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【軸承知識】球軸承的分類及應(yīng)用特點

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-03-17 23:45:07    作者:百里武    瀏覽次數(shù):120
導(dǎo)讀

一、 球軸承的分類球軸承在傳動系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,其優(yōu)點有摩擦阻力小、極限轉(zhuǎn)速高、價格低廉等。常見的球軸承有以下四種 :1. 深溝球軸承特點:主要承受徑向載荷,應(yīng)用最廣泛。應(yīng)用:深溝球軸承主要可承受徑向載荷,但

一、 球軸承的分類

球軸承在傳動系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,其優(yōu)點有摩擦阻力小、極限轉(zhuǎn)速高、價格低廉等。常見的球軸承有以下四種 :

1. 深溝球軸承

特點:主要承受徑向載荷,應(yīng)用最廣泛。

應(yīng)用:深溝球軸承主要可承受徑向載荷,但在承受徑向及軸向復(fù)合載荷時,也能運(yùn)行良好;其摩擦系數(shù)小,還適用于高轉(zhuǎn)速工況;結(jié)構(gòu)簡單,易于達(dá)到較高精度,故可批量生產(chǎn)。

圖1 深溝球軸承

2. 角接觸球軸承

特點:較高的軸向承載能力。

應(yīng)用:角接觸球軸承具有轉(zhuǎn)速高、精度高、噪聲振動小等優(yōu)點,主要應(yīng)用于軸向力較高以至于深溝球軸承不適用的場合中。

圖2 角接觸球軸承

3. 調(diào)心球軸承

特點:具有調(diào)心功能

應(yīng)用:調(diào)心球軸承適用于軸易出現(xiàn)繞曲或長軸中軸承座孔定位精度較差的的場合,但由于剛性較差,適用于轉(zhuǎn)速不高、對噪聲和振動無嚴(yán)格要求的工況。

圖3 調(diào)心球軸承

4. 止推球軸承

特點:只能承受單向軸向載荷

應(yīng)用:該類軸承設(shè)計用于高軸向載荷、低速且允許高扭矩的工況中。

圖4 止推球軸承

綜上,對四種球軸承進(jìn)行特征總結(jié)見表1,讀者可根據(jù)應(yīng)用工況對軸承進(jìn)行類型的選擇和載荷的分配。

表1 球軸承相關(guān)特征表

角接觸球軸承的接觸角定義為承載作用線和徑向平面之間的夾角,接觸角可分為15°(代號:C)、25°(代號:AC)、30°(代號:A)、40°(代號:B),接觸角越大,同樣尺寸就能承受越大的軸向力,但大多數(shù)軸承接觸角為15°或25°。

角接觸球軸承在承受純徑向載荷的同時,由于滾動體載荷作用線與徑向載荷作用線不在同一徑向平面內(nèi),由此會產(chǎn)生內(nèi)部軸承分力,因此大多數(shù)角接觸球軸承均為成對安裝,且相互壓緊,以相互平衡產(chǎn)生的軸向分立,并提高整個組件軸向剛性。主要的裝配方式有背對背(DB)、面對面(DF)、串聯(lián)(DT),如圖5:

圖5 角接觸球軸承裝配

表2 角接觸球軸承裝配方式及特點

軸承選型時,保持架的種類也是需要我們考慮的,不同材料及制造工藝的保持架適用于不同的場合,見表3。

表3 球軸承保持架主要種類

在軸承設(shè)計時,需考慮潤滑方式為油潤滑還是脂潤滑,對于轉(zhuǎn)速極高的場合,優(yōu)先使用油潤滑,可以最快的帶走軸承熱量。在應(yīng)用脂潤滑時,需要額外考慮低溫條件下的軸承起動扭矩,在某些小型機(jī)器中,當(dāng)溫度極低時,部分潤滑脂可能會導(dǎo)致軸承無法起動。使用脂潤滑的深溝球及角接觸球軸承常具有密封結(jié)構(gòu),常見分類如下:

表4 密封結(jié)構(gòu)主要種類

除傳統(tǒng)軸承外,市場上也有一些帶有特殊結(jié)構(gòu)的球軸承可供選擇,適合有特殊要求的場合。

1. 帶填充槽的深溝球軸承,為了增加承載能力,在內(nèi)圈上加工出填充槽以裝入滾珠,增加的滾珠會提高徑向承載能力,但會犧牲軸向承載能力。

2. 帶卡環(huán)的軸承,卡環(huán)卡入軸承外圈凹槽可作為軸承擋肩,簡化了軸承座的結(jié)構(gòu)并縮小了軸承尺寸。

3. 帶鎖緊的軸承,有獨立鎖緊裝置,適合安裝于直軸上。

二、 球軸承選型

在進(jìn)行球軸承選型時,首先要根據(jù)軸承受力狀況、速度能力、噪聲要求、安裝要求等選擇合適的軸承種類,同時需考慮溫度、環(huán)境的限制條件,選擇合適的軸承材料及潤滑方式(以上本文第一章已有介紹),再根據(jù)設(shè)計空間尺寸對所選的軸承型號進(jìn)行壽命計算,設(shè)計流程圖如圖6。

圖6 軸承選擇流程

軸承壽命主要可以從兩個類型去考核,當(dāng)疲勞失效為軸承的主要失效形式時,需校核軸承疲勞壽命,當(dāng)軸承受過大的靜負(fù)荷或在極低轉(zhuǎn)速下承受沖擊負(fù)荷時,此時軸承的壽命不是取決于材料的疲勞,而需考核軸承靜態(tài)強(qiáng)度。需要額外考慮的是,軸承載荷是否小于最小軸承負(fù)荷。

在這里也提供一個機(jī)械設(shè)計選型計算軟件來給大家參考一下。希望對大家的設(shè)計有一定幫助作用。

(以下為部分功能展示)

圖1 齒輪傳動幾何尺寸計算

圖2 齒輪齒條傳動幾何尺寸計算

圖3 旋轉(zhuǎn)氣缸選型計算

圖4 液壓緩沖器選型計算

圖5 聯(lián)軸器選型計算

圖6 表面熱處理的分類

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(文/百里武)
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