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        滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)

        2014-08-08 11:47:20南婧雯張冀
        建材發(fā)展導(dǎo)向 2014年4期
        關(guān)鍵詞:摩擦軸承

        南婧雯+張冀

        摘要:滾動(dòng)軸承(rollingbearing)是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦,從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成,內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn);外圈作用是與軸承座相配合,起支撐作用;滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間,其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命;保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布,防止?jié)L動(dòng)體脫落,引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤(rùn)滑作用。文章主要介紹了滾動(dòng)軸承類(lèi)型的特點(diǎn)、尺寸以及組合設(shè)計(jì)等。

        關(guān)鍵詞:滾動(dòng);軸承;摩擦

        滾動(dòng)軸承是機(jī)械軸承中比較廣泛運(yùn)用的,它的作用是支撐軸和軸上的零件,同時(shí)和機(jī)座作相對(duì)擺動(dòng),旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。目的是在保證軸承有足夠壽命的前提下,使轉(zhuǎn)動(dòng)副之間的摩擦盡量降低,從而產(chǎn)生較高的傳動(dòng)效率。滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),他運(yùn)用了書(shū)上所說(shuō)的滾動(dòng)摩擦原理,由指定的工廠批量生產(chǎn)。

        1滾動(dòng)軸承的工作特點(diǎn)

        談滾動(dòng)軸承,我們就不得不考慮到滑動(dòng)軸承,與滑動(dòng)軸承相比,滾動(dòng)軸承有其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn),自然而然,也有其不可避免的缺點(diǎn)。滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        (1)應(yīng)用設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、已標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)來(lái)自專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家,互換性、通用性良好;(2)起動(dòng)摩擦力矩低,功率損耗小,效率比其他軸承高;(3)載荷、工作溫度和轉(zhuǎn)速的適應(yīng)廣泛,環(huán)境變化對(duì)軸承性能影響不大;(4)軸向尺寸較?。唬?)潤(rùn)滑、維護(hù)和保養(yǎng)簡(jiǎn)單。

        其缺點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:

        (1)噪音及振動(dòng)較大;(2)軸承座結(jié)構(gòu)復(fù)雜;(3)成本很高;(4)特定條件下壽命短。

        2滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)組成

        內(nèi)圈1——安裝在軸頸上;

        外圈2——安裝在機(jī)座或零件的軸承孔內(nèi);

        滾動(dòng)體3——實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦;

        保持架——均勻隔開(kāi)滾動(dòng)體。

        實(shí)際中,可根據(jù)具體的使用要求選擇有無(wú)內(nèi)外圈、防塵和密封圈等結(jié)構(gòu)。制造滾動(dòng)軸承的常用材料有GCr15,GCr15SiMn,GCr6,GCr9 等高強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度以及良好的耐磨性和沖擊韌性的材料。

        3軸承的類(lèi)型及構(gòu)造

        ① 雙列角接觸球軸承——能同時(shí)承受徑向和雙向軸向載荷,接觸角30度;

        ② 調(diào)心球軸承——雙排鋼球,外圈滾道為內(nèi)球面形,具有自動(dòng)調(diào)心性能,主要承受徑向力;

        ③ 調(diào)心滾子軸承——與調(diào)心球軸承相似,有較高的承載力;

        ④ 圓錐滾子軸承——能同時(shí)承受徑向和單向軸向荷載,承載能力大,通常成對(duì)使用;

        ⑤ 滾針軸承——只能承受徑向荷載,承載能力大,徑向尺寸特小,一般無(wú)保持架;

        ⑥ 推力球軸承——只能承受軸向荷載,極限轉(zhuǎn)速低,套圈可分離;

        ⑦ 深溝球軸承——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,主要受徑向荷載,也可承受一定的雙向軸向荷載,摩擦系數(shù)小,價(jià)廉,應(yīng)用范圍最廣;

        ⑧ 角接觸球軸承——能同時(shí)承受徑向和單向軸向荷載,接觸角有15度、25度和45度三種;

        ⑨ 推力圓柱滾子軸承——能承受較大的單向軸向載荷,軸向剛度高,極限轉(zhuǎn)速低,不允許軸向與外圈軸線有傾斜;

        ⑩ 圓柱滾子軸承——用以承受較大的徑向載荷,內(nèi)外圈可作自由軸向移動(dòng),不能承受軸向載荷。

        4選擇類(lèi)型

        選擇軸承時(shí),不僅要滿(mǎn)足機(jī)械使用條件的要求,還需要考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:

        荷載的大小、性質(zhì)和方向;

        極限轉(zhuǎn)速;

        軸承的支承剛度;

        調(diào)心性能和安裝誤差;

        安裝拆卸方便;

        市場(chǎng)性。

        5滾動(dòng)軸承的失效形式

        ① 點(diǎn)蝕——內(nèi)外圈的滾道及滾動(dòng)體的表面出現(xiàn)許多點(diǎn)蝕坑;

        ② 磨粒磨損——滾道表面、滾動(dòng)體與保持架接觸部位發(fā)生磨損,引起內(nèi)部松動(dòng);

        ③粘著磨損——在滾道及滾動(dòng)體表面上有粘著痕跡;

        ④ 斷裂——內(nèi)外圈上發(fā)生軸向、周向裂紋,保持架開(kāi)裂;

        ⑤ 塑性變形——滾動(dòng)體或套圈滾道上出現(xiàn)不均勻的塑性變形凹坑;

        ⑥其他——銹蝕、電腐蝕、不正常溫升。

        6總結(jié)

        在軸承的設(shè)計(jì)中,軸承剛度起著非常重要的作用,為提高支承剛度,我們可以采取以下措施:優(yōu)化軸承的組合方式和預(yù)緊軸承。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 吳克強(qiáng).于曉紅.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社,2003年3月第一版第一次印刷.

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