軸承知識
減速機軸承的選型及間隙調(diào)整
2021-12-01軸承是用來支承軸的部件,用來引導(dǎo)軸的旋轉(zhuǎn)運動,并承受由軸傳遞給機架的載荷。軸承是機械工業(yè)使用廣泛、要求嚴(yán)格的配套件和基礎(chǔ)件,是各種機械的旋轉(zhuǎn)軸或可動部位的支承元件,也是依靠滾動體的滾動實現(xiàn)對主機旋轉(zhuǎn)的支承元件。被人們稱為機械的關(guān)節(jié)。軸承是當(dāng)代機械中舉足輕重不可缺少的基礎(chǔ)零部件。雖然其興起不過百余年歷史,但因其關(guān)系國計民生,世界各國都不遺余力地發(fā)展本國軸承工業(yè),憑借高超的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),軸承生產(chǎn)品種已超過十余萬種,質(zhì)量優(yōu)異,性能超群,為世界機械工業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、為人類社會的進步做出了卓越的貢獻。
一、大部分機械用軸承選型必須要考慮這幾點因素
“各種類型的軸承,因設(shè)計各異而具有不同的特性。由于軸承的具體安裝部位以及應(yīng)用場合的多變性與復(fù)雜性,軸承類型選擇無固定模式可循為適應(yīng)某種主機特定的安裝部位和應(yīng)用條件進行軸承類型選擇時,建議依據(jù)以下幾個主要因素綜合考慮。”
允許空間
機械設(shè)計時,一般先確定軸的尺寸,然后根據(jù)軸的尺寸選擇軸承。通常,小軸選用球軸承;大軸選用圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承(有時也可選用球軸承)。若軸承安裝部位的徑向空間受到限制,應(yīng)采用徑向截面高度較小的軸承。如滾針軸承、某些系列的深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子或調(diào)心滾子軸承以及薄壁軸承。若軸承安裝部位的軸向空間受到限制,可采用寬度尺寸較小的軸承。
軸承載荷
載荷大小載荷大小通常是選擇軸承尺寸的決定因素。滾子軸承比具有相同外形尺寸的球軸承承載能力大。通常球軸承適用于輕或中載荷、滾子軸承適用于承受重載荷。
載荷方式純徑向載荷可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承。純軸向載荷可選用推力球軸承、推力圓柱滾子軸承。有徑向載荷又有軸向載荷(聯(lián)合載荷)時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時,可選用深溝球軸承和內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。如同時還存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的情況,可選用調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時可選用推力角接觸球軸承,四點接觸球軸承如還要求調(diào)心性能,可選用推力調(diào)心滾子軸承。
轉(zhuǎn)速
滾動軸承的工作轉(zhuǎn)速主要取決于其允許運轉(zhuǎn)溫度。摩擦阻力低,內(nèi)部發(fā)熱較少的軸承適用于高速運轉(zhuǎn)的場合。僅承受徑向載荷時,選用深溝球軸承和圓柱滾子軸承可以達到較高的轉(zhuǎn)速,若承受聯(lián)合載荷時,宜選用角接觸球軸承。采用特殊設(shè)計的高精度角接觸球軸承,可以達到極高的轉(zhuǎn)速。各種推力軸承的轉(zhuǎn)速均低于徑向軸承。
旋轉(zhuǎn)精度
對于大多數(shù)機械,選用0級公差的軸承足以滿足主機要求,但對軸的旋轉(zhuǎn)精度有嚴(yán)格要求時,如機床主軸,精密機械和儀表等,則應(yīng)選用較高公差等級的深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和推力角接觸球軸承。
剛性
滾動軸承的剛性由其承受載荷時發(fā)生的彈性變形量來決定,一般情況下,這種變形量很小,可以忽略不計,但在某些機械中,如機床主軸系統(tǒng),軸承的靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度對系統(tǒng)的特性影響很大。一般來說,滾子軸承比球軸承具有較高的剛度。各類軸承通過適當(dāng)?shù)?ldquo;預(yù)緊”也可以不同程度地提高剛性。
噪聲與振動
軸承本身的噪聲與振動一般都很低。但對于中小電機、辦公機械、家用電器和儀表等對噪聲與運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有特殊要求的機械,通常選用低噪聲軸承。
軸向移動
軸承Z普遍的配置方式是在軸的一端安裝一套軸向定位的“同定軸承”,而在另一端安裝一套軸向可移動的“游動軸承”,以防止由于軸熱脹冷縮而產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。經(jīng)常用的“游動軸承”是內(nèi)圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承,此時內(nèi)圈與軸的配合或外圈與外殼孔的配合可采用過盈配合。有時也可選用不可分離型深溝球軸承或調(diào)心滾子軸承作游動軸承,但在安裝時內(nèi)圈與軸或外圈與外殼孔配合應(yīng)選擇間隙配合,以確保內(nèi)圈或外圈有足夠的軸向移動的自由。
球軸承的摩擦阻力較滾子軸承小,純徑向載荷作用時,徑向接觸軸承的摩擦阻力小;純軸向載荷作用時,軸向接觸軸承的摩擦阻力??;聯(lián)合載荷作用時,軸承接觸角與載荷角相近的角接觸軸承摩擦阻力Z小。在需要低摩擦力矩的儀器和機械中,選用球軸承或圓柱滾子軸承較適宜。此外,低摩擦力矩軸承應(yīng)避免采用接觸式密封,同時,建議采用滴油潤滑,油氣潤滑或其它有利于減磨的潤滑方式。
具有圓柱形內(nèi)孔的軸承用于安裝拆卸較頻繁的機械中,應(yīng)優(yōu)先選用分離型角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、可分離的圓柱滾子軸承、滾針軸承和推力軸承等。具有圓錐形內(nèi)孔的軸承可安裝在軸頸上,或借助緊定套或退卸套裝在圓柱形軸頸上,安裝拆卸很方便。
二、減速機軸承?選型
軸承在減速機行業(yè)也扮演著非常重要的角色,減速機軸承是使用在各類減速機中的專用軸承。減速機軸承類型有很多,常用的有滾動軸承和圓柱滾子軸承較多。有大型減速機內(nèi)使用調(diào)心滾子軸承,如24044、24048等,小型減速機內(nèi)應(yīng)用圓柱滾子軸承較多。
減速機軸承的作用一方面是保持軸承內(nèi)部的齒輪潤滑油在使用中不會流失,保證軸承處于潤滑狀態(tài),另一方面是保護軸承外界的塵埃或有害氣體不會進入軸承內(nèi)腔,以防對軸承造成損傷。軸承在減速機中能起到支撐轉(zhuǎn)動間的齒輪軸或連桿的作用。此外,減速機型號大小不同,采用軸承型號也不同。減速機是一種傳動機構(gòu),其需要通過軸與軸承向工作機傳遞轉(zhuǎn)矩。因此傳動效率與質(zhì)量的如何是跟軸承有直接關(guān)的系,軸承的滑動性質(zhì)量以及壽命都會影響到減速機整體質(zhì)量和性能。
減速機軸承在減速機中起支撐轉(zhuǎn)動間的齒輪軸或連桿的作用,圓柱滾子軸承可在有效的尺寸范圍內(nèi)得到持續(xù)的穩(wěn)定的支撐力矩的作用,并且具有一定的軸向移動量,多使用Nu NJ型的圓柱滾子軸承內(nèi)安裝在軸兩端的支撐位置,而雙列偏心軸承被用作減速裝置中的支撐位置,因為其不上下不同心,可以得到較小的安裝位置使減速機產(chǎn)品實現(xiàn)小型輕量化。
三、減速機軸承間隙的調(diào)整
減速機是工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用Z為廣泛的傳動裝置,而減速機中各軸的軸承間隙調(diào)整好壞是減速機能否持續(xù)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。
減速機運行一段時間后,由于各部件間相互的磨損,會導(dǎo)致軸承間隙的增大,為保證減速能持續(xù)穩(wěn)定的工作,我們就要在減速機運行一定的時間后,對減速機的各軸軸承間隙進行調(diào)整。從減速機軸承間隙調(diào)整的兩種端蓋形式來介紹。
減速機固定用的軸承端蓋一般分為外裝式和嵌入式兩種。
外裝式端蓋結(jié)構(gòu)簡單,但密封性能較好,調(diào)整軸承間隙時要打開箱蓋,多用于固定不可調(diào)整間隙的軸承。使用外裝式端蓋固定軸承時,可用調(diào)整墊片調(diào)整軸承間隙及加強密封性能,裝拆方便,但增加了軸段長度。
嵌入式端蓋,由于使用調(diào)整螺栓,調(diào)整方便,可用于固定可調(diào)間隙的軸承及密封要求高的減速機上。
1、軸系兩端固定方式:這種結(jié)構(gòu)常采用端蓋固定軸承外圈,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便。在一般的齒輪減速機及軸承支承點跨距<300mm的蝸桿減速機中應(yīng)用較為常見。
(1)外裝式端蓋的減速機的軸承間隙調(diào)整采用外裝式端蓋固定軸承外圈的減速機,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便。此種方式在減速機中被廣泛采用。
外裝式端蓋固定的齒輪軸系結(jié)構(gòu)。對于此種固定方式,出廠時大多會在兩端留有適量的軸向間隙,以保證軸承的靈活運轉(zhuǎn)及軸系零件的熱伸長。此間隙又不能過大,一般在0.25mm~0.4mm范圍內(nèi),否則會使?jié)L動體受載不均勻并引起較為嚴(yán)重的軸向竄動。因而要靠調(diào)整軸承間隙來保證一定的軸向間隙。
在調(diào)整此種固定方式的軸系時,首先打開減速機的觀察孔,檢查齒輪的嚙合情況,看準(zhǔn)齒輪的嚙合情況后,再確定軸系是從哪個方向移動間隙。如果已經(jīng)確定高速軸向輸入側(cè)調(diào)整間隙,那么就要把高速軸的悶蓋拆下,用深度游標(biāo)卡尺測出軸承距端蓋平面的深度記下;然后用撬杠類工具把軸系向輸入側(cè)移動,再測出悶蓋端軸承距端蓋平面的深度,兩個深度尺寸的差值就是軸承移動的量。把軸系移動好后,就在軸承孔上加上與移動量相等的墊片,Z后裝上悶蓋。待所有部件裝配完后,輕輕盤動減速機,檢查各軸轉(zhuǎn)動是否靈活,是否有卡阻。若仍有卡阻,則可對加的墊片厚度適量減薄。直到把減速機各軸的轉(zhuǎn)動調(diào)整到靈活。根據(jù)實際情況,還可以把安裝于箱體上的軸承端蓋進行切削加工,切削深度為軸承移動量或略大于移動量的0.20mm。如切削深度大于端蓋平面厚度的1/3,則由于端蓋太薄,強度減弱,需要重新加工端蓋。
對可調(diào)整間隙的向心推力軸承,可通過調(diào)整軸承由外圈的相對位置得到需要的軸承游隙。這種游隙一般比較小,以保證軸承剛性和減少噪聲、振動。對不可調(diào)間隙的軸承(如向心球軸承),可在裝配時通過調(diào)整,使固定端蓋與軸承外圈端面間留有適量的間隙,以容許軸系的熱伸長。
在圓錐齒輪減速機中,對于懸臂的小錐齒輪的軸系,要求具有良好的剛性,并且能調(diào)整軸系的軸向位置,以達到兩齒輪錐頂重合。因此常將整個軸系裝于套環(huán)內(nèi)而形成一個獨立組件。套杯的肩起固定軸承的作用,凸肩不可過高,以利于軸承的拆卸套杯凸緣及軸承端蓋處都有墊片用來調(diào)整軸承間隙及調(diào)節(jié)軸系的軸向位置。圓錐齒輪軸系采用向心推力軸承時,軸承有正安裝和反安裝兩種布置方案。軸承正安裝的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)支點跨距較小,剛度較差,但用墊片實現(xiàn)調(diào)整比較方便。軸承反安裝的結(jié)構(gòu),這種機構(gòu)安裝軸承不便,用圓螺母調(diào)整比較麻煩,但支點跨距較大,剛性較好。當(dāng)要求兩軸承布置緊湊而有需要提高軸系的剛性時,常采用此種結(jié)構(gòu)。
(2)嵌入式端蓋的減速機的軸承間隙調(diào)整采用嵌入式端蓋,在進行軸承間隙調(diào)整時,主要是通過減速機自身的調(diào)整端蓋來實現(xiàn)軸承間隙的調(diào)整。并不用拆開減速機的零部件,減速機軸承(圓錐滾子軸承)間隙調(diào)整方式十分簡便,當(dāng)減速機運行一段時間后,圓錐滾子軸承的間隙會隨著設(shè)備運行時間的增加而有所增大??而可能導(dǎo)致減速機噪聲、振動增大,嚴(yán)重的甚至?xí)疠S承、齒輪損壞,減速機失效。
為了避免此類事故的發(fā)生,在生產(chǎn)過程中要監(jiān)護好減速機設(shè)備運行情況,在生產(chǎn)間隙時停機對減速機軸承間隙進行調(diào)整,如果能卸出輸出端的負(fù)載,調(diào)整將更為精確,在調(diào)整時,就可以利用調(diào)整端蓋上的調(diào)整螺栓進行調(diào)整,調(diào)好后,輕輕盤動減速機,檢查各軸轉(zhuǎn)動是否靈活,是否有卡阻。若仍有卡阻,則再調(diào)整,如此反復(fù),可獲得一個較好的軸承間隙,直到把減速機各軸的轉(zhuǎn)動調(diào)整到靈活、無明顯軸向竄動為佳。
2、軸系一端固定,一端游動方式:一端固定,一端游動軸系結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,但可容許軸系有較大的熱伸長。多用于軸承支點跨距較大、溫升較高的軸系中。安排支承時,應(yīng)把受徑向力較小的一端作為游動端,以減少軸向游動時的摩擦力。如果兩支點的徑向力相近,則常選軸伸端作為游動端。
一端固定一端游動的蝸桿軸系,固定端的支承用組合軸承構(gòu)成,組合軸承的兩個圈分別用套杯凸肩和軸承端蓋雙向固定,兩內(nèi)圈則用軸上零件,軸肩或圓螺母雙向固定,由于固定段軸承承受軸向力,一般不用彈性擋圈作為固定件。用圓螺母固定軸承內(nèi)圈時,其螺紋直徑要小于軸承內(nèi)徑,直徑應(yīng)小于墊片尺寸,墊片在溝槽中的位置應(yīng)低于螺紋內(nèi)徑。當(dāng)采用圓錐滾子軸承時。為了防止螺母與軸承保持架接觸,應(yīng)在螺母與軸承間加一隔套。
游動端支承可選用向心球軸承或向心滾子軸承。對于向心球軸承,內(nèi)圈兩側(cè)可依靠軸肩和軸上零件固定,外圈則不固定,因而可在軸承座孔中做軸向游動,對于向心滾子軸承內(nèi)外圈兩側(cè)都需要固定。軸向游動靠滾子相對于外圈的軸向位移來實現(xiàn)。
減速機各軸系軸承間隙的調(diào)整對減速機是否能正常穩(wěn)定的工作至關(guān)重要,為確保減速機得到一個好的工況,我們要注意以下幾點。
(1)在減速機軸承間隙調(diào)整時,必須要以齒輪嚙合為依據(jù),需符合兩齒輪接觸斑點、齒側(cè)間隙及齒頂隙的要求,即要以減速機轉(zhuǎn)動輕快、靈活為準(zhǔn)。
(2)在減速機軸承間隙調(diào)整時,軸承間隙必須在可調(diào)范圍內(nèi),若軸承間隙已經(jīng)處于報廢狀態(tài)時,再調(diào)整間隙就沒有實際意義。
(3)隨時檢查運行情況,提高維護檢修質(zhì)量,延長設(shè)備使用壽命。
(來源:今日減速機)