轴承应用技术：轴承配合的选择

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

配合的选择　　配合的选择一般按下述原则进行。　　根据作用于轴承的负荷方向、性质及内外圈的哪一方旋转，则各套圈所承受的负荷可分为旋转负荷、静止负荷或不定向负荷。承受旋转负荷及不定向负荷的套圈应取静配合（过盈配合），承受静止负荷的套圈，可取过渡配合或动配合（游隙配合）。　　轴承负荷大或承受振动、冲击负荷时，其过盈须增大。采用空心轴、薄壁轴承箱或轻合金、塑料制轴承箱时，也须增大过盈量。　　要求保持高旋转时，须采用高精度轴承，并提高轴及轴承箱的尺寸精度，避免过盈过大。如果过盈太大，可能使轴或轴承箱的几何形状精度影响轴承套圈的几何形状，从而损害轴承的旋转精度。　　非分离型轴承（例如深沟球轴承）内外圈都采用静配合，则轴承安装、拆卸极为不便，最好将内外圈的某一方采用动配合。１）负荷性质的影响　　轴承负荷根据其性质可分为内圈旋转负荷、外圈旋转负荷及不定向负荷，其与配合的关系如表１所示：轴承旋转条件图　　例负荷性质配合方式内圈：旋转负圈：静止负荷方向：固定 　内圈旋转负荷外圈静止负荷 内圈：采用静配合（过盈配合）外圈：可用动配合（游隙配合） 内圈：静止负圈：旋转负荷方向：与外圈同时旋转 　内圈：旋转负圈：静止负荷方向：固定内圈静止负荷外圈旋转负荷内圈：可用动配合（游隙配合）外圈：采用静配合（过盈配合） 内圈：静止负圈：旋转负荷方向：与内圈同时旋转 ２）负荷大小的影响　　内圈在径向负荷作用下，半径方向即被压缩又有年伸展，周长趋于微小增加因此初始过盈将减少。过盈减少量可由下式计算：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 这里：　　?dF:内圈的过盈减少量，mm　　d:轴承公称内径，mm　　B:内圈公称宽度，mm　　Fr:径向负荷，N{kgf}　　Co:基本额定静负荷，N{kgf} 　　因此，当径向负荷为重负荷（超过Co值的25%）时，配合必须比轻负荷时紧。　　若是冲击负荷，配合必须更紧。３）配合面粗糙度的影响　　若考虑配合面的塑性变形，则配合后的有效过盈受配合面加工质量的影响，近似地可用下式表示：　　　　　　 　　　　　　［磨削轴］　　　　　　　　　　?deff=(d/(d+2))*?d......(3)　　　　　　［车削轴］ 　　　　　　　　　　?deff=(d/(d+3))*?d......(4) 　　　　　　 这里：　　 ?deff：有效过盈，mm　　 ?d：视在过盈，mm　　　 d：轴承公称内径，mm４）温度的影响　　一般来说，动转时的轴承温度高于周边温度，而且轴承带负荷旋转时，内圈温度高于轴温，因此热膨胀将使有效过盈减少。　　现设轴承内部与外壳周边的温差为?t 则不妨可假定内圈与轴在配合面的温差近似地为(0.01-0.15)?t 。因此温差产生的过盈减少量?dt可由式５计算：　　　　　　 　　　　　　?dt=(0.10 to 0.15)?t*α*d　　　　　　　　?0.0015?t*d*0.01......(5)　　　　　　 这里：　　 ?dt:温差产生的过盈减少量，mm　　 ?t:轴承内部与外壳周边的温差，℃　 　α:轴承钢的线膨胀系数,(12.5×10-6)1/℃　 　d:轴承公称内径，mm 　　因此，当轴承温度高于轴温时，配合必须紧。　　另外，在外圈与外壳之间，由于温差或线膨胀系数的不同，反过来有时过盈也会增加。因此在考虑利用外圈与外壳配合面之间的滑动避让轴的热膨胀时，需要加以注意。５）配合产生的轴承内部最大应力　　轴承采用过盈配合安装时，套圈时会膨胀或收缩，从而产生应力。　　应力过大时，有时套圈会破裂，需要加以注意。　　配合产生的轴承内部最大应力可由表２的式子计算。作为参考值，取最大过盈不超过轴径的1/1000，或由表２的计算式得到的最大应力σ不大于120Mpa{12kgf/mm2}为安全。表２ 配合产生的轴承内部最大应力轴与内圈外壳孔与外圈　　这里：　　 σ:最大应力,MPa{kgf/mm2｝　　　d:轴承公称内径（轴径），mm　　　Di:内圈滚道直径，mm　　　　　球轴承……Di=0.2(D+4d)　　　　　滚子轴承……Di=0.25(D+3d)　　　?deff:内圈的有效过盈，mm　　　do:中空轴半径，mm　　　De:外滚道直径，mm　　　　　球轴承……De=0.2(4D+d)　　　　　滚子轴承……De=0.25(3D+d)　　　D:轴承公称外径（外壳孔径），mm　　　?deff:外圈的有效过盈，mm　　　Dh:外壳外径，mm　　　E:弹性模量，2.08×105MPa{21 200kgf/mm2}６）其他　　精确性要求特别高时，应提高轴与外壳的精度。与轴相比，一般外壳难加工、精度低，因此放松外圈与外壳的配合为宜。　　采用中空轴及薄壁外壳时，配合必须比通常紧。　　采用双半型外壳时，应放松与外圈的配合。对于铸铝或轻合金外壳，配合必须比通常紧一些。