轴承知识
轴承的种类、选型和基本知识分析
1、轴承分类
按摩擦性质分:滑动轴承和滚动轴承;
按承载方向和公称接触角分:向心轴承(承受轴向力,0≤a≤45)和推力轴承(承受轴向力,45<a≤90);
2、常用轴承分类选择应用场景
(1)跟载荷大小及性质选:
载荷大或冲击大—选滚子轴承(线接触);
载荷小或冲击小—选球轴承(点接触);
(2)根据载荷方向选
纯径向载荷—选深沟球轴承(6)、圆柱滚子轴承(N);
纯轴向载荷—选推力轴承(5或8);
径向轴向载荷—角接触球轴承(7)、圆锥滚子轴承(3)深沟球轴承(轴向载荷不大时)
(3)根据转速的高低选
转速高—选球轴承;
转速低—选滚子轴承;
(4)根据回转精度选
精度要求高—选球轴承;
(1)深沟球轴承应用范围最广的一类轴承,主要用以承受径向载荷,也可承受一定的轴向载荷。
(2)调心球轴承有两列钢球,承受径向载荷为主,具有自动调心的性能。此类轴承主要用在联合收割机等农业机械、鼓风机、造纸厂、纺织机械、木工机械、桥式吊车走轮及传动轴上。
(3)角接触球轴承极限转速较高,可以同时承受径向载荷和轴向载荷,也可以承受纯轴向载荷,其轴向载荷能力由接触角(载荷作用线与轴承径向平面之间的夹角)决定,并随接触角增大而增大。此类轴承适用于支承间距不大,刚性好的双支承轴上,如机床主轴,尤其是磨床砂轮轴,内燃机液力变速箱、蜗杆减速器、电钻、离心机和增压器等。
(4)圆柱滚子轴承属于分离型轴承。此类轴承一般只用于承受径向载荷。此类轴承主要用于大型电机、机床主轴、车床主轴、柴油机曲轴以及汽车、拖拉机的变速箱等。
(5)调心滚子轴承具有两列滚子,主要用于承受径向载荷,同时也能承受任一方向的轴向载荷。有高的径向载荷能力,特别适用于重载荷或振动载荷下工作,但不能承受纯轴向载荷。调心性能良好,能补偿同轴度误差。主要用于轧钢机。
(6)圆锥滚子轴承主要是用于承受径向载荷为主的径向与轴向联合载荷,而大锥角圆锥滚子轴承可以用于承受以轴向载荷为主的径、轴向联合载荷。此种轴承为分离型轴承。此类轴承多用于汽车后桥轮毂、大型机床主轴、大功率减速器、车床轴箱、输送装置的滚轮,以及轧钢机的支承辊和工作辊上。
(7)推力球轴承是分离型轴承,该接触角为90°只能承受轴向载荷,极限转速低。此类轴承常用于立式钻床、立式水泵、车床顶针座、机床主轴、汽车离合器、蜗杆减速器、千斤顶、阀门、钻探机转盘、起重机和天车吊钩等机械中。
3、滚动轴承公差轴承
分6个公差等级,由高到低P2,P4,P5,P6,P0
4、轴承公差
(1)一般采用动圈过盈,静圈间隙(轴承内径与轴过盈防止蠕动,轴承外径与孔间隙释放热膨胀);
(2)要求不高的场合,轴承与轴采用基孔制,轴承与孔采用基轴制;
(3)重载/冲击/高刚性,增加过盈;
(4)薄壁/铸件/剖分,松孔配;
(5)角接触/圆锥配对,常成对使用并预紧。
5、角接触轴承配置方法及应用场景
(1)面对面(DF-X型布置)
应用场景:主要承受单向轴向载荷但需双向定位的短轴、对倾覆刚性要求不高、轴热膨胀量小的应用(如小型电机、某些泵的轴、一些传动轴)。
(2)背对背(DB-O型布置)
应用场景:机床主轴(特别是需要高刚性和精度铣削、车削主轴)、齿轮箱输出轴、承载较大倾覆力矩的场合(如立式泵、立式电机)、汽车差速器小齿轮轴。
(3)串联配置(DT-并列布置)
应用场景:需要承受极大单向轴向载荷的场合,如大型立式水轮发电机推力轴承、大型离心泵、某些挤出机螺杆支撑。
6、轴承支撑形式及应用场景
(1)固定—游动
应用场景:长轴系(如数控车床滚珠丝杆),温差大工况(如冶金设备传动轴);
(2)固定—固定
应用场景:高精度机床主轴、风电主轴;
(3)游动—游动
应用场景:人字齿轮场合(防止齿轮卡死)
7、轴承选型计算
对一般运转的轴承,主要失效形式是疲劳点蚀,应按基本额定动载荷进行寿命计算。
对于不转,摆动或转速极低(n≤10 r/min)的轴承,主要失效形式是塑性变形,故应按额定静负荷进行强度计算(不在本软件考虑范围)。
(1)根据负载方向选轴承种类
(2)假设一般运行,轴承计算
(a)样册查轴承基本额定动载荷C
(b)寿命指数ε
(c)计算当量载荷P
P=XFr+YFa
Fr和Fa为径向和轴向实际载荷,X和Y分别为径向和轴向载荷系数
若工作中有冲击和振动,需用载荷系数fd修正
P=fd(XFr+YFa)
e值为轴向载荷影响系数
当Fa/Fr≤e时,X=1,Y=0,轴向载荷忽略不计;
当Fa/Fr>e时,查表得XY值,计算当量载荷;
(d)计算寿命
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