軸承常識(shí)大全 第二章 - 不同類型軸承的安裝
1. 不同類型軸承的安裝
深溝球軸承的安裝
深溝球軸承品種規(guī)格多，數(shù)量大，應(yīng)用廣泛。安裝方法比較簡(jiǎn)單，應(yīng)重點(diǎn)考慮配合選擇。它的內(nèi)圈與軸頸的配合過(guò)盈量可按下式計(jì)算：
式中
△d—軸承內(nèi)徑與軸頸之間和過(guò)盈量（μm）
d—軸承內(nèi)徑（mm）
B—軸承寬度（mm）
R—軸承徑向載荷（N）
ΔT—軸承內(nèi)部與殼體孔周圍之間的溫度差，一般取5—10℃
計(jì)算后，根據(jù)計(jì)算的過(guò)盈量，確定與軸的配合性質(zhì)，然后將軸加工至所需尺寸進(jìn)行安裝。
1. 滿裝滾針軸承的安裝
安裝滿裝滾針軸承，通常是利用輔助套筒進(jìn)行的。輔助輥、輔助套筒的外徑應(yīng)比軸直徑小0。1—0。3mm。安裝時(shí)，先將軸承外圈內(nèi)表面涂以潤(rùn)滑脂，靠緊內(nèi)表面貼放滾針（放入最后一根滾針時(shí)應(yīng)留有間隙），接著把代替軸頸或軸承內(nèi)圈的輔助輥或輔助套筒推入外圈孔內(nèi)，并使其端面對(duì)準(zhǔn)安裝軸端面或已安裝在軸上的軸承內(nèi)圈端面，然后用壓力機(jī)或手錘敲打施加壓力。這時(shí)，輔助輥或輔助套筒托住滾針不使?jié)L針掉出，軸頸以其自身的倒角將滾針掀起，隨著滾針軸承在軸頸上向里緩緩移動(dòng)，輔助輥或輔助套筒便慢慢退出，直至裝到工作位置為止。
滾針軸承也可以這樣安裝，即將輔助套筒外徑涂一薄層潤(rùn)滑油，套入軸承外圈，使輔助套筒和軸承外圈構(gòu)成一個(gè)環(huán)形孔，然后再于環(huán)形孔中裝滾針。裝完滾針之后，用工作軸將輔助套筒推出即可。
對(duì)于無(wú)內(nèi)圈或無(wú)外圈的滾針軸承，在安裝時(shí)，可先將軸或殼體孔的滾動(dòng)表面涂一薄層潤(rùn)滑脂，并把滾針依次緊貼于安裝部位的潤(rùn)滑脂上。貼放最后一根滾針時(shí)應(yīng)留有間隙，間隙的大小在滾針軸承的圓周上以0。5mm為宜。千萬(wàn)不能把最后一根滾針硬擠裝進(jìn)去，或者少裝一根滾針，因?yàn)橛矓D裝時(shí)，軸承會(huì)被卡死不能旋轉(zhuǎn)；少裝時(shí)，間隙過(guò)大，易造成軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾針發(fā)生扭擺和折斷。
這里特別指出，對(duì)于只有沖壓外圈的滾針軸承，由于外圈壁很薄，最好不用手錘敲打安裝，應(yīng)使用壓力機(jī)壓入。因?yàn)槭皱N敲打時(shí)，壓力不均勻，容易使?jié)L針軸承的外圈產(chǎn)生局部變形。
2. 圓錐滾子軸承的安裝
圓錐滾子軸承屬可分離型軸承，內(nèi)外圈可以分開。因此安裝時(shí)，可分別把內(nèi)圈保持架滾動(dòng)體組件壓裝于軸上，外圈單獨(dú)裝入軸承座孔內(nèi)，如圖2—3。利用套筒壓裝時(shí)，應(yīng)注意，必須使套筒一端置于外圈端面，不得置于傾斜的滾道面上。
圓錐滾子軸承多為成對(duì)安裝使用，如圖2—4。在安裝中應(yīng)重點(diǎn)把握三個(gè)方面：選擇安裝配合；調(diào)整軸向游隙；進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)溫度。
選擇安裝配合
圓錐滾子軸承的外圈與軸承座殼體孔不宜采用過(guò)盈配合，內(nèi)圈與軸頸的配合也不宜過(guò)緊，要求在安裝中使用螺母調(diào)整時(shí)應(yīng)能使其產(chǎn)生較靈活的軸向位移。因?yàn)閳A錐滾子軸承若采用過(guò)盈配合，易使軸承的接觸角改變，造成軸承載荷分布不均，引起高的溫升。故而，這類軸承的內(nèi)、外圈與軸頸和軸承座殼體孔的安裝配合，一般應(yīng)以雙手大拇指能將軸承剛剛推入軸頸與殼體孔為最好。
調(diào)整軸向游隙
對(duì)于圓錐滾子軸承的安裝軸向游隙，可用軸頸上的調(diào)整螺母、調(diào)整墊片和軸承座孔內(nèi)的螺紋，或用預(yù)緊彈簧等方法進(jìn)行調(diào)整。軸向游隙的大小，與軸承安裝時(shí)的布置、軸承間的距離、軸與軸承座的材料有關(guān)，可根據(jù)工作條件確定。對(duì)于高載荷高轉(zhuǎn)速的圓錐滾子軸承，調(diào)整游隙時(shí)，必須考慮溫升對(duì)軸向游隙的影響，將溫升引起的游隙減小量估算在內(nèi)，也就是說(shuō)，軸向游隙要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整得大一點(diǎn)。對(duì)于低轉(zhuǎn)速和承受振動(dòng)的軸承，應(yīng)采取無(wú)游隙安裝，或施加預(yù)載荷安裝。其目的是為了使圓錐滾子軸承的滾子和滾道產(chǎn)生良好接觸，載荷均勻分布，防止?jié)L子和滾道受振動(dòng)沖擊遭到破壞。調(diào)整后，軸向游隙的大小用千分表檢驗(yàn)。方法是先將千分表固定在機(jī)身或軸承座上，使千分表觸頭頂住軸的光潔表面，沿軸向左右推軸，表針的最大擺動(dòng)量即為軸向游隙值。
進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)溫度
為使圓錐滾子軸承的滾子與滾道接觸良好，并獲得合適的軸向游隙，在圓錐滾子軸承安裝和每次調(diào)整游隙后，均應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和檢測(cè)溫度。方法是先低速運(yùn)轉(zhuǎn)2—8分鐘，再中速試轉(zhuǎn)2小時(shí)，然后逐級(jí)提至高速。每級(jí)轉(zhuǎn)速試運(yùn)轉(zhuǎn)不得少于30分鐘，溫升率每小時(shí)不能超過(guò)5℃，最后的穩(wěn)定溫度不得超過(guò)70℃。
此外，在圓錐滾子軸承的安裝和調(diào)整游隙中，還應(yīng)注意，必須使圓錐滾子與內(nèi)圈大擋邊接觸良好。
1. 角接觸球軸承的安裝
角接觸球軸承的安裝比深溝球軸承復(fù)雜，多為成對(duì)安裝，并需采用預(yù)加載荷。安裝得好，可使主機(jī)的工作精度、軸承壽命大大提高；否則，不僅精度達(dá)不到要求，壽命也會(huì)受到影響。
1. 安裝形式
角接觸球軸承的安裝形式，有背對(duì)背、面對(duì)面和串聯(lián)排列三種。背對(duì)背（兩軸承的寬端面相對(duì)）安裝時(shí)，軸承的接觸角線沿回轉(zhuǎn)軸線方向擴(kuò)散，可增加其徑向和軸向的支承角度剛性，抗變形能力最大；面對(duì)面（兩軸承的窄端面相對(duì)）安裝時(shí)，軸承的接觸角線朝回轉(zhuǎn)軸線方向收斂，其地承角度剛性較小。由于軸承的內(nèi)圈伸出外圈，當(dāng)兩軸承的外圈壓緊到一起時(shí)，外圈的原始間隙消除，可以增加軸承的預(yù)加載荷；串聯(lián)排列（兩軸承的寬端面在一個(gè)方向）安裝時(shí)，軸承的接觸角線同向且平行，可使兩軸承分擔(dān)同一方向的工作載荷。但使用這種安裝形式時(shí)，為了保證安裝的軸向穩(wěn)定性，兩對(duì)串聯(lián)排列的軸承必須在軸的兩端對(duì)置安裝。
2. 預(yù)加載荷的獲得
預(yù)加載荷可通過(guò)修磨軸承中一個(gè)套圈的端面，或用兩個(gè)不同厚度的隔圈放在一對(duì)軸承的內(nèi)、外圈之間，把軸承夾緊在一起，使鋼球與滾道緊密接觸而得到。
預(yù)加載荷的大小對(duì)軸承使用壽命影響很大，據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)軸承裝配有0。012mm過(guò)盈量時(shí)，使用壽命降低38%，有0。016mm過(guò)盈量時(shí)，使用壽命降低50%；當(dāng)軸承裝配有0。004mm間隙時(shí)，使用壽命顯著下降，有0。008mm間隙時(shí)，使用壽命下降70%。因此，對(duì)預(yù)加載荷的大小進(jìn)行合理選擇，十分重要。一般高轉(zhuǎn)速宜選用小的預(yù)加載荷，低轉(zhuǎn)速宜選用大的預(yù)加載荷。同時(shí)，預(yù)加載荷應(yīng)稍大于或等于軸向工作載荷。
預(yù)加載荷的計(jì)算
選擇預(yù)加載荷時(shí)，最小預(yù)加載荷的計(jì)算公式如下：
Aomin=1.58tgaR±0.5A（N）
式中 R作用于軸承上的徑向載荷（N）
A作用于軸承上的軸向載荷（N）
A通過(guò)鋼球和滾道接觸點(diǎn)的直線與通過(guò)各鋼球中心平面的直線兩者之間的夾角（即公稱接觸角）：
7000C a=15°
7000AC a=25°
7000B a=40°
成對(duì)的軸承中每個(gè)軸承都按此式計(jì)算。式中“+”號(hào)用于軸向工作載荷使原有預(yù)公盈值減少的那一個(gè)軸承；“”號(hào)用于軸向工作載荷使原有預(yù)公盈值加大的那一個(gè)軸承。兩個(gè)成對(duì)軸承的最小預(yù)加載荷量Aomin應(yīng)按兩個(gè)軸承所求得的兩個(gè)值中的最大值選取（根據(jù)裝配經(jīng)驗(yàn)，一般取50N左右的預(yù)加載荷）。
預(yù)加載荷的調(diào)整
空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。角接觸球軸承經(jīng)裝配檢驗(yàn)合格后，要以工作轉(zhuǎn)速作空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，時(shí)間不少于2h，溫升應(yīng)不超過(guò)15℃。
1. 推力球軸承的安裝
軸圈與軸多采用過(guò)渡配合，座圈與軸多采用動(dòng)配合，且常常成對(duì)安裝。同時(shí)在安裝中，還應(yīng)注意檢驗(yàn)其軸向游隙，以及與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的軸圈和軸中心線的垂直度。
2. 圓錐孔軸承的安裝
圓錐孔軸承多為內(nèi)徑呈圓錐孔的調(diào)心球軸承、圓柱滾子軸承和調(diào)心滾子軸承。這類軸承可以直接安裝在有錐度的軸頸上，也可以利用有錐面的緊定套或退卸套，安裝在圓柱形的軸頸上。
圓錐孔軸承的配合要求，一般較為緊密。安裝衣后均需測(cè)量軸承的徑向游隙。因?yàn)樗呐浜纤删o程度不是由軸頸公差決定，而是根據(jù)軸承安裝時(shí)壓進(jìn)錐形配合面上的距離所引起的軸承徑向游隙減小量來(lái)決定的，壓進(jìn)距離愈大，徑向游隙減小量愈來(lái)愈多，軸承配合愈來(lái)愈緊密；反之，壓進(jìn)距離愈小，徑向游隙減小量愈少，軸承配合也就比較松。由此可以看出，圓錐孔軸承的配合松緊程度，完全是靠軸承安裝前后的徑向游隙減小量保證的。
為了保證圓錐孔軸承的安裝質(zhì)量，這里摘錄了部分原蘇聯(lián)調(diào)心球軸承原始徑向游隙的允許減小量（表2—5），和德國(guó)的FAG公司規(guī)定的有圓錐孔的圓柱滾子軸承徑向游隙減小量（表2—6），及有圓錐孔的調(diào)心滾子軸承徑向游隙減小量（表2—7），可供測(cè)量圓錐孔軸承安裝前后的徑向游隙時(shí)參考。在使用時(shí)，一般不應(yīng)超過(guò)表中數(shù)值。
徑向游隙的測(cè)量方法。對(duì)不可分離型的調(diào)心球、調(diào)心滾子軸承采用塞孓測(cè)量，當(dāng)用塞尺測(cè)量調(diào)心滾子軸承時(shí)，為保證內(nèi)圈的兩個(gè)滾道相對(duì)于外圈不致辭產(chǎn)生傾斜，應(yīng)在其兩列滾子處分別測(cè)量。對(duì)于小型調(diào)心滾子軸承，當(dāng)徑向游隙很小，無(wú)法有塞尺測(cè)量時(shí)，可用測(cè)量軸承在錐面上的軸向位移來(lái)代替（軸向位移數(shù)值見表2—6、表2—7）。如果軸向位移也不能測(cè)量，則軸承應(yīng)在軸承座殼體外安裝，然后再壓入軸承座孔。壓入后，用手撥動(dòng)，應(yīng)使外圈能順利轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)可分離型的圓柱滾子軸承的徑向游隙，則用外徑千分尺測(cè)量，即用測(cè)量?jī)?nèi)圈裝在軸頸上之后的膨脹量來(lái)代替。
表2—5 調(diào)心球軸承原始徑向游隙允許減少量（摘錄）單位 mm
表2—6 有圓錐孔的圓柱滾子軸承徑向游隙減小量（摘錄）單位 mm
這里應(yīng)注意，對(duì)于安裝不合要求或經(jīng)過(guò)拆卸的軸承重新安裝時(shí)，其徑向游隙小量，軸向位移量或內(nèi)圈膨脹量，必須重新測(cè)定。
圓錐孔軸承常見的安裝方法有三種：
1. 將軸承直接安在錐形軸頸上
這種方法，對(duì)于中小型軸承可以使用安裝套筒，也可以使用鎖緊螺母和鉤形板手將軸承推向錐面。不過(guò)最好應(yīng)采用鎖緊螺母安裝，因?yàn)樗梢跃_控制圓錐孔軸承的徑向游隙減小量，如圖2—10。
圖
2. 將軸承安裝在帶有錐面的退卸套上
此法可采取類似上述辦法，用鎖緊螺母壓入。退卸套位于軸頸和軸承內(nèi)徑之間，如圖2—11。
3. 將軸承安裝在緊定套上
安裝時(shí)，用緊定螺母把軸承推上緊定套的錐面，如圖2—12。
1. 圓錐孔雙列圓柱滾子軸承的安裝
這類軸承多用于機(jī)床主軸，如NN3020K（原代號(hào)3182120）軸承。它的安裝與圓錐孔調(diào)心滾子軸承的安裝，原則上基本相同，配合的松緊程度是靠安裝前后軸承的徑向游隙減小量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在安裝中，徑向游隙減小量一般由測(cè)量軸承內(nèi)圈對(duì)軸的軸向位移來(lái)代替。軸向位移按下式計(jì)算：
L=K（eH—en+a）（mm）
式中eH——原始徑向游隙
en——軸承裝配徑向游隙
a——常數(shù)，為0.01
k——隨空心軸壁厚而定的比例系數(shù)
k值與和軸承配合的主軸直徑d，以及和主軸配合的軸頸平均外徑d。有關(guān)。K值見表2—8，eH值見表2—9，en值見表2—10。安裝時(shí)，軸承的軸向位移量，可用千分尺接觸軸承內(nèi)圈端面測(cè)定。
系靠?jī)奢S承內(nèi)、外隔圈的厚度調(diào)整。確定兩軸承內(nèi)、外隔圈厚度差的方法有三：
第一種是測(cè)量法
先將軸承放在圓座體上，上壓一個(gè)重量等于A（預(yù)加載荷）的鐵塊，使軸承消除間隙，鋼球與滾道產(chǎn)生一定的彈性變形，然后用百分表測(cè)量軸承內(nèi)、外圈端面的尺寸差。當(dāng)軸承為背地背安裝時(shí)，應(yīng)對(duì)兩個(gè)軸承都測(cè)量寬端面一邊的內(nèi)、外圈尺寸差△K1；當(dāng)軸承為面對(duì)面（窄端面相對(duì)）安裝時(shí)，應(yīng)對(duì)兩個(gè)軸承都測(cè)量窄端面一邊的內(nèi)外圈尺寸差△K2；當(dāng)軸承為串聯(lián)排列時(shí)，則對(duì)一個(gè)軸承測(cè)量其寬端面一邊的內(nèi)外圈尺寸差，對(duì)另一個(gè)軸承測(cè)量其窄端面一邊內(nèi)外圈尺寸差。為背對(duì)背安裝的一對(duì)軸承。今測(cè)得一軸承寬端面處內(nèi)、外圈尺寸矩為+0。07mm，另一軸承寬端面處內(nèi)外圈子尺寸差為+0。08mm，內(nèi)隔圈厚度為6。25mm，求外隔圈子厚度。
外隔圈厚度=6。25+（0。07+0。08）=6。40（mm）
測(cè)量尺寸時(shí)，每個(gè)軸承測(cè)量三次，間隔120°測(cè)一次，最后取其平均值。
圖2—7為串聯(lián)排列安裝的一對(duì)軸承。今測(cè)得一軸承寬端面處內(nèi)外圈尺寸差為+0。16mm，另一軸承窄端面處內(nèi)外圈尺寸差為—0。12mm，內(nèi)隔圈厚度為6。25mm，求外隔圈厚度。
外隔圈厚度=6。25+（0。16—0。12）=6。29（mm）
第二種是感覺(jué)法
此法主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定內(nèi)外隔圈厚度。常見的感覺(jué)法有三；一是先將外隔圈圓柱面按120°分別鉆三個(gè)直徑為2—3mm的小孔，并將成對(duì)的兩面套依其安裝方式（背對(duì)背、面對(duì)面或串聯(lián)排序）加入內(nèi)外隔圈，軸承上部壓一等于預(yù)加載荷的鐵塊，然后用1。5mm左右的小棒，順次通過(guò)三個(gè)小孔觸動(dòng)內(nèi)隔圈，檢查內(nèi)外隔圈在兩端面間的阻力。憑手感覺(jué)，內(nèi)外隔圈阻力應(yīng)相似，否則可研磨隔圈端面。二是以左手中指和食指壓緊兩套軸承（約等于50左右預(yù)加載荷），消除其全部間隙，右手指分別撥動(dòng)內(nèi)、外隔圈，確定阻力是否相似。三是用雙手的拇指和食指捏緊兩套軸承，消除其全部間隙，用一手中指伸入軸承內(nèi)孔，撥動(dòng)原先放偏的內(nèi)隔圈，檢查其阻力與外圈是否相似。