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一篇文章全面解析軸承游隙

2020-09-30

小東

什么是軸承游隙?

簡單來說,軸承游隙就是單個軸承內(nèi)部、或者幾個軸承組成的系統(tǒng)內(nèi)部的間隙(或干涉)。游隙可分為軸向游隙和徑向游隙,這取決于軸承類型及測量方法。



為什么要調(diào)整軸承游隙?

打個比方,煮飯的時候水過多或過少,都會影響米飯的口感。同理,軸承游隙過大或過小,軸承的工作壽命乃至整個設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性都會降低。



適用不同調(diào)整方法的軸承種類

游隙不可調(diào)軸承是指軸承出廠后,軸承的游隙就確定了,我們熟知的深溝球軸承、調(diào)心軸承、圓柱軸承都屬于這一類。



游隙可調(diào)軸承是指可以移動軸承滾道的相對軸向位置來獲得所需要的游隙,屬于這類的有圓錐軸承和角接觸球軸承及一些止推軸承。





▲圓錐滾子軸承 ▲角接觸軸承

軸承游隙調(diào)整分類

對于不可調(diào)軸承的游隙,行業(yè)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值(CN, C3,C4等等),也可以定制特定的游隙范圍。當(dāng)軸、軸承座尺寸已知,相應(yīng)的內(nèi)、外圈配合量就確定了,安裝后的游隙就不能改變。由于在設(shè)計階段配合量是一個范圍,Z后的游隙也存在一個范圍,在對游隙精度有要求的應(yīng)用就不適用。



可調(diào)軸承很好的解決了這個問題,通過改變滾道的相對軸向位置,我們可以得到一個確定的游隙值。如下圖,當(dāng)移動內(nèi)圈的位置,我們大致可以得到正、負(fù)兩種游隙。



影響軸承游隙的因素

Z佳工作游隙的選擇是由應(yīng)用工況(載荷、速度、設(shè)計參數(shù))和期望得到的工作狀態(tài)(Z大壽命、Z好的剛度、低的熱量產(chǎn)生、維護(hù)的便利等等)決定的。然而,在大多數(shù)應(yīng)用中,我們無法直接調(diào)整工作游隙,這就需要我們根據(jù)對應(yīng)用的分析和經(jīng)驗,計算出相應(yīng)的安裝后游隙值。



不可調(diào)軸承的安裝后游隙主要受配合的影響,所以下面主要介紹可調(diào)軸承的游隙調(diào)整方法,以適用轉(zhuǎn)速范圍寬、可同時承受軸向力和徑向力的圓錐滾子軸承為例。

1推拉法

推拉法一般用于正游隙,軸承滾道與滾動體之間的軸向間隙是可以測得的。對軸或者軸承座向一個方向施加一個力,推到底以后將百分表設(shè)為零位作參考,然后施加一個反方向的力,推到底以后百分表上指針的轉(zhuǎn)動量就是游隙值。測量時需慢慢震蕩旋轉(zhuǎn)滾子,確保滾子正確的定位在內(nèi)圈大擋邊上。



2Acro-SetTM法

Acro-Set的理論基礎(chǔ)是胡克定律,發(fā)生彈性形變的物體的形變量與所受的外力成正比。在一定的安裝力作用下,測量墊片或隔圈間隙來獲得正確的游隙。按照一個事先測試時創(chuàng)建的圖表直接讀出所需要的正確的墊片或隔圈尺寸。



3Torque-SetTM法

Torque-Set的原理是,在預(yù)緊下,軸承的轉(zhuǎn)動力矩增長是軸承預(yù)緊力的函數(shù)。實驗結(jié)果顯示,一組同型號的新軸承,在給定預(yù)緊力的條件下,軸承的轉(zhuǎn)動力矩變化量很小。因此,可以用轉(zhuǎn)動力矩來估算預(yù)緊量。

該方法的原理即是在軸承的轉(zhuǎn)動力矩和預(yù)緊量之間建立一個換算關(guān)系,這需要通過測試獲得。然后再實際安裝時,就可以通過測得轉(zhuǎn)動力矩來決定墊片的厚度。


4Projecta-SetTM法

Projecta-Set就是將無法直接測量的墊片或隔圈厚度投射或者轉(zhuǎn)化到容易測量的地方。使用一個特制的量規(guī)套筒和隔圈即可達(dá)到這樣的效果。當(dāng)軸承的內(nèi)圈和外圈都是緊配合條件時,軸承的拆下和調(diào)整會很困難且耗時,此時Projecta-Set就體現(xiàn)出其優(yōu)點(diǎn)。

該方法對不同系列的軸承需要單獨(dú)的量規(guī),相對成本較高。但是當(dāng)大批量安裝時,平均下來每次的成本就很合算。尤其在自動化領(lǐng)域,已經(jīng)證明是很有效的方法。





5Set-RightTM法

Set-Right使用概率方法并控制相關(guān)零件的尺寸公差來確保所有的裝配總成中有99.73%的軸承游隙落在可接受的范圍內(nèi)。這是一組隨機(jī)變量組合后的數(shù)學(xué)預(yù)測,變量就是軸承公差和軸、軸承座等安裝組件的公差。

該方法不需要安裝調(diào)整,應(yīng)用組件簡單的裝配夾緊即可,因此大批量安裝非常方便。但是Z后會得到一個游隙范圍(大概0.25mm),在某些應(yīng)用中能否采用Set-Right需要在設(shè)計階段決定。很多年來,不管是工業(yè)還是汽車領(lǐng)域,Set-Right的方法都得到了成功的使用。



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