滾動軸承的組合結構設計

滾動軸承的組合結構設計尹慶玲［摘要］筆者根據多年的教學經驗，從滾動軸承的軸向固定定位、調整、裝配和拆卸、潤滑和密封四方面闡述了滾動軸承的組合結構設計。［關鍵詞］滾動軸承軸向固定定位調整裝配和拆卸潤滑和密封［作者簡介］尹慶玲，女，柳州運輸職業(yè)技術學院機電工程系講師。廣西柳州，545007在《機械設計基礎》課程教學中，滾動軸承裝置設計這部分內容是生產一線技術人員直接接觸最為廣泛的實際問題。而傳統(tǒng)教學中對此卻不太重視，因此，把軸承的固定、裝拆調整、潤滑、密封等實踐性很強的技術問題重新整合為軸承的組合結構設計，使結構設計與工程實際技術問題緊密結合。、軸承的軸向固定定位為保證滾動軸承軸系能正常傳遞軸向力且不發(fā)生竄動，在軸上零件定位固定的基礎上，必須合理地設計軸系支點的軸向固定結構。典型的結構形式有三類：（一）兩端固定工作溫度變化不大和支承跨距較小（跨距L<400mm）的短軸，宜采用兩端都單向固定的形式，如圖1所示。利用軸上兩端軸承各限制一個方向的軸向移動，合在一起就可以限制軸的雙向移動，軸的熱伸長量可由軸承自身的游隙進行補償，或用調整墊片調節(jié)，。(a) ⑹圖1（二）一端固定，一端游動當軸較長或工作溫度較高時，軸的熱膨脹收縮量較大，宜采用一端雙向固定、一端游動的結構，如圖2所示。固定端由單個軸承或軸承組承受雙向軸向力，而游動端則保證軸伸縮時能自由游動。4■+■$爭固4■+■$爭固定支牘游動主乘（三）兩端游動要求能左右雙向游動的軸，可采用兩端游動的軸系結構。如圖3所示，為人字齒輪傳動的高速主動軸，為了自動補償輪齒兩側螺旋角的誤差，使輪齒受力均勻，采用允許軸系左右少量軸向游動的結構，故兩端都選用圓柱滾子軸承。與其相嚙合的低速齒輪軸系則必須兩端固定，以便兩軸都得到軸向定位。二、滾動軸承裝置的調整（一） 軸向間隙的調整釆用兩端固定支承的軸承部件，為補償軸在工作時的熱伸長，在裝配時應留有相應的軸向間隙。軸承間隙的調整方法有：①通過加減軸承端蓋與軸承座端面間的墊片厚度來實現,如圖1（a）所示；②通過調整螺釘1,經過軸承外圈壓蓋3,移動外圈來實現，在調整后，應擰緊防松螺母2,如圖1（b）所示。（二） 軸上傳動件位置的調整在某些機器部件中，軸上傳動件需要準確的軸向位置，這可以通過調整移動軸承的軸向位置來達到。如圖4所示，是一小圓錐齒輪傳動軸的結構圖，軸系位置可以通過增減墊片1的厚度得以改變。墊片2則是用來調整軸承的軸向游隙。2圖4三、滾動軸承的裝配和拆卸（一）裝配裝配滾動軸承時，不可用手錘直接敲打軸承外圈和內圈，這樣受力不均，容易傾斜，應加附具。當軸承內圈與軸過盈較小時，可用銅或軟鋼制的套筒墊在內圈端面上用手錘敲入。當過盈較大時，對于尺寸較小的軸承可用壓入法，即用壓力機在內圈上施加壓力將軸承壓套入軸頸中，對于尺寸較大的可用熱脹法，即把內圈放在熱油中加熱，然后用壓力機裝在軸頸上，如圖5（a）、（b）所示。軸承上標有規(guī)格、牌號的端面應裝在可見部位，以便將來更換。（二）拆卸最簡單的辦法是用鏨子頂在內圈或外圈端面上，用手錘在周邊輕輕敲擊將軸承拆下。一般使用拉出器拆卸，使用時將鉤爪緊掛在內圈上，螺桿頂在軸端面，用手柄旋進螺桿，就能把軸承拉出，如圖5（c）所示。雯柄(a) (b) (c)圖5四、滾動軸承的潤滑和密封（一）滾動軸承的潤滑滾動軸承的潤滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損，同時也有吸振、冷卻、防銹等作用。合理的潤滑對提高軸承性能，延長軸承的使用壽命有重要意義。滾動軸承的潤滑材料有潤滑油、潤滑脂及固體潤滑劑，具體潤滑方式可根據速度因素dn值，參考表1選擇。d為軸頸直徑，mm；n為工作轉速，r/min。表1滾動軸承潤滑方式的選擇軸承類邂：.n(mm■r/min]漫油/飛滅澗滑滴油澗f油霧澗滑他澗滑込溝球軸二為接鼬球仝話^1.：'X1D5W4X1『^1.6X10"；x-；X1I権力軸承才「X1W^1r2X1r，JKID5（二）滾動軸承的密封為了充分發(fā)揮軸承的性能，要防止?jié)櫥瑒┲兄蛴偷男孤疫€要防止有害異物從外部侵入軸承內，因而有必要盡可能采用完全密封。密封裝置是軸承系統(tǒng)的重要設計環(huán)節(jié)之一。設計要求應能達到長期密封和防塵作用；摩擦和安裝誤差都要??；拆卸、裝配方便且保養(yǎng)簡單。密封按照其原理不同可分為接觸式密封和非接觸式密封兩大類。⑴接觸式密封（如圖6所示）適用于低速，且要求接觸處軸的表面硬度大于4OHRC,粗糙度Ra<um。氈圈密封適用于脂潤滑，環(huán)境清潔，軸頸圓周速度V<4?5m/s,工作溫度<90C的場合。密封圈密封適用于油潤滑，軸頸圓周速度V<7m/s,工作溫度在-40?100C的場合，它是標準件。（a）氈圈密封 （b）密封圈密封圖6⑵非接觸式密封（如圖7所示）利用狹小和曲折的間隙密封，不直接與軸接觸，故可用在高速場合間隙密封用于工作環(huán)境清潔、干燥的場合。迷宮密封適用于脂潤滑或油潤滑，工作環(huán)境要求不高，密封可靠的場合。

(a)間隙密封 ⑹迷宮密封圖7參考文獻[1]