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軸承的配合 配合的目的  配合的目的在于使軸承內(nèi)圈或外圈牢固地與軸或外殼固定,以免在相互配面上出現(xiàn)不利的軸向滑動(dòng)。
   這種不利的軸向滑動(dòng)(稱做蠕變)會(huì)引起異常發(fā)熱、配合面磨損(進(jìn)而使磨損鐵粉侵入軸承內(nèi)部)以及振動(dòng)等問題,使軸承不能充分發(fā)揮作用。
   因此對(duì)于軸承來說,由于承受負(fù)荷旋轉(zhuǎn),一般必須讓套圈帶上過盈使之牢固地與軸或外殼固定。

 
軸及外殼的尺寸公差  公制系列的軸及外殼孔的尺寸公差已由GB/T275-93《滾動(dòng)軸承與軸和外殼的配合》標(biāo)準(zhǔn)化,從中選定尺寸公差即可確定軸承與軸或外殼的配合。
配合的選擇  配合的選擇一般按下述原則進(jìn)行。
   根據(jù)作用于軸承的負(fù)荷方向、性質(zhì)及內(nèi)外圈的哪一方旋轉(zhuǎn),則各套圈所承受的負(fù)荷可分為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷、靜止負(fù)荷或不定向負(fù)荷。承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷及不定向負(fù)荷的套圈應(yīng)取靜配合(過盈配合),承受靜止負(fù)荷的套圈,可取過渡配合或動(dòng)配合(游隙配合)。
   軸承負(fù)荷大或承受振動(dòng)、沖擊負(fù)荷時(shí),其過盈須增大。采用空心軸、薄壁軸承箱或輕合金、塑料制軸承箱時(shí),也須增大過盈量。
   要求保持高旋轉(zhuǎn)時(shí),須采用高精度軸承,并提高軸及軸承箱的尺寸精度,避免過盈過大。如果過盈太大,可能使軸或軸承箱的幾何形狀精度影響軸承套圈的幾何形狀,從而損害軸承的旋轉(zhuǎn)精度。
非分離型軸承(例如深溝球軸承)內(nèi)外圈都采用靜配合,則軸承安裝、拆卸極為不便,最好將內(nèi)外圈的某一方采用動(dòng)配合。
1)負(fù)荷性質(zhì)的影響
   軸承負(fù)荷根據(jù)其性質(zhì)可分為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷、外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷及不定向負(fù)荷,其與配合的關(guān)系如表1所示:
軸承旋轉(zhuǎn)條件
圖  例
負(fù)荷性質(zhì)
配合方式
內(nèi)圈:旋轉(zhuǎn)
負(fù)圈:靜止
負(fù)荷方向:固定
  內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷
外圈靜止負(fù)荷
內(nèi)圈:采用靜配合(過盈配合)
外圈:可用動(dòng)配合(游隙配合)
內(nèi)圈:靜止
負(fù)圈:旋轉(zhuǎn)
負(fù)荷方向:與外圈同時(shí)旋轉(zhuǎn)
 
內(nèi)圈:旋轉(zhuǎn)
負(fù)圈:靜止
負(fù)荷方向:固定
內(nèi)圈靜止負(fù)荷
外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷
內(nèi)圈:可用動(dòng)配合(游隙配合)
外圈:采用靜配合(過盈配合)
內(nèi)圈:靜止
負(fù)圈:旋轉(zhuǎn)
負(fù)荷方向:與內(nèi)圈同時(shí)旋轉(zhuǎn)
2)負(fù)荷大小的影響
   內(nèi)圈在徑向負(fù)荷作用下,半徑方向即被壓縮又有年伸展,周長(zhǎng)趨于微小增加因此初始過盈將減少。過盈減少量可由下式計(jì)算:
      
         
      
這里:
   ⊿dF:內(nèi)圈的過盈減少量,mm
   d:軸承公稱內(nèi)徑,mm
   B:內(nèi)圈公稱寬度,mm
   Fr:徑向負(fù)荷,N{kgf}
   Co:基本額定靜負(fù)荷,N{kgf}
  因此,當(dāng)徑向負(fù)荷為重負(fù)荷(超過Co值的25%)時(shí),配合必須比輕負(fù)荷時(shí)緊。
   若是沖擊負(fù)荷,配合必須更緊。
3)配合面粗糙度的影響
   若考慮配合面的塑性變形,則配合后的有效過盈受配合面加工質(zhì)量的影響,近似地可用下式表示:
      
       [磨削軸]
           ⊿deff=(d/(d+2))*⊿d......(3)
       [車削軸]
           ⊿deff=(d/(d+3))*⊿d......(4)
      
這里:
   ⊿deff:有效過盈,mm
   ⊿d:視在過盈,mm
    d:軸承公稱內(nèi)徑,mm
4)溫度的影響
   一般來說,動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)的軸承溫度高于周邊溫度,而且軸承帶負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)圈溫度高于軸溫,因此熱膨脹將使有效過盈減少。
   現(xiàn)設(shè)軸承內(nèi)部與外殼周邊的溫差為⊿t 則不妨可假定內(nèi)圈與軸在配合面的溫差近似地為(0.01-0.15)⊿t 。因此溫差產(chǎn)生的過盈減少量⊿dt可由式5計(jì)算:
      
       ⊿dt=(0.10 to 0.15)⊿t*α*d
         ≒0.0015⊿t*d*0.01......(5)
      
這里:
   ⊿dt:溫差產(chǎn)生的過盈減少量,mm
   ⊿t:軸承內(nèi)部與外殼周邊的溫差,℃
    α:軸承鋼的線膨脹系數(shù),(12.5×10-6)1/℃
   d:軸承公稱內(nèi)徑,mm
  因此,當(dāng)軸承溫度高于軸溫時(shí),配合必須緊。
   另外,在外圈與外殼之間,由于溫差或線膨脹系數(shù)的不同,反過來有時(shí)過盈也會(huì)增加。因此在考慮利用外圈與外殼配合面之間的滑動(dòng)避讓軸的熱膨脹時(shí),需要加以注意。
5)配合產(chǎn)生的軸承內(nèi)部最大應(yīng)力  軸承采用過盈配合安裝時(shí),套圈時(shí)會(huì)膨脹或收縮,從而產(chǎn)生應(yīng)力。
   應(yīng)力過大時(shí),有時(shí)套圈會(huì)破裂,需要加以注意。
   配合產(chǎn)生的軸承內(nèi)部最大應(yīng)力可由表2的式子計(jì)算。作為參考值,取最大過盈不超過軸徑的1/1000,或由表2的計(jì)算式得到的最大應(yīng)力σ不大于120Mpa{12kgf/mm2}為安全。


表2 配合產(chǎn)生的軸承內(nèi)部最大應(yīng)力
軸與內(nèi)圈
外殼孔與外圈
  

這里:
   σ:最大應(yīng)力,MPa{kgf/mm2
    d:軸承公稱內(nèi)徑(軸徑),mm
    Di:內(nèi)圈滾道直徑,mm
      球軸承……Di=0.2(D+4d)
     滾子軸承……Di=0.25(D+3d)
    ⊿deff:內(nèi)圈的有效過盈,mm
    do:中空軸半徑,mm
    De:外滾道直徑,mm
      球軸承……De=0.2(4D+d)
      滾子軸承……De=0.25(3D+d)
    D:軸承公稱外徑(外殼孔徑),mm
    ⊿deff:外圈的有效過盈,mm
    Dh:外殼外徑,mm
    E:彈性模量,2.08×105MPa{21 200kgf/mm2}

6)其他
   精確性要求特別高時(shí),應(yīng)提高軸與外殼的精度。與軸相比,一般外殼難加工、精度低,因此放松外圈與外殼的配合為宜。
   采用中空軸及薄壁外殼時(shí),配合必須比通常緊。
   采用雙半型外殼時(shí),應(yīng)放松與外圈的配合。對(duì)于鑄鋁或輕合金外殼,配合必須比通常緊一些。
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