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第11讲 轴承的选择方法(其4)~“轴承的极限转速、精度和配合”~

来源: 发布日期:2020-03-16 11:08

轴承的选择方法(其3)中介绍了“轴承的尺寸和寿命”。

轴承的选择方法
(其1)~“轴承的选择步骤”和“种类”~轴承的选择方法
(其2)~“轴承排列的确定方法”轴承的选择方法
(其3)~“轴承的尺寸和寿命”~

此次将介绍确认所选轴承种类是否妥当的要点“轴承的极限转速、精度和配合”。



选择轴承时,必须保证轴承在适合机械运行速度的前提下以必要精度稳定旋转。那么,选择轴承时应注意些什么呢?
下面介绍选择轴承时需要确认的两项内容。

•轴承在机械运行速度下以必要精度旋转
•选择满足必要寿命的配合和轴承游隙


1. 轴承的极限转速、旋转精度

1)轴承的极限转速

轴承旋转时,摩擦阻力会导致轴承内部温度升高。
转速超过某个极限时,轴承的温度会大幅度上升,从而妨碍机械稳定运转。此极限转速被称作“极限转速”,按照不同轴承种类、尺寸刊载于轴承产品目录的尺寸表中(参见表2)。

所选轴承的极限转速应当大于与机械运转速度相对应的转速。


轴承的极限转速 - 滚动轴承综合产品目录


若机械以大于轴承极限转速的运转速度持续运行,轴承的温度会大幅上升,从而导致损伤(烧伤)(参见图1)。

轴承的极限转速不仅受种类、大小的影响,也会受到轴承公差、保持器种类、材料、润滑剂种类和量、润滑方法等的较大影响。因此,选择使用转速较高的轴承时,请咨询JTEKT。

2)轴承的公差

轴承公差包括“主要尺寸公差”和“旋转精度”(参见表3),每种轴承都有不同的公差等级(参见表4)。


轴承种类和适用公差等级 - 滚动轴承综合产品目录
大多数机械使用标准公差的轴承。

但是,要求精密旋转精度或在高速旋转下使用等时,应选择高精度轴承(参见表5)。


 

高精度轴承的应用案例 - 滚动轴承综合产品目录 


2. 轴承的“配合”和“内部游隙”

1)轴承的“配合”
轴承内圈内径与轴径的关系、或者轴承外圈外径与轴承座内径的关系叫做“配合”。下面以轴承内圈与轴的关系为例介绍“配合”的种类(参见图2)。

a)间隙配合
轴径小于轴承内圈内径,内圈组装到轴上之后内圈与轴之间仍有游隙。轴承易于组装。

b)过盈配合
轴径大于轴承内圈内径,轴承牢牢固定在轴上。但是,有时轴承难以组装,因此需要研究组装方法。

c)过渡配合
介于“间隙配合”和“过盈配合”中间的配合方式。


应根据轴承承受的负荷方向和条件选择合适“配合”(参见表6)。


负荷的方向、条件和配合 - 滚动轴承综合产品目录

“配合”的具体选择方法请参见以下内容。
配合的选择方法 - 滚动轴承综合产品目录
推荐配合 - 滚动轴承综合产品目录

关于“间隙配合”,如果选择方法有误,配合面(轴承与轴、轴承座的组装表面)的圆周方向会产生滑动(参见图3),可能损伤轴承。因此,选择“配合”时应充分注意。


2)轴承的“内部游隙”

轴承的“内部游隙”指的是内圈、外圈中的一方固定,另一方活动时的移动量。包括“径向内部游隙”和“轴向内部游隙”(参见图4)。


轴承的“内部游隙”大大影响着轴承的性能,因此根据机械使用条件选择适当的“内部游隙”非常重要。

下面以径向轴承为例,对“内部游隙”对滚动体的负荷和滚动疲劳寿命的影响进行介绍。

•a)有“内部游隙”时,承受负荷的方向附近的几个滚动体会与内圈和外圈接触,产生负荷。另一方面,承受负荷的方向的另一侧的滚动体有“游隙”,不会产生负荷[参见图5a)]。

•b)“内部游隙”为负(负游隙)时,更多的滚动体会与内圈和外圈接触[参见图5b)],分散滚动体承受的负荷。因此,轴承的滚动疲劳寿命较长。但是,“内部游隙”过大为负时,滚动体承受的负荷也会过大,导致滚动疲劳寿命大幅降低(参见图6)。


“内部游隙”的选择方法

轴承的“内部游隙”应根据安装在机械上承受负荷旋转的状态下的游隙(“工作游隙”),考虑“配合”和“轴承内部温度差”等导致的“游隙减少量”进行选择。

工作游隙的计算方法 - 滚动轴承综合产品目录
不同种类、尺寸的轴承的内部游隙 - 滚动轴承综合产品目录

总结

此次介绍了确认所选轴承种类是否妥当的要点“轴承的极限转速、精度和配合”。
1.所选轴承的极限转速应当大于与机械运转速度相对应的转速。
2.要求精密旋转精度或在高速旋转下使用等时,应选择高精度轴承。
3.轴承的“配合”根据轴承承受的负荷方向和条件进行选择。
4.轴承的“内部游隙”根据工作游隙进行选择。

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