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進口軸承的選擇考慮因素

2015/6/27 9:06:12 次瀏覽 分類:新聞資訊

1)結(jié)構(gòu)
軸承按照承受載荷的方向可以分為向心軸承和推力軸承。向心軸承主要用于承受純徑向載荷如深溝球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。推力軸承主要用于承受純軸向載荷如推力球(滾子)軸承等。對于需要同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷作用的軸承,應視載荷作用的方向(或角度)、大小選擇帶接觸角的軸承,其承受載荷的能力隨接觸角的變化而變化,接觸角越大,軸向承載能力越大,而徑向承載能力下降,一般當軸承的載荷角小于45°時,選擇角接觸球軸承或圓錐滾子軸承等,當載荷角大于45“時,選擇推力角接觸軸承,該類軸承的軸向載荷能力一般大于徑向載荷能力。在選擇軸承接觸角時,理論接觸角應大于載荷角。深溝球軸承由于有游隙的存在,也可以承受一定量的軸向載荷;內(nèi)外圈帶有擋邊的圓柱滾子軸承,經(jīng)過特殊設(shè)計也具有承受一定的軸向載荷能力。
實際選擇軸承時,為同時滿足徑向和軸向載荷承載能力或速度要求還可以選擇各種結(jié)構(gòu)的組合軸承。
2)轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速較高、載荷較輕的可選擇深溝球軸承或角接觸球軸承,轉(zhuǎn)速較高載荷較重的可選擇圓柱滾子軸承或圓錐滾子軸承(有軸向載荷時)。推力軸承因結(jié)構(gòu)限制一般轉(zhuǎn)速較低。軸承樣本給出的極限轉(zhuǎn)速適用于載荷不大、潤滑和冷卻條件正常的0級公差軸承,選用軸承速度時可參考該值,一般軸承的工作轉(zhuǎn)速應低于該值,根據(jù)應用經(jīng)驗,高工作轉(zhuǎn)速可以取0.8倍的極限轉(zhuǎn)速。
3)尺寸
徑向安裝尺寸較小轉(zhuǎn)速較高的場合可以選擇直徑輕系列、寬度窄系列的軸承。載荷較大轉(zhuǎn)速較低的場合可以選擇滾針軸承,還可以選用單套圈或無套圈軸承。在保證軸承應用特性的前題下,減小軸承外形尺寸或與支承部件組合成為單元化是當前軸承發(fā)展的趨勢之一。
尺寸選擇時,需要考慮的另一個問題是軸承的疲勞壽命。一般情況下,軸承的外形尺寸越大,相應的疲勞壽命也越長。但片面地要求長壽命,會使機械的體積增大,制造成本增加。而過低的使用壽命,則給使用帶來麻煩。
4)載荷
在外形尺寸相同的情況下,滾子軸承的載荷容量大于球軸承。如受純徑(軸)向載荷應選擇向心(推力)類軸承,承受聯(lián)合載荷時,當徑向載荷大于軸向載荷時,可選擇接觸角小于45°的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,當軸向載荷大于徑向載荷時,可選擇推力角接觸軸承。有沖擊載荷時,可選擇圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承或調(diào)心滾子軸承等。
在轉(zhuǎn)速較低載荷較大的情況下,可以選用滿裝滾子軸承。重載荷還可以選擇雙列或四列軸承。

5)支承型式
由于軸的長度隨溫度變化會伸長或縮短,在設(shè)計時,一般將軸的一端固定而另一端在軸向可以自由游動。固定端軸承通常受聯(lián)合載荷作用,應選擇可以承受一定軸向力的軸承。而軸向游動支承軸承只承受徑向載荷,因此,應選用向心軸承,以避免軸承本身產(chǎn)生的附加軸向力,影響軸向游動,這類軸承主要有圓柱滾子軸承和滾針軸承。若兩個方向均需要軸向游動,可選擇內(nèi)圈或外圈無擋邊的軸承。若軸向游動較大時,根據(jù)載荷性質(zhì)內(nèi)圈或外圈可以采用間隙配合。若要限制一個方向的軸向游動可選擇內(nèi)圈或外圈有單擋邊的軸承。
6)精度
對于主機要求高旋轉(zhuǎn)精度、高轉(zhuǎn)速、不易維修、以及可靠性高的場合,需要選擇高于0級公差以上的軸承。并應提高軸和外殼的精度和剛度與之匹配。
7)游隙
軸承的游隙有原始游隙、安裝游隙和工作游隙。一般情況下原始游隙大,工作游隙小。游隙對軸承的使用有很大影響。因此,應合理地選擇游隙,使軸承的旋轉(zhuǎn)精度、溫升、振動及壽命等性能處于好狀態(tài)。
選擇軸承游隙時,對于輕載荷、高轉(zhuǎn)速、高精度、軸承工作溫度較低的場合可選擇較小的游隙組別,對于重載荷、沖擊載荷、工作溫度較高的場合可選擇較大的游隙組別。
8)剛度
進口軸承的彈性變形很小,在大多數(shù)應用場合不需要考慮剛性問題。只有在旋轉(zhuǎn)精度要求高的場合如主軸軸承、薄板軋機等軸承對剛度有要求。在尺寸相同的情況下,滾子軸承的剛度比球軸承大。在軸承結(jié)構(gòu)一定的情況下,通過施加預緊力也可以提高剛度,但所加的預緊力應通過設(shè)i十計算,過大的預緊力對軸承的溫度和疲勞壽命有影響??梢允┘宇A緊力的軸承有圓錐滾子軸承、角接觸球軸承、推力軸承等。
9)安裝與拆卸
為了檢測和維修的需要,在某些使用場合需要經(jīng)常安裝或拆卸軸承,這時可以選用內(nèi)、外圈可以分離的軸承以便于安裝和拆卸。可分離型軸承有圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承、推力軸承等。對于安裝和拆卸軸承不方便的場合在選擇軸承時,應考慮選用承載能力較高和精度較高的軸承。
10)調(diào)心性能
當軸承由于制造誤差或安裝定位誤差等原因,造成軸承內(nèi)外圈產(chǎn)生偏斜時,會因局部應力過大而影響使用。因此,在選擇軸承時,對于支承跨度大、多支點軸、支承精度相對較低、軸變形較大的場合可選擇調(diào)心軸承,外球面軸承等。
11)使用溫度
軸承的熱量來源于兩部分,一部分是軸承自身摩擦發(fā)熱產(chǎn)生的熱量,另一部分是軸承工作環(huán)境溢度傳導或輻射產(chǎn)生的熱Vo當軸承使用溫度超過一定限度時,軸承的材料組織和尺寸將發(fā)生變化,引起零件材料硬度下降、尺寸精度發(fā)生變化、配合量減小、游隙減小等問題。因此,如果軸承需要長時間在高溫狀態(tài)下工作,在選擇軸承時,應采用材料經(jīng)過高溫回火處理的軸承。還可以采用耐熱鋼材料制造軸承零件。
12)經(jīng)濟性
在選擇軸承時,價格也是需要考慮的一個重要因素。軸承的價格主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)、材料的品種和質(zhì)址、生產(chǎn)批量、制造精度等方面。相同尺寸的球軸承比滾子軸承價廉,軸承結(jié)構(gòu)越復雜零件越多價格越高。材料的品種和質(zhì)量不同,價格也不同,精度越高價格越高,制造精度高一個等級價格提高40%左右。所以,選擇進口軸承時以滿足使用要求即可,避免造成浪費。
1、正確選擇出能滿足約束條件的進口軸承,包括:合理選擇軸承和校核所選出的軸承是否能滿足強度、轉(zhuǎn)速、經(jīng)濟等方面的約束;
2、進行進口軸承部件的組合設(shè)計
進口軸承的選擇包括:合理選擇軸承的類型、尺寸系列、內(nèi)徑以及諸如公差等級、特殊結(jié)構(gòu)等。
一、類型選擇
選用進口軸承時,首先是選擇進口軸承的類型。選擇軸承的類型,應考慮軸承的工作條件、各類軸承的特點、價格等因素。和一般的零件設(shè)計一樣,軸承類型選擇的方案也不是的,可以有多種選擇方案,選擇時,應首先提出多種可行方案,經(jīng)深入分析比較后,再決定選用一種較優(yōu)的軸承類型。一般,選擇進口軸承時應考慮的問題主要有:
1、軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)。這是選擇軸承類型的主要依據(jù)。
 (1)載荷的大小與性質(zhì)
通常,由于球軸承主要元件間的接觸是點接觸,適合于中小載荷及載荷波動較小的場合工作;滾子軸承主要元件間的接觸是線接觸,宜用于承受較大的載荷;
 (2)載荷方向
若軸承承受純軸向載荷,一般選用推力軸承;若所承受的純軸向載荷較小,可選用推力球軸承;若所承受的純軸向載荷較大,可選用推力滾子軸承;若軸承承受純徑向載荷, 一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承;當軸承在承受徑向載荷的同時,還承受不大的軸向載荷時,可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,當軸向載荷較大時,可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu),分別承擔徑向載荷和軸向載荷。
2、軸承的轉(zhuǎn)速
通常,轉(zhuǎn)速較高,載荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時,宜選用球軸承;轉(zhuǎn)速較低,載荷較大或有沖擊載荷時,宜選用滾子軸承。
推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。工作轉(zhuǎn)速較高時,若軸向載荷不很大,可采用角接觸球軸承承受軸向載荷。
3、軸承的調(diào)心性能
當軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時,或因軸受力彎曲或傾斜時,會造成軸承的內(nèi)、外圈軸線發(fā)生偏斜。這時,應采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。
對于支點跨距大、軸的彎曲變形大或多支點軸,也可考慮選用調(diào)心軸承。
圓柱滾子軸承,滾針軸承以及圓錐滾子軸承對角度偏差敏感,宜用于軸承與座孔能保證同心、軸的剛度較高的地方。
值得注意的是,各類軸承內(nèi)圈軸線相對外圈軸線的傾斜角度是有限制的,超過限制角度,會使軸承壽命降低。
4、軸承的安裝和拆卸
當軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時,應優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承(如圓柱滾子軸承,滾針軸承、圓錐滾子軸承等)。當軸承在長軸上安裝時,為了便于裝拆,可以選用其內(nèi)圈孔為1:12的圓錐孔的軸承。
5、經(jīng)濟性要求
一般,深溝球軸承價格低,滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高,則價格愈高。選擇軸承時,必須詳細了解各類軸承的價格,在滿足使用要求的前提下,盡可能的降低成本。
二、尺寸系列、內(nèi)徑等的選擇
尺寸系列包括直徑系列和寬(高)度系列。選擇軸承的尺寸系列時,主要考慮軸承承受載荷的大小,此外,也要考慮結(jié)構(gòu)的要求。就直徑系列而言,載荷很小時,一般可以選擇超輕或特輕系列;載荷很大時,可考慮選擇重系列;一般情況下,可先選用輕系列或中系列,待校核后再根據(jù)具體情況進行調(diào)整。對于寬度系,一般情況下可選用正常系列,若結(jié)構(gòu)上有特殊要求時,可根據(jù)具體情況選用其它系列。
軸承內(nèi)徑的大小與軸頸直徑有關(guān),一般可根據(jù)軸頸直徑初步確定。
公差等級,若無特殊要求,一般選用0級,若有特殊要求,可根據(jù)具體情況選用不同的公差等級。
由于設(shè)計問題的復雜性,軸承的選擇不應指望一次成功,必須在選擇、校核乃至結(jié)構(gòu)設(shè)計的全過程中,反復分析、比較和修改,才能選擇出符合設(shè)計要求的較好的

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