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最全面的轴承选型步骤和选型计算方法

作者:天津一诺成科技有限公司 浏览: 发表时间:2022-01-27 20:07:25 来源:金蜘蛛紧固件网整理

由于轴承的安装部位以及应用场合的多变性与复杂性,轴承类型选择无固定模式可循;为适应某种主机特定的安装部位和应用条件进行轴承类型选择时,建议依据以下几个主要因素综合考虑。

允许空间

机械设计时,一般先确定轴的尺寸,然后根据轴的尺寸选择轴承。通常,小轴选用球轴承;大轴选用圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承(有时也可选用球轴承)。

若轴承安装部位的径向空间受到限制,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、圆柱滚子或调心滚子轴承以及薄壁轴承。

轴承载荷

载荷大小通常是选择轴承尺寸的决定因素。滚子轴承相比具有相同外形尺寸的球轴承承载能力大。通常球轴承适用于轻或中载荷、滚子轴承适用于承受重载荷。

载荷方式纯径向载荷可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承。

纯轴向载荷可选用推力球轴承、推力圆柱滚子轴承。

有径向载荷又有轴向载荷(联合载荷)时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。

若径向载荷较大而轴向载荷较小时,可选用深沟球轴承和内、外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。

如同时还存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的情况,可选用调心球轴承、调心滚子轴承。

若轴向载荷较大而径向载荷较小时可选用推力角接触球轴承,四点接触球轴承;如还要求调心性能,可选用推力调心滚子轴承。

转速

滚动轴承的工作转速主要取决于其允许运转温度。摩擦阻力低,内部发热较少的轴承适用于高速运转的场合。仅承受径向载荷时,选用深沟球轴承和圆柱滚子轴承可以达到较高的转速,若承受联合载荷时,宜选用角接触球轴承。采用特殊设计的高精度角接触球轴承,可以达到极高的转速。各种推力轴承的转速均低于径向轴承。

旋转精度

对于大多数机械,选用0级公差的轴承足以满足主机要求,但对轴的旋转精度有严格要求时,如机床主轴,精密机械和仪表等,则应选用较高公差等级的深沟球轴承、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。

刚性

滚动轴承的刚性由其承受载荷时发生的弹性变形量来决定,一般情况下,这种变形量很小,可以忽略不计,但在某些机械中,如机床主轴系统,轴承的静态刚度和动态刚度对系统的特性影响很大。一般来说,滚子轴承比球轴承具有较高的刚度。各类轴承通过适当地“预紧”也可以不同程度地提高刚性。

噪声与振动

轴承本身的噪声与振动一般都很低。但对于中小电机、办公机械、家用电器和仪表等对噪声与运转平稳性有特殊要求的机械,通常选用低噪声轴承。

轴向移动

轴承最普遍的配置方式是在轴的一端安装一套轴向定位的“同定轴承”,而在另一端安装一套轴向可移动的“游动轴承”,以防止由于轴热胀冷缩而产生卡死现象。

经常用的“游动轴承”是内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承,此时内圈与轴的配合或外圈与外壳孔的配合可采用过盈配合。有时也可选用不可分离型深沟球轴承或调心滚子轴承作游动轴承,但在安装时内圈与轴或外圈与外壳孔配合应选择间隙配合,以确保内圈或外圈有足够的轴向移动的自由。

摩擦力矩

球轴承的摩擦阻力较滚子轴承小,纯径向载荷作用时,径向接触轴承的摩擦阻力小;纯轴向载荷作用时,轴向接触轴承的摩擦阻力小;联合载荷作用时,轴承接触角与载荷角相近的角接触轴承摩擦阻力最小。在需要低摩擦力矩的仪器和机械中,选用球轴承或圆柱滚子轴承较适宜。

安装与拆

具有圆柱形内孔的轴承用于安装拆卸较频繁的机械中,应优先选用分离型角接触球轴承、圆锥滚子轴承、可分离的圆柱滚子轴承、滚针轴承和推力轴承等。具有圆锥形内孔的轴承可安装在轴颈上,或借助紧定套或退卸套装在圆柱形轴颈上,安装拆卸很方便。

轴承选型基本步骤

步骤一:了解轴承的使用条件

1、主机的主要功能与结构:比如,电机-主轴,输送速度与转矩。

2、轴承的安装部位。

3、轴承需承受的大小、方向、性质。是否冲击载荷等。

4、轴承的润滑条件。

5、轴承周围环境条件,如:腐蚀性、清洁度、湿度、环境温度、散热性等。

6、轴承的工作转速、工作温度。

步骤二:轴承结构选择

1、尺寸空间;

2、承载能力,包括大小、方向和性质;

3、极限转速;

4、刚性;

5、公差等级;

6、调心性能;

7、安装与拆卸要求;

8、价格和供货能力;

9、支撑形式。

步骤三:轴承尺寸选择

1、使用寿命和可靠性要求;

2、基本额定动(静)载荷;

3、轴承尺寸;

4、极限转速;

5、允许的轴向承载能力(对径向轴承而言)。

6、安全系数;

7、尺寸空间。

步骤四:轴承精度选择

1、主机的功能与结构:属于精密机械如机床,还是普通设备;

2、轴和外壳的精度;

3、摩擦力矩;

4、转速;

5、振动与噪音;

6、刚度;

7、游隙。

步骤五:轴承游隙选择

1、轴和外壳的结构和材料;

2、配合;

3、轴承的环境温度和工作温度;

4、轴承的工作转速;

5、轴承需要受的载荷大小;

6、套圈允许的偏斜量。

步骤六:保持架结构选择

1、轴承的工作转速;

2、振动和噪音;

3、载荷的性质:是否冲击载荷等;

4、润滑剂和润滑方式;

5、保持架引导方式。

步骤七:润滑选择

1、轴承的工作转速;

2、轴承载荷、性质;

3、润滑方式;

4、密封方式。

步骤八:安装与拆卸的选择

1、配合;

2、安装与拆卸方法。

轴承选型设计与计算方法

滑动轴承

非液体摩擦滑动轴承

液体摩擦滑动轴承

滚动轴承



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