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滚动轴承游隙的选择与调整


一、滚动轴承游隙的选择


  轴承游隙对轴承寿命、温升、噪音等有很大影响,因此,需根据工作条件和使用性能要求选取合适的游隙。轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙,他们分别表示一个套固定,另一个套沿径向和轴向由一个极限位置到另一个极限位置的位移量。轴承的径向游隙,包括轴承安装前自由状态下的原始游隙、装入主轴及轴承座后的装配游隙、工作时在载荷作用下形成的工作游隙。对于球轴承,最适宜的工作游隙接近零;对于滚子轴承,可保持少量的工作游隙。在要求支撑刚性良好的部件中,轴承应有一定数值的预紧。这是轴承径向游隙的确定原则。国标GB4604-93中,滚动轴承径向游隙共分5组,游隙值依次由小到大,其中0组为标准游隙。在高温、高速、低噪音、低摩擦等特殊条件下工作的轴承宜选用较大的径向游隙;对于精密主轴用轴承宜选用较小的径向游隙。需要注意的是,轴承装机后的工作游隙要比安装前的原始游隙小,因为轴承要承受一定的负荷旋转,还有轴承配合和负载产生的弹性变形量。[2]


  对于向心推力球轴承和圆锥滚子轴承,通常以面对面或背靠背的方式安装,以某一个轴承圈的轴向位置来决定内部游隙或预压。从零间隙状况开始,通过调整轴承外圈上垫片的厚度或旋松或旋紧轴上的背母,可获得指定的游隙。这类轴承的轴向游隙和径向游隙之间存在着固定的关系,满足其中一个值就足够了。


  选择轴承游隙时,还应考虑以下几个方面:


  1.轴承的工作条件,如载荷、温度、转速等;


  2.对轴承使用性能的要求,如旋转精度、摩擦力矩、震动与噪声等;


  3.轴承与轴和外壳孔为过盈配合时,导致轴承游隙减少;


  4.轴承工作时,内外套圈的温度差导致轴承游隙减少;


  5.因轴和外壳材料的膨胀系数不同,导致轴承游隙减小或增大;


  6.由于轴承内外圈温差较大,深沟球轴承需要承受较大轴向负荷或需改善调心性能,要求提高极限转速和降低轴承摩擦力矩等场合;


  7.当基本组不能满足使用要求时,则应选用辅助组游隙。大游隙辅助组适用于轴承与轴和外壳孔采用过盈配合,小游隙辅助组适用于要求较高的旋转精度,需严格控制外壳孔的轴向位移,以及需减少振动和噪声的场合。


  二、滚动轴承游隙的调整


  滚动轴承的游隙,分可调和不可调。除角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承和推力滚子轴承的游隙可调外,其余类别的轴承游隙不可调。游隙可调的轴承,在安装后和使用过程中都应进行调整,通过使用过程中的调整,能部分的补偿轴承磨损所引起的轴承游隙的增大;游隙不可调的轴承,在装配后和使用过程中仍要检查游隙。根据检查结果决定是否需要重装、维修或更换。


  轴向游隙和径向游隙没有大的关系,安装时直接控制轴向游隙。要分别考虑单个使用还是配对使用。如果是单个轴承使用,由于这个轴承是可分离的,所以此时安装后的轴向游隙需要自己控制。可以通过千分表测轴的轴向极限位置来测量(推和拉的极限位置的位移量);如果是配对使用,只需要把内外圈都顶死即可,由加工制造过程中的沟道位置来控制游隙。


  在高精度且不怎么发热的场合,可以用负游隙,测量的时候推不动就是负游隙,但是一个慢慢变小且到负的过程,若突然过紧,会导致抱轴烧死;如果精度要求不高,安装时轴向游隙控制在0.1-0.3mm之间,若轴发热较严重,游隙还需再放大。


  滚动轴承轴向游隙的调整方法很多,有垫片调整法、螺母调整法、螺钉挡盖调整法和内外套调整法等。其中垫片调整法是最为常用的调整方法。调整时,一般先不加垫片,拧紧侧盖的固定螺钉,直到轴不能转动时为止,此时轴承内无游隙。使用厚薄规测量侧盖与轴承座端面之间的距离K,然后加入垫片,垫片厚度等于K值加上轴向游隙。特别注意的是,采用此方法调整的精度取决于侧盖和垫片的质量。一套垫片应该由多种不同厚度的垫片组成,垫片应平滑光洁,其内外边缘不得有毛刺。


  以圆锥滚子轴承游隙调整为例,其经验方法:


  1.将传动轴放平,轴承内外圈垂直;


  2.转动轴,同时观察滚子运动状态,是滚动还是滑动,若有4、5颗滚子处于滑动状态,说明轴向间隙过大;若所有滚子处于滚动状态,说明间隙过小;若有2、3颗滚子处于滑动状态则比较理想。


  3.宜将多种调整手段相结合、对比,如果都满足要求,则准确性和可靠性将得到提高。


  在进行滚动轴承游隙的调整过程中,除了要达到滚动轴承装配的一般技术的要求以外,还要重点考虑轴承温升和润滑对调整工作后的影响,并且在进行空运转实验后还要进行细致的检测和二次调整。细心的工作态度也是装配钳工不可缺少的良好品质。


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