滚动轴承滚道的设计方法

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

http://www.hao.zj.cn/upimg/6-09-08/001635_01_384 温度对尺寸稳定性的影响 运转湿度超过+ 120℃ ，将引起普通标准 轴承 材料的组织结构变化，从而使 轴承 尺寸改变。因此在高温下运转时，为保证 轴承 正常的功能；必须对 轴承 作尺寸稳定性处理，但也应考虑伴随而产生的材料硬度的降低。对于小型 轴承 来说，通常对 尺寸稳定性要求不高，但为保证大型 轴承 的稳固配合和原始径向游隙，至少应对内圈作尺寸稳定性处理。根据不同的工作温度的要求，可以用不同的补充代号予以标示出来。 滚动 轴承 的径向定位 对滚动 轴承 的定位，应考虑下列一些影响因素： 转动状态 所谓转动状态是指各套圈相对于负荷方向的运动。 旋转负荷。 轴承 套圈转动而负荷静止或 轴承 套圈静止而负荷转动，这两种情况都属于旋转负荷状态。在旋转负荷情况下，如果对轴或 轴承 座取太松动的配合，则 轴承 套圈将会产生移动现象。因此，必须选用较紧密的配合，以防止移动现象发生。负荷越重和套圈直径越大，所选的配合应越紧。 点负荷。 轴承 套圈和负荷都是静止，或 轴承 套圈和负荷以相同的速度旋转时，都属于静止负荷状态，对于静止负荷，可选择较松的配合，因为这种情况下， 轴承 套圈不会产生移动现象。 变动式负荷方向。负荷方向是无规则地变化着，或以摆动的方式变化，或随 冲击 和振动的情况都称为变动式负荷方向在这种转动状态下，两个套圈都必须选择较紧的配合。 l 负荷类型和大小 随转动负荷或变动负荷的套圈，负荷越高，配合应越紧。 l 轴承 类型和尺寸 表14所列 轴承 座孔公差仅适用于钢或铸铁 轴承 座。表15中所列的轴公差仅适用于实心轴，如果用轻金属 轴承 座或空心轴时,应选择较紧的配合。对无内圈滚针 轴承 的轴公差列于表16中。 从上述各种因素的影响可以看出，不可能找出一条包括各种因素的，正确的配合公差选择原则，因此，在相应表中所列之值 仅只能当作是参考值。 表15 有内圈滚针 轴承 和圆柱滚子 轴承 的轴公差极限选择原则 工作条件 轴直径 mm ISO公差带 举 例 滚针 轴承 圆柱滚子 轴承 内圈受点负荷 易于安装 所有 轴承 直径 g6 g6 在静座轴上的滚轮:调整杆, 齿轮箱 内轮,滑轮,滚轮,张力轮 一般应用 h6 h6 高精度和平衡运转 h5 -- 内圈受旋转负荷或变动负荷 轻负荷和变动负荷 到To 50 j5 j6 齿轮箱 ,工作中轴,电动 马达 ,磨床主轴, 泵 ,机床,一般工程机械 超过Over 50 到To 100 k5 k6 超过Over 100 到To m61) m61) 超过Over n62) n62) 正常负荷 到To 50 k53) k6 超过Over 50 到To 100 m5,m61) m61) 超过Over 150 到To n62) n62) 超过Over 到To 500 p62) p62) 在严酷工作条件和 冲击 下，重负荷 到To 150 n62) n62) 超过Over150 p62) p62) 1)选择轴和 轴承 座公差极限之后，应再检查工作游隙。 2)公差带为n6和p6需要求较大的原始径向游隙。 3)对于滚针一角接触球 轴承 ，配合不能比k5更紧。 表16无内圈滚针 轴承 选择轴公差极限的参考值1) 内接圆（公差带F6） Fw mm 工作游隙 超过 到 小于正常值 小于正常值 大于正常值 -- 65 80 160 180 250 315 65 80 160 180 250 315 400 k5 k5 k5 k5 j5 j5 h5 g5 h5 h5 g5 g5 g5 f6 f6 f6 g6 f6 f6 e6 e6 e6 e6 d6 1)适用于 轴承 座公差到K7。对于比K7更紧的 轴承 座公差，对其工作游隙必须进行验算或量测。 装配公差 轴承 套圈有完美的径向定位和套圈在圆周面和宽度上能均匀地被支承，对 轴承 能正常运转和获得较长的使用寿命具有决定性的影响。因此应特别注意装配公差的选择。 轴承 套圈支承面的设计 为了使滚动 轴承 能正常发挥其功能，与 轴承 相配合的表面（轴和 轴承 座孔）必须按与 轴承 精度等级相应的IT一等级加工。 与 轴承 相配合表面的尺寸公差和几何精度的推荐值列于表17中。剖分式 轴承 座，其连接面处应去除毛刺并加工圆角。 表17 与 轴承 配合表面的尺寸公差和几何精度 轴承 精度等级 轴承 配合表面 直径公差 圆度公差 平行度公差 台肩侧摆 P0 轴 IT6(IT5) 旋转负荷 IT4/2 IT4 IT4 点负荷 IT5/2 IT5 轴承 座 IT7(IT6) 旋转负荷 IT5/2 IT5 IT5 点负荷 IT6/2 IT6 P6 轴 IT5 旋转负荷 IT3/2 IT3 IT3 点负荷 IT4/2 IT4 轴承 座 IT6 旋转负荷 IT4/2 IT4 IT4 点负荷 IT5/2 IT5 P5 轴 IT5 旋转负荷 IT2/2 IT2 IT2 点负荷 IT3/2 IT3 轴承 座 IT6 旋转负荷 IT3/2 IT3 IT3 点负荷 IT4/2 IT4 滚动 轴承 的轴向定位 为了防止滚针 轴承 或圆柱滚子 轴承 侧向滑移， 轴承 必须轴向定位和夹紧。如果配合公差已经足够紧的话，也可不用轴向坚固装置（如图 12a ）所示 冲压 外圈滚针 轴承 ）。滚针和保持架组件必须要有轴向引导（见图13和14）。 引导表面的设计 对滚针和保持架组件的侧向引导面（见面13和14），应经精车加工并无毛刺。高速时，相邻的表面应淬火并经磨削加工。在止动环前还应附加一垫圈（图14）。 轴承 套圈的轴向定位 轴承 套圈常由轴或 轴承 座的挡肩来定位。这些挡肩必须有足够的高度并与 轴承 轴线垂直。它们必须与和 轴承 套圈相配的表面一次加工出来。由和 轴承 相配合的表面到挡肩过渡外，其圆角应符合规定，退刀糟应符合规定。圆角或退刀糟是为了保证 轴承 套圈的整个端面能支承在挡肩上，应注意的是尺寸表中给出倒角尺寸rs的最小值。 如果 轴承 作为固定端支承且承受轴向负荷，则套圈两端必须紧固（图16、17、18）。尤其是分离式内圈（如NKIB,图16和 SL04，图24）和圆柱滚子 轴承 剖分式外圈系列SL01（图17或18），系列SL11和SL12更应两端紧固。 对于单向定位的 轴承 （图19和20）只要在 轴承 套圈承受轴向负荷的一端挡边加以支承即可。 对承受轴向负荷的圆柱滚子 轴承 的挡边来说，其支承高度应扩大到尺寸d1或D1处（见尺寸表）。 http://www.hao.zj.cn/upimg/6-09-08/001635_02_323 滚动 轴承 的密封 轴承 的运转可靠性和使用寿命在很大程度上是与其密 封装 置能否有效地防止脏污和水气侵入以及阻止润滑剂漏出有关， 在选择密封型式时应考虑具体的应用条件。 非接触式密封 非接触式密封主要用于下列场合：在高圆周速度下密封摩擦必须避免的场合，高温希望避免密封磨损的场合。间隙密封 对润滑脂有较好的密封较果；如果间隙密封 回流 设计（轴上有沟槽、 离心 环、螺旋槽等）则此种密封也可用于油润滑的场合。 简单间隙密封的缝隙约为0.1~ 0.2mm 。而缝隙在空间许可的范围内尽可能的长。带环形槽（图21）可以改善其密封效果。 迷宫密封（图23）的密封效果更好，为了避免 泵 吸现象，径向扩展的间隙不能太窄。如果在缝隙内润滑脂，则其密封性 能更好。一般来说，填充缝隙用的润滑脂应与 轴承 用的脂相同；至少润滑脂的稠化剂应相同。如果由于密封介质的原因不能实现上述要求时，则可使用专用的密封润滑脂，在这种情况下，应提供分离的空间以防止密封脂进入 轴承 中。 http://www.hao.zj.cn/upimg/6-09-08/001635_03_977 接触式密封 接触式密封一般都比非接触式密封效果为好，在这种密封中，其部分是用预紧力保持与密封表面相接触，因此而引起的 摩擦热限制了其可容许的圆周速度，在跑合运转中，较大的初始摩擦表面将会急骤下降。密封配合表面也需要润滑，否则将产生磨损。 密封唇密封（图24-27）。适用于油润滑也适用于脂润滑，而且圆周速度可达 12m /s，如果密封的目的是为了防止润滑剂由 轴承 座泄露出去，则密封唇应面向里面安置。当密封主要是为了防止脏污进入 轴承 装置时，密封唇应面向外安置。 转轴密封。按DIN3760（图27）它是一种密封唇密封，可对许多种 轴承 装置作非常有效的密封。 http://www.hao.zj.cn/upimg/6-09-08/001636_04_659 l RTL 带密封滚针和圆柱滚子 轴承 （图24）是带密封唇密封的 轴承 （后缀“RS”或“P”),这种结构不需要给密 封装 置附加空间。此整体式密封适用于无压力要求的密 封装 置，在一般工作条件下，可以防止污物侵入 轴承 中和阻止润滑脂泄漏。 轴承 再润滑时，用过的润滑脂还可以由此排出。 http://www.hao.zj.cn/upimg/6-09-08/001636_05_104 毛毡润滑 适用于圆周速度小于 4m /s的场合。毡封圈和环形槽在DIN5419中皆加以标准化。毡封件必须在热油（约＋ 80℃ ）中浸泡后才能装入。 接触式密封的装配说明 密封的配合而必须无刻伤和划痕。如表面磨削后没有螺旋形痕迹，则可获得最好的密封效果。推荐的粗糙度为：Rz1-Rz4,或Ra0.2-Ra0.8。表面硬度至少应达到450HV，当圆周速度超过 4m /s时，至少应达到600HV。接触式密封配合表面的端部应有引导倒角，以避免装配中使密封唇操作或翻边。装配前应在密封唇上和配合表面上涂润滑脂，以防止轴第一次转动时产生干磨擦，如果采用双唇密封或同时有几个密封件排列安装时，其之间的空隙内应填入润滑脂。如果密封的主要目的是防止润滑剂由 轴承 中漏出来，则在装配时应使密封唇向内。密封唇向外的装配方式则可防止外界污物侵入，而且可允许在重新润滑时将已用过的润滑脂排泄出去。 在将密封件压入 轴承 座孔时应使用压杆，以保证对中和与轴线垂直，如果与密封件配合的表面端处有尖角的话，则应用一装 配套筒辅助安装，装配套筒的直径应比与密封件相配合表面的直径略大些并有较长的引导倒角（约 15℃ ）。 RTL内圈（系列IR）的滚道粗糙度很小，其表面形貌适合作为脂润滑密封唇的配合轨道。用来作为油润滑的密封时，为了得到更好 的密封效果，内圈应精加工成无螺旋形加工痕迹（IR...EGS），端部有引导倒角以防止装配时划伤密封唇。