一般而言:

小轴优先选用球轴承;

大轴可选用圆柱滚子轴承、调心滚子轴承及圆锥滚子轴承(部分情况下也可选用球轴承)。

若轴承安装位置的径向空间受限,应选用径向截面高度较小的轴承,如滚针轴承、部分系列的深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承及薄壁轴承;若轴向空间受限,则选用宽度较小的轴承。

二、载荷条件

载荷大小通常是决定轴承尺寸的关键因素:

相同外形尺寸下,滚子轴承的承载能力优于球轴承;

球轴承适用于轻载或中载工况,滚子轴承则更适合承受重载。

从载荷类型来看:

承受纯径向载荷时,可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承;

承受纯轴向载荷时,可选用推力球轴承、推力圆柱滚子轴承;

承受径向与轴向复合载荷时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承;

若径向载荷大、轴向载荷小,可选用深沟球轴承,或内、外圈带挡边的圆柱滚子轴承;

若存在轴或壳体变形较大、安装对中性差的情况,可选用调心球轴承、调心滚子轴承;

若轴向载荷大、径向载荷小,可选用推力角接触球轴承、四点接触球轴承;若还需具备调心性能,则选用推力调心滚子轴承。

三、工作转速

滚动轴承的工作转速主要取决于其允许的工作温度,摩擦阻力小、内部发热量少的轴承更适合高速运转:

仅承受径向载荷时,深沟球轴承与圆柱滚子轴承可达到较高转速;

承受复合载荷时,应选用角接触球轴承,经特殊设计的高精度角接触球轴承可实现极高转速;

各类推力轴承的转速均低于径向轴承。

四、旋转精度

对于大多数机械设备,0 级公差的轴承已能满足主机要求;但当对轴的旋转精度有严格要求(如机床主轴、精密机械设备及仪器仪表)时,应选用公差等级更高的轴承,如深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承及推力角接触球轴承。

五、刚度要求

滚动轴承的刚度由其承受载荷时的弹性变形决定,通常变形量较小,可忽略不计。但在部分设备(如机床主轴系统)中,轴承的静刚度与动刚度对系统特性影响显著:

一般而言,滚子轴承的刚度高于球轴承;

通过合理 “预紧”,各类轴承的刚度均可得到不同程度的提升。

六、振动与噪声

轴承本身的噪声和振动通常较低,但对于中小型电机、办公机械、家用电器及对噪声和运行稳定性有特殊要求的仪器,应选用低噪声轴承。

七、轴向位移补偿

轴承最常见的配置方式为:在轴的一端安装一组轴向定位的 “固定轴承”,另一端安装一组可轴向移动的 “浮动轴承”,以避免轴因热胀冷缩而卡滞。

常用的 “浮动轴承” 为内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承,此时内圈与轴的配合、或外圈与壳体孔的配合可采用过盈配合;

有时也可选用不可分离的深沟球轴承或调心滚子轴承作为浮动轴承,但安装时需使内圈与轴、或外圈与壳体孔采用间隙配合,确保内圈或外圈具备足够的轴向移动自由度。

八、摩擦扭矩

球轴承的摩擦阻力小于滚子轴承;

纯径向载荷下,径向接触轴承的摩擦阻力较小;纯轴向载荷下,轴向接触轴承的摩擦阻力较小;复合载荷下,轴承接触角与载荷角接近的角接触轴承摩擦阻力最小;

对摩擦扭矩有低要求的仪器和机械设备,更适合选用球轴承或圆柱滚子轴承;

此外,低摩擦扭矩轴承应避免采用接触式密封,同时建议采用滴油润滑、油气润滑或其他有助于减少磨损的润滑方式。

九、安装与拆卸

对于需频繁安装拆卸的机械设备,应选用内孔为圆柱形的轴承,优先考虑可分离式角接触球轴承、圆锥滚子轴承、可分离式圆柱滚子轴承、滚针轴承及推力轴承;

内孔为圆锥形的轴承可直接安装在圆锥轴颈上,或借助锁紧套、退卸套安装在圆柱形轴颈上,安装与拆卸更为便捷。

 

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