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轴承过盈量的计算及内部游隙与预紧力的选取

来源:轴承厂 时间:2025/1/19

1.轴承最大最小配合过盈量的选择原则

需要采用过盈配合的场合,过盈量的选择应考虑下列因素:

最小过盈量

1)径向载荷造成过盈量减少

2)温差造成过盈量减少

3)配合面表面粗糙度造成过盈量减少。

最大过盈量

过盈配合安装的套圈承受拉或压应力,过大的过盈量可能造成套圈断裂及轴承寿命缩短。请参阅下述的最大过盈量值计算值。

小于轴径的1/。

必要过盈量的计算公式,即受径向载荷、温差、配合面表面粗糙度等因素干扰时的最小过盈量。

1)径向载荷与必要过盈量

轴承承受径向载荷的场合,内圈及轴的过盈量减少。为确保有效过盈量,必要过盈量由下式计算:

式中,

△dFr:考虑径向载荷的必要有效过盈量μm;

d:轴承内径mm;

B:内圈宽度mm;

Fr:径向载荷N(kgf);

Cor:基本额定静载荷N(kgf)。

2)温差与必要过盈量

轴承旋转发热造成内圈与轴产生温差的场合,内圈和轴径的过盈量减少。为确保有效过盈配合,必要过盈量由下式计算:

式中,

△aT:考虑温差的必要有效过盈量μm;

△T:轴承与周围环境的温差℃;

d:轴承内径mm。

3)配合面的粗糙度与必要过盈量

配合使配合面变得光洁(粗糙度降低),使过盈量减少。过盈量的减少量取决于配合面粗糙度,通常的减少量如下:

磨削轴:1.0~2.5μm

车削轴:5.0~7.0μm

2.与轴承配合的公差选取

由于其需要考虑轴承种类以及轴承所在工况,较为繁多复杂,请以厂家提供的公差建议进行选取,再次不在叙述。

3.轴承内部游隙

所谓轴承内部游隙,是指轴承未安装到轴或轴承座前的状态。固定内圈或外圈中的任意一个,未固定的套圈沿径向或轴向移动时的移动量称之为轴承的内部游隙。按照移动方向分别称为径向内部游隙和轴向内部游隙。

1)轴承内部游隙选择

轴承旋转状态的游隙(工作游隙),由于轴承配合以及内外圈温差的原因,一般小于初始游隙。工作游隙影响轴承的寿命、发热、振动以及噪音。必须有适合的工作游隙。

2)轴承内部游隙的选择基准

理论上讲,轴承处于正常平稳旋转状态下的工作游隙,处于稍负游隙时,轴承寿命最长。但实际上实现这种良好状态是非常困难的。因为任何应用工况的改变都可能导致轴承的负游隙绝对值增大,轴承寿命显著缩短或导致异常发热。因此,通常以工作游隙值稍正为目标选择轴承初始内部游隙。

4.轴承预紧

轴承一般运转于稍正的内部游隙状态下,但根据用途,有时会对轴承预先施加一定载荷,使轴承处于稍负的内部游隙状态下运转。轴承的这种应用方法称为“预紧方法”,多用于角接触球轴承及圆锥滚子轴承。

1)预紧目的

轴承施加预紧之后,滚动体与滚道面接触区始终存在弹性压应力,从而产生如下的效果:

(1)提高主轴刚性,载荷作用下也不容易产生内部游隙

(2)提高轴的固有振动频率,适宜于高速旋转

(3)抑制轴的跳动,提高旋转精度与定位精度

(4)降低振动及噪声

(5)降低滚动体的公转打滑、自旋滑动及陀螺滑动,减少蹭伤

(6)防止外界振动造成的微动磨损。

但是,过度的预紧会引起寿命缩短、异常发热、旋转摩擦力矩增加等,因此,必须充分考虑用途及预紧目的,决定合适的预紧量。

用于电机的深沟球轴承施加预紧,预紧不因载荷及温度变化而变化,从而保持精度,防止振动和噪声,采用螺旋弹簧、碟形弹簧施加预紧深沟球轴承,预紧力一般为(4~10d)N。

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