滚动轴承选型需要考虑的几点因素
2022-11-10“各种类型的轴承,因设计各异而具有不同的特性。由于轴承的具体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。若轴承安装部位的轴向空间受到限制,可采用宽度尺寸较小的轴承。
载荷
载荷大小通常是选择轴承尺寸的决定因素。滚子轴承比具有相同外形尺寸的球轴承承载能力更大。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。
载荷方式方面,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。
振动与噪声
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。
轴向位移
轴承Z普遍的配置方式是在轴的一端安装一套轴向定位的“固定轴承”,而在另一端安装一套轴向可移动的“浮动轴承”,以防止由于轴热胀冷缩而产生卡死现象。经常用的“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浮动轴承,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Z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。此外,低摩擦力矩轴承应避免采用接触式密封,同时,建议采用滴油润滑、油气润滑或其他有利于减磨的润滑方式。
安装与拆卸
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,安装拆卸更方便。
(来源:机械学霸)