滾動軸承的基礎知識

2022-09-10 00:21:14 字數 2736 閱讀 6955

★ 滾動軸承的最高允許轉速通常由允許的工作溫度確定,旋轉速度極限是能夠不產生燒結、過熱、持續運轉的經驗的速度允許值。軸承的跡象轉速因軸承結構尺寸、保持架結構、材料、軸承負荷、潤滑方法、包括軸承周圍的冷卻情況而各異。

★ 滾動軸承長壽命的根本條件:使用合適的安裝工具,認真負責地操作以及安裝現場的清潔。

★ 熱力學參考轉速和動力學允許轉速表現了軸承的高速適應性能

★ 如何提高軸承的允許轉速—提高軸承的尺寸精度、旋轉精度以及配合部位的精度,採用的潤滑冷卻方式,使用特殊形式的保持架都可以達到。

一、軸承遊隙

軸承在安裝前的遊隙與安裝後在工作溫度下的遊隙(工作遊隙)是有所不同的;通常:工作遊隙小於安裝前的遊隙。

☆ 設定軸向遊隙時必須考慮熱膨脹

二、影響軸承遊隙的因素

1、由溫度引起的徑向遊隙的減少

δgrt=δtα(d + d)/2 mm

式中:α—鋼的線膨脹係數 α=0.000011/k

當軸承有熱量輸入或輸出時,它的徑向間隙會有更大的變化;當通過軸傳入熱量或通過軸承座散熱時,徑向間隙就會減小;如果由軸承座傳入熱量或由軸散熱,徑向間隙就會加大;起動過程短,迅速達到工作轉速的軸承,軸承套圈間的溫度差比穩定狀態時的溫差大;為了避免軸承有害的預負荷和變形,應使軸承緩慢起動或選擇比工作溫度下需要的理論有隙更大的軸承有隙——高速軸承遊隙大的原因

2、由過盈配合引起的徑向遊隙減小

軸承內圈滾道的擴張量可近似取為其配合過盈量的80%而外圈的收縮量可大致定為其過盈量的70%(先決條件:實心鋼軸,正常的鋼製軸承座)。

3、滾動軸承運轉中的內部遊隙的大小,對疲勞壽命、振動、雜訊、溫公升等軸承效能影響很大。選擇軸承內部遊隙,對於決定了結構尺寸的軸承是一項重要研究專案。

☆ 角接觸球軸承的極限轉速與接觸角有關、接觸角大極限轉速低,反之則高。

☆ 安裝角接觸球軸承軸與軸承座間不允許發生任何的偏斜,不然就會對軸承的壽命有嚴重的影響。

★ 球軸承、圓柱滾子軸承的遊隙是不可調整的,圓錐滾子軸承的遊隙是可以根據需要進行調整的。

三、保持架的主要功能

分離各個滾動件,令工作中摩擦和發熱量最小

保持滾動體檢距離相等,使載荷平均分配

使可分離軸承和內外圈可相互擺動的軸承的滾動體不致於掉出

在軸承非承載區引導滾動體

★ 輕材料製成的保持架,以保證其較小的慣性力(輕金屬或酚醛樹脂織物)

★ 保持架的引導功能?

四、英製軸承與公制軸承的區別

英製軸承是按孔徑和外徑的上公差製造

公制軸承是按孔徑和外徑的下公差製造

五、軸承潤滑基本知識

1、潤滑劑的基本功能

a、分離接觸表面、減少摩擦;

b、散熱(使用油潤滑)

c、防腐蝕、食用油脂潤滑可防止灰塵侵入

2、彈性流體動力潤滑(ehd)的原理是在軸承接觸面間形成一層油膜,從而控制相鄰軸承表面的摩擦和磨損。彈性流體動力(ehd)薄膜的形成取決於軸承表面的彈性變形和潤滑劑的流體動力學特性。ehd潤滑機理的兩個重點:

a、承載時、接觸部位發生彈性變形;

b、油膜的流動性使兩個接觸表面分離,油膜的壓力同時使接觸表面變形;

3、加脂方法

選好油脂後,應將油脂填入軸承,仔細檢查,確保油脂進入滾子和軸承保持架之間,如用手填,將油脂從軸承保持架的大端擠入小端,保證油脂分布均勻。加滿油脂的軸承在轉動時會將多餘的油脂擠出,如果不能及時排洩,在轉速較高時,多餘油脂的攪動會產生過熱。鐵姆肯(timken)公司的操作手冊,詳細介紹裝配程式和各種自動的定量加油工具

4、油脂用量

為確保最佳的潤滑狀態,油脂的用量必須適當,油脂量的計算是以軸承內的自由體積為基礎

v =t(d2 + d2)10-3 – cm3

油脂用量取決於操作條件:

a、普通的礦物油脂為v的2/3

b、合成油脂為v的1/3

按0.9 g/cm3 油脂比重估算油脂重量

5、加油週期

應該特別注意軸承油脂的加註,油脂過量會導致過熱,燒壞軸承。確定補加油脂週期需要考慮兩個主要因素:操作溫度、密封效果和汙染;一般認為溫度越高、油脂氧化越快,溫度每公升高10℃,油脂壽命縮短一半。

油脂的加註沒有通用標準,主要基於系統的密封效果以及經驗;通常在每次為非密封型軸承更換滾子和檢查時(大約500~1000小時)加油。油脂新增量應為最初加入量的十分之一左右,過量新增會導致發熱量上公升。如果速度很低(<150 rpm),且工作環境粉塵大,建議在軸承內注滿油脂;高速運轉時,油脂不能過多,否則會產生過熱,導致潤滑脂降解、損壞軸承。

潤滑油中的水分,不管是溶解的還是游離的,都會給軸承的使用壽命帶來有害的影響;水分能侵蝕軸承,縮短軸承的使用壽命。

★ 鐵姆肯(timken)軸承在出廠前對軸承內、外圈及間隔環的端麵均標有安裝順序標誌,其位置是唯一的;一般推薦在軸承使用一段時間後,把軸承承載位旋轉90°後繼續使用,可以提高使用次數。

六、滾動軸承的失效及預防

滾動軸承的失效模式較多,其基本型別可有:磨損(磨粒磨損、點蝕與剝落、微動磨損、膠合、擦傷等),開裂與斷裂(內、外圈開裂、滾動體碎裂),壓痕,腐蝕與腐蝕磨損,電蝕以及「旋轉爬行」(要求過盈配合的內圈或外圈與配合件之間出現的相對運動—不允許的鬆動)

由於滾動軸承的結構和使用特點,決定了其失效的因素多而複雜;但是,可歸納為以下幾個主要方面:裝配不良(過緊、過鬆,軸線歪斜等);潤滑不良(潤滑劑選用不當,供給量不當等);嚴重過載或衝擊、振動;環境條件惡劣(溫度過高或過低,磨料侵入,雜散電流的作用等);材質或製造精度不良等。

應該指出:對於某一具體軸承而言,其失效常是不止一種模式、不止一種影響因素在起作用。在這種情況下,更要注意分清主次。

滾動軸承常見失效模式的特徵和原因

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