滚动轴承选型需要考虑的几点因素
容许空间
在机械设计中,一般先确定轴的尺寸,再根据轴的尺寸选择轴承。通常,滚珠轴承用于小轴;圆柱滚子轴承、调心滚子轴承和圆锥滚子轴承(有时也可以使用球轴承)用于大轴。如果轴承安装部分的径向空间有限,应采用径向截面高度较小的轴承。如滚针轴承、某些系列的深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱或调心滚子轴承、薄壁轴承等。如果轴承安装部分的轴向空间有限,可以使用宽度较小的轴承。
负荷
载荷通常是选择轴承尺寸的决定性因素。在外形尺寸相同的情况下,滚柱轴承比滚珠轴承具有更大的承载能力。一般来说,滚珠轴承适用于轻载或中载,而滚柱轴承适用于重载。
在载荷方式上,深沟球轴承和圆柱滚子轴承可用于纯径向载荷;纯轴向载荷可选择推力球轴承和推力圆柱滚子轴承;当既有径向载荷又有轴向载荷(组合载荷)时,一般采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。如果径向载荷大,轴向载荷小,可以选用内外圈带法兰的深沟球轴承和圆柱滚子轴承。同时,如果轴或壳体变形较大,安装找正较差,可选用调心球轴承和调心滚子轴承。如果轴向载荷大,径向载荷小,可以选择推力角接触球轴承和四点接触球轴承。如果还要求调心性能,可以选择推力调心滚子轴承。
抬前轮速度
滚动轴承的工作速度主要取决于其允许的工作温度。摩擦阻力小,内部发热少的轴承适合高速运转。当只承受径向载荷时,深沟球轴承和圆柱滚子轴承能达到较高的转速,而当承受复合载荷时,角接触球轴承是首选。特别设计的高精度角接触球轴承可以达到极高的速度。各种推力轴承的转速低于径向轴承。
旋转精度
对于大多数机器来说,公差为0级的轴承足以满足主机的要求,但当对轴的转动精度有严格要求时,如机床主轴、精密机械和仪器,应选用公差较高的深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和推力角接触球轴承。
严格
滚动轴承的刚度是由其承受载荷时的弹性变形决定的。一般这种变形很小,可以忽略。然而,在某些机器中,如机床主轴系统,轴承的静刚度和动刚度对系统的特性有很大的影响。一般来说,滚柱轴承比滚珠轴承刚性高。各种轴承也可以通过适当的“预紧”来不同程度地提高刚度。
振动和噪音
轴承本身的噪音和振动一般较低。但对于中小型电机、办公机械、家用电器、仪器仪表等对噪声和运行稳定性有特殊要求的场合,通常采用低噪声轴承。
轴向位移
轴承最常见的配置是在轴的一端安装一组轴向定位的“固定轴承”,在另一端安装一组轴向可移动的“浮动轴承”,以防止轴因热胀冷缩而被卡住。常用的“浮动轴承”是内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承。此时,内圈与轴或外圈与壳孔的配合可采用过盈配合。有时,不可分离的深沟球轴承或调心滚子轴承也可用作浮动轴承。但安装时应选择间隙配合,保证内圈或外圈有足够的轴向运动自由度。
摩擦扭矩
球轴承的摩擦阻力小于滚子轴承,纯径向载荷作用时径向接触轴承的摩擦阻力更小。纯轴向载荷下,轴向接触轴承的摩擦阻力小;在复合载荷下,轴承接触角接近载荷角的角接触轴承的摩擦阻力最小。在需要低摩擦力矩的仪器和机械中,选择滚珠轴承或圆柱滚子轴承更为合适。此外,对于低摩擦力矩轴承应避免接触密封,建议采用滴油润滑、油气润滑或其他有利于减少摩擦的润滑方式。
安装和拆卸
带圆柱孔的轴承用于频繁安装和拆卸的机器,应优先选用分离式角接触球轴承、圆锥滚子轴承、可分离式圆柱滚子轴承、滚针轴承和推力轴承。带圆锥孔的轴承可以安装在轴颈上,也可以借助紧固套或拆卸套安装在圆柱轴颈上,安装和拆卸更方便。
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