机械工艺常识:轴、轴承与公差配合

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轴承

(一)轴承的功能和种类:

轴承的功能是支承轴及轴上转动的零件使其保持一定的旋转精度、承受负荷,同时也用来减少相对回转零件间引起的摩擦与磨损。

按照轴承工作的性质可分为滑动轴承和滚动轴承。滚动轴承是各类机械中普遍使用的支承部件;滑动轴承大部分使用在高速、重载、有较大的冲击载荷或对轴的旋转精度要求特别高的机械设备上,特别是需要采用剖分式结构的场合。

(1) 滚动轴承:

①单列向心球轴承(径向轴承、深沟球轴承) 特 点:主要承受径向载荷,要求轴的刚度大适用场合:变速箱和主轴上

型号表示:例 6305 型

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②双列向心球轴承(调心球轴承)

特 点:主要承受径向载荷,双排钢球,外圈滚道为内球面形,具有自动调心性能,可以自动补偿由于挠曲和壳体变形产生的同轴度误差

适用场合:支承座孔不能保证严格同轴度的部件中。型号表示:例 1207 型、3303 型(进口)

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③调心滚子轴承(向心短圆柱滚子轴承)

特 点:主要承受径向载荷,同时也能承受一个方向的轴向载荷,有较高的径向载荷承受能力。

适用场合:重载或振动载荷下工作。型号表示:例 2000 型

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④圆柱滚子轴承

特 点:轴承内外圈可分开,属于可分离型轴承,内圈可作自由轴向移动适用场合:此轴承用于承受径向载

型号表示:N000 例 Nj202E(进口型号、内圈有挡边)NU206EC(内圈无挡边)

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⑤向心推力球轴承(角接触球轴承)

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特 点:可以同时受径向载荷和轴向载荷,也可以承受纯轴向载荷,极限转速较高,该类轴承承受轴向载荷的能力由接触角决定,α越大,承受轴向载荷的能力也越大(α=15°α=25°α=40°)

适用场合:角接触球轴承因只能承受单方向的轴向力,故这类轴承都应成对使用,如机床主轴

安装方法:(i)方法一:两端轴承外圈窄边相对,称为正安装(俗称面对面),

装配时迸轴承外圈,调小间隙,磨窄轴承外圈。

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(ii)方法二:两端轴承外圈宽边相对,称为反安装(俗称背对背),可提高支承的刚性,改善轴的受力。装配时迸轴承内圈, 调小间隙,磨窄轴承内圈。

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(iii)方法三:同向两组装配,装配精度 0.006~0.014mm 间隙调整, 预紧调整为 0.006mm,配合间隙为 0.001~0.004mm

⑥单列圆锥滚子轴承

特 点:主要适用承受径向与轴向的联合载荷(径向为主),大锥角也可以承受以轴向载荷为主的径、轴向联合载荷,轴承为分离型轴承,在安装和使用过程中可以调整轴承的径向游隙和轴向游隙,也可以预过盈安装。

适用场合:转速不太高,刚性好轴向和径向载荷很大的轴上,如斜齿轮轴上型号表示:例 30202(进口)

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⑦滚针轴承:

分为内圈滚针轴承(74000 型)和无内圈滚针轴承(84000 型)。

型号表示:范例INA.ZARN2572-TU-ANA GERMANY02/B07→所配轴内孔φ25, 外圆φ72。

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⑧单向推力球轴承(8000 型)双向推力球轴承(38000 型) 俗称平面轴承。

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(2)滑动轴承:通常以铜轴套为主(静压轴承,俗称浮动轴承)

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【实践】吊架马达变速箱中轴承的应用:

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3.2 轴承类型的选择

(1) 轴承的承受载荷:

①载荷较小或中等载荷应优先选用球轴承(因为球轴承的主要元件间是点接触)

②载荷较大的应选用滚子轴承(能承受较大的载荷和冲击载荷,承载后变形小)

(2) 根据载荷的方向选择轴承类型

①只承受轴向载荷:选用角接触轴承(单向推力球轴承)

②只承受径向载荷:选用单列向心球轴承(深沟球轴承)或圆锥滚子轴承

③承受径向、轴向交变载荷:选用圆锥滚子轴承,角接触轴承,深沟球轴承

(3) 滚动轴承的轴向固定(内圆固定法)轴承内圈一端常用轴肩或套筒定位

①轴用弹性挡圈固定:主要用于转速较低,较小轴向载荷的场合

②轴端面挡圈固定:可用于较高转速,较大轴向载荷,并仅适用于轴端

③圆螺母及制动垫圈固定:主要用于转速较高,承受大轴向载荷的场合

④紧定衬套与圆螺母结构固定:用于长轴上轴向力和转速都不大的调心轴承紧固。

滚动轴承代号

(1) 滚动轴承的代号由一个七位数字组成:

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(2)轴承内径表示方法:

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(3) 后置代号

①内部结构代号:

该代号紧跟在基本代后之后,用字母表示,反映同类轴承的不同内部结构,如:角接触轴承 C,AC,B,分别代表公称接触角 α 为 15°、25°和 40°。

②密封、防尘与外部结构形状变化代号:

如:RS、RZ、Z、FS 分别表示轴承一面有骨架式橡胶密封圈,R、N、NR 分别表示轴承外圈有止动挡片、止动槽。

③公差等级代号:

P2、P4、P5、P6、P6x、P0 依次由高级到低级

④保持架表示方法:

A:表示外圈引导

B:表示内圈引导

J:表示钢板冲压保持架

Q:青铜实体保持架

M:黄铜实体保持架

TN:工程塑料保持架

曲轴:用于往复式机械中的专用零件

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(2) 空心轴:用于保证轴的强度、刚度要求下,消减轮轴的重量,也可利用空心输送润滑油、冷却液,或安装其他零件和通过待加工的棒料(如车床主轴孔等)

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(3)挠性轴:也称软轴,是由多层紧贴在一起的钢丝层构成的(如蛇皮管等),可以把旋转运动和转矩灵活地传到任何所需位置。

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主轴和轴承的装配工艺

(1) 检查滚动轴承与套筒(或箱体孔)内控的配合

(2) 对全部零件进行清洗、修整、毛刺和倒角

(3) 测量出滚动轴承内外圈的径向跳动值并作出最大点标记

(4) 配磨调整垫圈(隔圈)的厚度(安装时应加高速润滑脂, 是轴承滚道空腔体积的 30%)

(5) 安装后检查主轴的径向跳动,达到图纸的要求

§3.6 挡圈

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(1) 孔用弹性挡圈,也称内卡卡簧

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(2) 轴用弹性挡圈,也称外卡卡簧

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轴的密封

轴密封件可分为静密封件和动密封件两大类:

(1) 静密封:

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① O 型圈密封(金属类铜垫圈密封、橡胶圈密封)

② 密封胶(干性、非干性、半干性)

③ 橡胶垫密封

(1)

动密封:

① 旋转轴的唇形密封圈(副唇内包有骨架形,也称骨架密封

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② 往复运动的唇形密封圈(Y 型密封圈、U 型密封圈、组合密封圈)

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【实践】骨架密封的安装要求:

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轴承的润滑

润滑剂分润滑油和润滑脂两类:

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(1) 润滑油——粘度越大内摩擦阻力越大,常用 N10 号、N46 号、N65 号。

(2) 润滑脂——也称黄油、牛油

注:机械系统中高速轻载环境中使用低粘度润滑油,低速重载环境中使用高粘度润滑油。

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