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​机械设计丨滚动轴承的组合设计--收藏备用

 张景涛 2022-10-26 发布于辽宁

选择正确的轴承类型及尺寸后,还要考虑轴承与其他零件之间的相对关系。即以轴承组合为主体的配套设计包括轴承轴向固定、轴承组合的调整、轴承与其他零件的配合装拆等机械结构的设计。

文末附轴承拆卸视频,请收藏后观赏。

预计阅读时间:8分钟

滚动轴承常用于机械设备中轴类零件的支承。滚动轴承能够使轴的运转精度得到保障能够发挥轴承的性能。支承结构的设计需要综合多方面的因素进行考虑比如轴承的配置、轴承的固定、轴向定位结构与调整、轴承游隙调整、轴的热膨胀补偿、轴承的润滑和密封等问题。

滚动轴承的固定

1、轴承配置
轴类零件通常采用前后双点支承结构,每个支承由1或2个以上轴承组成。可根据轴的载荷方向来选择轴承布局。向心轴承对称布置,可以适用于纯径向载荷的轴,同型号的角接触轴承,可以适用于受径向和轴向载荷作用的轴。两个角接触轴承的配置可采用下3种方式之一。

(1)背对背排列外圈宽面相对即称为背对背,背对背排列适用于载荷作用中心处于轴承中心线之外的结构形式。这种排列方式优点较多,比如支点间跨距大悬臂长度较小其末端刚性大。当轴受热膨胀伸长时,轴承游隙将变大,因此轴承不会出现卡死。如果采用预紧安装,预紧量将会在轴受热膨胀伸长时减小。

     

(2)串联排列外圈外圈宽面都朝向一侧即称为串联排列,适用于载荷作用中心处于轴承中心线同一侧的结构形式。

     

(3)面对面排列外圈面相对即称为面对面,面对面适用于排列载荷作用中心处于轴承中心线之内的结构形式这种排列方式结构相对简单、装拆方便。但是,当轴受热伸长时由于轴承游隙减小非常容易造成轴承卡顿或卡死因此要注意轴承游隙的调整。

            

2、支承结构的基本形式

轴的径向自由度通常由两个轴承支承共同限定而轴向位则可以有多种不同的限位方式,机械工程中常见支承结构有以下3种基本形式。

(1)两端固定支承两个支承点分别限制轴的一个方向的轴向位移,称为两端固定支承。两端固定支承适用于轴类零件所受纯径向载荷或轴向载荷小的综合载荷作用通常采用滚动轴承组成两端固定支承在其中一个支承使轴承外与外壳孔间采用过渡的配合同时轴承外圈与端预留少量的空隙,以提供轴的热膨胀空间

(2)两端游动支承轴类零件的两端不需要确定的轴向限位称为两端游动支承。轴向位置已由其余结构件限定的场合用于两端游动支承如人字齿轮轴支承不需要调整的轴承均可用作游动支承角接触轴承不适宜做游动支撑。

2端游动支撑,圆柱滚子轴承一个圈是没挡边的,滚子可以轴向动,不能受轴向力。

(3)一端固定一端游动支承为保证轴在此方向上的轴向定位,使轴类零件的一个支承端能够确保轴向部件相对固定即称为固定端。为补偿因制造安装误差及变形所引起的长度变化,使轴的另一支承端,能够相对轴向移动即称为游动端。

滚动轴承组合的调整


1、滚动轴承游隙的调整

为保证轴在轴承中稳定的运转和轴受热时有足够的伸长空间,轴承装配过程中需把控微调游隙轴承游隙承受载荷的滚动体数量减少滚动体磨损加快以及旋转精度降低,引振动和噪声。特别是有较大外部冲击时,影响更明显。轴承游隙轴承运转时发热和磨损较快随之而来是轴承寿命降低。显然了让轴承能够正常工作轴承游隙值需调整和控制比如,可以用圆螺母来调整推力球轴承的径向游隙。

2、轴承组合位置的调整

设计上使轴承能够沿轴向微调,能够满足轴上零件位置精度的要求。比如锥齿轮传动,为了使其正确啮合就要求两个节锥顶点相重合。此时就需要调整轴承座的相对位置。

3、轴承的预紧

对某些可调游隙的轴承比如6(深沟球轴承)、7(角接触轴承)类,在安装时给予一定的轴心压紧力,使内外圈产生相对位移来消除游隙,并在内外圈和滚动体接触处产生弹性预变形,可以提高轴的旋转精度和刚度,此方法称为轴承的预紧。预紧力可以利用增减调整垫片来调节。


滚动轴承的配合

滚动轴承是机械行业标准件。轴承外圈外径D滚动轴承的公差与配与外壳孔的配合使用基轴制如K6、K7。轴承内圈内径d与轴颈的配合使用基孔制如j6、k6公差选用原则是动圈过盈,定圈间隙或过渡。一般情况下,轴承外径与轴承座孔的配合不取过盈配合,因为要预留轴承工作时的热膨胀量(0-0.005)

轴承的装拆

设计轴承安装结构时,应考虑有利于轴承的装拆如下,以避免在装拆过程中损坏轴承和其他零件。

紧定套是带锥形孔的轴承在圆柱轴上定位时最常用的部件,因为这种轴套可用于光轴或阶梯轴。这种轴套容易安装,不需要在轴上另外固定。在光轴上使用紧定套时,轴承可在轴上任何位置定位。在阶梯轴上同阶梯环一起使用时,轴承可轴向精确定位,还方便了轴承的退卸。

紧定套用于将圆锥孔调心轴承(调心球轴承调心滚子轴承)固定在无轴肩轴上,结构简单,工作可靠,轴承调换方便、广泛使用于纺织、轻工、造纸、冶金、皮带运输及输送设备等行业。

退卸套主要用于将圆锥孔轴承固定在阶梯轴的圆柱型轴颈上。退卸套被压进靠在轴肩或类似固定装置的轴承内圈与轴之间。可使用螺母或端板来固定退卸套。

▼大牛自制轴承拆卸工具

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