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轴承与轴、轴承座的配合

2020-05-02 01:18

  轴承与轴、轴承座的配合_机械/仪表_工程科技_专业资料。高手分享轴承与轴、轴承座的配合 在论坛里经常看到社友讨论轴承与轴、轴承座的配合问题。由于轴承是标准件, 尺寸公差是定死了的, 这个配合问题也就成了怎么确定轴、轴承座的尺寸公差问 题。截图来自舍弗勒的轴

  高手分享轴承与轴、轴承座的配合 在论坛里经常看到社友讨论轴承与轴、轴承座的配合问题。由于轴承是标准件, 尺寸公差是定死了的, 这个配合问题也就成了怎么确定轴、轴承座的尺寸公差问 题。截图来自舍弗勒的轴承综合样本 HR1。 还有轴承座的配合 以上是轴承配合的基本原则。 但是原则并不是放之四海而皆准滴,原则更像世界 纪录---是用来打破的。打破之前你得权衡下打破原则的得与失,或者说利和弊。 轧机轴承内圈与轴的间隙配合就是一个经典的打破轴承配合基本原则的案例。 基 本原则也没有包括一些特殊情况---如空心轴、轻金属轴承座等情况。这种情况要 选更紧的配合,要多紧,可以计算。 还有推力轴承的配合。截图同样来自舍弗勒样本 HR1。 推力轴承之轴承座 正确选择轴承配合,首先要搞清楚轴承的工况,特别是受到什么性质的载荷。载 荷分点载荷与圆周载荷,区分这两种载荷,是正确选择轴承配合的前提。 说轧机轴承内圈与轴松配合, 这说法不准确;不是所有轧机中的轴承内圈与轴都 是松配合的。而是在轧机中有些轴承内圈与轴是松配合,如 4 列圆锥,及有些 4 列圆柱。 轴、轴承座与轴承配合公差 1)轴承配合一般都是过渡配合,但在有特殊情况下可选过盈配合,但很少。 因为轴承与轴配合是轴承的内圈与轴配合,使用的是基孔制,本来轴承是应该完 全对零的, 我们在实际使用中也完全可以这样认为,但为了防止轴承内圈与轴的 最小极限尺寸配合时产生内圈滚动,伤害轴的表面,所以我们的轴承内圈都有 0 到几个 μ 的下偏公差来保证内圈不转动,所以轴承一般选择过渡配合就可以了, 即使是选择过渡配合也不能超过 3 丝的过盈量。 配合精度等级一般就选 6 级,有的时候也要看材料,还有加工工艺,理论上 7 级有点偏底了,5 级配合的话就要用磨。 我一般选用是:轴承内圈与轴配合轴选 k6 轴承外圈与孔配合孔选 K6 或 K7 2)轴承与轴的配合公差标准 ①当轴承内径公差带与轴公差带构成配合时, 在一般基孔制中原属过渡配合的公 差代号将变为过赢配合,如 k5、k6、m5、m6、n6 等,但过赢量不大;当轴承 内径公差代与 h5、h6、g5、g6 等构成配合时,不在是间隙而成为过赢配合。 ②轴承外径公差带由于公差值不同于一般基准轴,也是一种特殊公差带,大多情 况下,外圈安装在外壳孔中是固定的,有些轴承部件结构要求又需要调整,其配 合不宜太紧,常与 H6、H7、J6、J7、Js6、Js7 等配合。 附 一般情况下,轴一般标 0~+0.005 如果是不常拆的线 的过盈配合就可以了, 如果要常常的拆装就是过渡配合就可以了。我们还要考虑 到轴材料本身在转动时候的热胀,所以轴承越大的线 的间 隙配合, 最大也不要超过 0.01 的间隙配合。 还有一条就是动圈过盈, 静圈间隙。 配合公差(fit tolerance)是指组成配合的孔、轴公差之和。它是允许间隙 或过盈的变动量。 孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。 孔和轴配合公差的大小表示 孔和轴的配合精度。 孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配 合性质。配合公差的大小=公差带的大小;配合公差带大小和位置=配合性质。 配合公差的等级与公差带 公差等级的选择 与轴承配合的轴或轴承座孔的公差等级与轴承精度有关。与 P0 级精度轴承配合 的轴,其公差等级一般为 IT6,轴承座孔一般为 IT7。对旋转精度和运转的平稳 性有较高要求的场合(如电动机等),应选择轴为 IT5,轴承座孔为 IT6。 公差带的选择 当量径向载荷 P 分成“轻”、“正常”和“重”载荷等几种情况,其与轴承的额定动载 荷 C 之关系为:轻载荷 P≤0.06C 正常载荷 0.06C<P≤ 0.12C 重载荷 0.12C<P 1) 轴公差带 安装向心轴承和角接触轴承的轴的公差带参照相应公差带表。 就大多数场合而言, 轴旋转且径向载荷方向不变, 即轴承内圈相对于载荷方向旋转的场合,一般应选 择过渡或过盈配合。 静止轴且径向载荷方向不变,即轴承内圈相对于载荷方向是 静止的场合,可选择过渡或小间隙配合(太大的间隙是不允许的)。 2)外壳孔公差带 安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带参照相应公差带表。 选择时注意对于 载荷方向摆动或旋转的外圈, 应避免间隙配合。当量径向载荷的大小也影响外圈 的配合选择。 3) 轴承座结构形式的选择 滚动轴承的轴承座除非有特别需要,一般多采用整体式结构,剖分式轴承座只是 在装配上有困难, 或在装配上方便的优点成为主要考虑点时才采用,但它不能应 用于紧配合或较精密的配合, 例如 K7 和比 K7 更紧的配合, 又如公差等级为 IT6 或更精密的座孔,都不得采用剖分式轴承座。 [编辑本段]轴承与轴的配合公差标准 ①当轴承内径公差带与轴公差带构成配合时, 在一般基孔制中原属过渡配合的公 差代号将变为过赢配合,如 k5、k6、m5、m6、n6 等,但过赢量不大;当轴承 内径公差代与 h5、h6、g5、g6 等构成配合时,不在是间隙而成为过赢配合。 ②轴承外径公差带由于公差值不同于一般基准轴,也是一种特殊公差带,大多情 况下,外圈安装在外壳孔中是固定的,有些轴承部件结构要求又需要调整,其配 合不宜太紧,常与 H6、H7、J6、J7、Js6、Js7 等配合。 一般情况下,轴一般标 0~+0.005 如果是不常拆的线 的过盈配合就可以了, 如果要常常的拆装就是过渡配合就可以了。我们还要考虑 到轴材料本身在转动时候的热胀,所以轴承越大的线 的间 隙配合, 最大也不要超过 0.01 的间隙配合。 还有一条就是动圈过盈, 静圈间隙。 内圈 m6 n6 p6 外圈 H7 G7K7 这是正常内圈旋转的配合 外圈旋转时 内圈 h6 k6,外圈 M6 N6 双 H 配合 一般不要采用 因为国内加工能力不行 孔和轴尺寸和形状达不到要求 的话会跑外圈 ①当轴承内径公差带与轴公差带构成配合时, 在一般基孔制中原属过渡配合的公 差代号将变为过赢配合,如 k5、k6、m5、m6、n6 等,但过赢量不大;当轴承内 径公差代与 h5、h6、g5、g6 等构成配合时,不在是间隙而成为过赢配合。 ②轴承外径公差带由于公差值不同于一般基准轴,也是一种特殊公差带,大多情 况下,外圈安装在外壳孔中是固定的,有些轴承部件结构要求又需要调整,其配 合不宜太紧,常与 H6、H7、J6、J7、Js6、Js7 等配合。 一般情况下,轴一般标 0~+0。005 如果是不常拆的线 的过盈配合就可以了,如果要常常的拆装就是过渡配合就可以了。我们还要 考虑到轴材料本身在转动时候的热胀,所以轴承越大的线 的间隙配合,最大也不要超过 0.01 的间隙配合。还有一条就是动圈过盈,静圈 间隙。 滚动轴承是一种标准化部件,具有摩擦力小、容易起动及更换简便等优点。我们 在日常维修或从事机械设计时,合理、正确选择轴承配合是至关重要的。 1 轴承配合的选择方法 正确选择轴承配合, 对保证机器正常运转、提高轴承的使用寿命和充分利用轴承 的承载能力关系很大。 滚动轴承配合的选择主要是根据轴承套圈承受负荷的性质 和大小,并结合轴承的类型、尺寸、工作条件、轴与壳体的材料和结构以及工作 温度等因素综合考虑。 (1)套圈是否旋转 当轴承的内圈或外圈工作时为旋转圈,应采用稍紧的配合,其过盈量的大小应使 配合面在工作负荷下不发生“爬行”,因为一旦发生爬行,配合表面就要磨损,产 生滑动,套圈转速越高,磨损越严重。轴承工作时,若其内圈或外圈为不旋转套 圈,为了拆装和调整方便,宜选用较松的配合。由于不同的工作温升,将使轴颈 或外壳孔在纵向产生不同的伸长量。因此在选择配合时,以达到轴承沿轴向可以 自由移动、消除支撑内部应力为原则。但是间隙过大就会降低整个部件的刚性, 引起振动,加剧磨损。 (2)负荷类型 轴承套圈承受径向负荷, 按照负荷与套圈的相对运动关系可以分为以下三种类型。 ①局部负荷 局部负荷是指作用于轴承上的合成径向负荷 F,与套圈相对静止,即 F,由套圈 的局部滚道承受。 ②循环负荷 循环负荷是指作用于轴承上的合成径向负荷 F,与套圈相对旋转,即 F,顺次地 作用在套圈滚道的整个圆周卜。 ③摆动负荷 摆动负荷是指作用于轴承上的合成径向负荷与套圈在一定的区域内相对摆动, 轴 承承受一个方向不变的径向负荷 F 和一个旋转负荷 F。 而 FF , 则它们的合成径 向负荷 F 在固定套圈的一段滚道内相对摆动。 承受局部负荷的套圈应选较松的过 渡配合或间隙较小的配合, 以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动套圈转位,使套圈 受力均匀, 延长轴承的使用寿命。承受循环负荷的套圈应选过盈配合或较紧的过 渡配合, 其过盈量的大小, 以不使套圈与轴或壳体孔配合表面产生爬行现象为原 则。承受摆动负荷时,其配合要求与循环负荷相同或稍松些。 (3)负荷大小 轴承套圈与轴颈和外壳配合的最小过盈量取决于负荷的大小。当 P/c≤ 0.07 时 为轻负荷当 0.07P/c≤ 0.15 时为正常负荷;P/c0.15 时为重负荷。承受冲 击负荷或重负荷的套圈,容易产生变形,使配合面受力不均匀,引起配合松动, 因此应选择较紧的配合,即最小过盈量应越大。承受轻负荷的套圈,应选择较松 的配合。 (4)其他因素 ①工作温度的影响 轴承工作时, 由于摩擦发热和其他热源的影响,套圈的温度高于与其相配合零件 的温度。 内圈的热膨胀会引起它与轴颈的配合松动,而外圈的热膨胀则会引起它 与外壳孔的配合变紧。因此,轴承的工作温度较高时,应对选用的配合适 ②旋转精度和旋转速度的影响 对于承受负荷较大且要求较高旋转精度的 轴承,为了消除弹性变形和振动的影响,应避免采用有间隙的配合。而对一些精 密机床的轻负荷轴承, 为了避免和轴的形状误差对轴承精度的影响,常采用有间 隙的配合。一般认为轴承的旋转速度越高,配合应越紧。 ③安装和拆卸轴承的条件 考虑轴承安装与拆卸方便, 宜采用较松的配合,对重型机械用的大型和特大型轴 承,这点尤为重要。如要求装拆方便而又需要紧配合时,可采用分离型轴承,或 采用内圈带锥孔、带紧定套和退卸槽的轴承。另外,下列情况下轴承配合应适应 当选紧些:尺寸大的轴承比尺寸小的轴承;空心轴颈比实心轴颈;薄壁壳体比厚 壁壳体;轻合金壳体比钢或铸铁壳体;整体式壳体比部分壳体。 3 结束语 总之,影响滚动轴承配合选用的因素很多,在选择配合时,必须各种因素综合考 虑,并结合实际工作的类比法,方可达到最佳的配合状态。 轴承的配合:轴及外壳的尺寸公差 ,轴承配合的选择 轴及外壳的尺寸公差 公制系列的轴及外壳孔的尺寸公差已由 GB/T275-93《滚动轴承与轴和外壳的配 合》标准化,从中选定尺寸公差即可确定轴承与轴或外壳的配合。 配合的选择 配合的选择一般按下述原则进行。 根据作用于轴承的负荷方向、 性质及内外圈的哪一方旋转,则各套圈所承受的负 荷可分为旋转负荷、 静止负荷或不定向负荷。承受旋转负荷及不定向负荷的套圈 应取静配合(过盈配合),承受静止负荷的套圈,可取过渡配合或动配合(游隙 配合)。 轴承负荷大或承受振动、冲击负荷时,其过盈须增大。采用空心轴、薄壁轴承箱 或轻合金、塑料制轴承箱时,也须增大过盈量。 要求保持高旋转时,须采用高精度轴承,并提高轴及轴承箱的尺寸精度,避免过 盈过大。 如果过盈太大, 可能使轴或轴承箱的几何形状精度影响轴承套圈的几何 形状,从而损害轴承的旋转精度。 非分离型轴承(例如深沟球轴承)内外圈都采用静配合,则轴承安装、拆卸极为 不便,最好将内外圈的某一方采用动配合。 1)负荷性质的影响 轴承负荷根据其性质可分为内圈旋转负荷、外圈旋转负荷及不定向负荷,其与配 合的关系如表1所示: 2)负荷大小的影响 内圈在径向负荷作用下, 半径方向即被压缩又有年伸展,周长趋于微小增加因此 初始过盈将减少。过盈减少量可由下式计算: 这里: ⊿dF:内圈的过盈减少量,mm d:轴承公称内径,mm B:内圈公称宽度,mm Fr:径向负荷,N{kgf} Co:基本额定静负荷,N{kgf} 因此,当径向负荷为重负荷(超过 Co 值的 25%)时,配合必须比轻负荷时紧。 若是冲击负荷,配合必须更紧。 3)配合面粗糙度的影响 若考虑配合面的塑性变形, 则配合后的有效过盈受配合面加工质量的影响,近似 地可用下式表示: [磨削轴] ⊿deff=(d/(d+2))*⊿d......(3) [车削轴] ⊿deff=(d/(d+3))*⊿d......(4) 这里: ⊿deff:有效过盈,mm ⊿d:视在过盈,mm d:轴承公称内径,mm 4)温度的影响 一般来说,动转时的轴承温度高于周边温度,而且轴承带负荷旋转时,内圈温度 高于轴温,因此热膨胀将使有效过盈减少。 现设轴承内部与外壳周边的温差为⊿t 则不妨可假定内圈与轴在配合面的温差 近似地为(0.01-0.15)⊿t 。因此温差产生的过盈减少量⊿dt 可由式5计算: ⊿dt=(0.10 to 0.15)⊿t*α *d ≒0.0015⊿t*d*0.01......(5) 这里: ⊿dt:温差产生的过盈减少量,mm ⊿t:轴承内部与外壳周边的温差,℃ α :轴承钢的线/℃ d:轴承公称内径,mm 因此,当轴承温度高于轴温时,配合必须紧。 另外,在外圈与外壳之间,由于温差或线膨胀系数的不同,反过来有时过盈也会 增加。 因此在考虑利用外圈与外壳配合面之间的滑动避让轴的热膨胀时,需要加 以注意。 5)配合产生的轴承内部最大应力 轴承采用过盈配合安装时,套圈时会膨胀或收缩,从而产生应力。 应力过大时,有时套圈会破裂,需要加以注意。 配合产生的轴承内部最大应力可由表2的式子计算。百家了稳赢打法。作为参考值,取最大过盈不 超过轴径的 1/1000,或由表2的计算式得到的最大应力σ 不大于 120Mpa{12kgf/mm2}为安全。 表2配合产生的轴承内部最大应力 这里: σ :最大应力,MPa{kgf/mm2} d:轴承公称内径(轴径),mm Di:内圈滚道直径,mm 球轴承……Di=0.2(D+4d) 滚子轴承……Di=0.25(D+3d) ⊿deff:内圈的有效过盈,mm do:中空轴半径,mm De:外滚道直径,mm 球轴承……De=0.2(4D+d) 滚子轴承……De=0.25(3D+d) D:轴承公称外径(外壳孔径),mm ⊿deff:外圈的有效过盈,mm Dh:外壳外径,mm E:弹性模量,2.08×105MPa{21 200kgf/mm2} 6)其他 精确性要求特别高时,应提高轴与外壳的精度。与轴相比,一般外壳难加工、精 度低,因此放松外圈与外壳的配合为宜。 采用中空轴及薄壁外壳时,配合必须比通常紧。 采用双半型外壳时,应放松与外圈的配合。对于铸铝或轻合金外壳,配合必须比 通常紧一些

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