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进口轴承的选择考虑因素

1)结构
轴承按照承受载荷的方向可以分为向心轴承和推力轴承。向心轴承主要用于承受纯径向载荷如深沟球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。推力轴承主要用于承受纯轴向载荷如推力球(滚子)轴承等。对于需要同时承受径向和轴向联合载荷作用的轴承,应视载荷作用的方向(或角度)、大小选择带接触角的轴承,其承受载荷的能力随接触角的变化而变化,接触角越大,轴向承载能力越大,而径向承载能力下降,一般当轴承的载荷角小于45°时,选择角接触球轴承或圆锥滚子轴承等,当载荷角大于45“时,选择推力角接触轴承,该类轴承的轴向载荷能力一般大于径向载荷能力。在选择轴承接触角时,理论接触角应大于载荷角。深沟球轴承由于有游隙的存在,也可以承受一定量的轴向载荷;内外圈带有挡边的圆柱滚子轴承,经过特殊设计也具有承受一定的轴向载荷能力。
实际选择轴承时,为同时满足径向和轴向载荷承载能力或速度要求还可以选择各种结构的组合轴承。
2)转速
转速较高、载荷较轻的可选择深沟球轴承或角接触球轴承,转速较高载荷较重的可选择圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承(有轴向载荷时)。推力轴承因结构限制一般转速较低。轴承样本给出的极限转速适用于载荷不大、润滑和冷却条件正常的0级公差轴承,选用轴承速度时可参考该值,一般轴承的工作转速应低于该值,根据应用经验,最高工作转速可以取0.8倍的极限转速。
3)尺寸
径向安装尺寸较小转速较高的场合可以选择直径轻系列、宽度窄系列的轴承。载荷较大转速较低的场合可以选择滚针轴承,还可以选用单套圈或无套圈轴承。在保证轴承应用特性的前题下,减小轴承外形尺寸或与支承部件组合成为单元化是当前轴承发展的趋势之一。
尺寸选择时,需要考虑的另一个问题是轴承的疲劳寿命。一般情况下,轴承的外形尺寸越大,相应的疲劳寿命也越长。但片面地要求长寿命,会使机械的体积增大,制造成本增加。而过低的使用寿命,则给使用带来麻烦。
4)载荷
在外形尺寸相同的情况下,滚子轴承的载荷容量大于球轴承。如受纯径(轴)向载荷应选择向心(推力)类轴承,承受联合载荷时,当径向载荷大于轴向载荷时,可选择接触角小于45°的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,当轴向载荷大于径向载荷时,可选择推力角接触轴承。有冲击载荷时,可选择圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承或调心滚子轴承等。
在转速较低载荷较大的情况下,可以选用满装滚子轴承。重载荷还可以选择双列或四列轴承。

5)支承型式
由于轴的长度随温度变化会伸长或缩短,在设计时,一般将轴的一端固定而另一端在轴向可以自由游动。固定端轴承通常受联合载荷作用,应选择可以承受一定轴向力的轴承。而轴向游动支承轴承只承受径向载荷,因此,应选用向心轴承,以避免轴承本身产生的附加轴向力,影响轴向游动,这类轴承主要有圆柱滚子轴承和滚针轴承。若两个方向均需要轴向游动,可选择内圈或外圈无挡边的轴承。若轴向游动较大时,根据载荷性质内圈或外圈可以采用间隙配合。若要限制一个方向的轴向游动可选择内圈或外圈有单挡边的轴承。
6)精度
对于主机要求高旋转精度、高转速、不易维修、以及可靠性高的场合,需要选择高于0级公差以上的轴承。并应提高轴和外壳的精度和刚度与之匹配。
7)游隙
轴承的游隙有原始游隙、安装游隙和工作游隙。一般情况下原始游隙最大,工作游隙最小。游隙对轴承的使用有很大影响。因此,应合理地选择游隙,使轴承的旋转精度、温升、振动及寿命等性能处于最佳状态。
选择轴承游隙时,对于轻载荷、高转速、高精度、轴承工作温度较低的场合可选择较小的游隙组别,对于重载荷、冲击载荷、工作温度较高的场合可选择较大的游隙组别。
8)刚度
进口轴承的弹性变形很小,在大多数应用场合不需要考虑刚性问题。只有在旋转精度要求高的场合如主轴轴承、薄板轧机等轴承对刚度有要求。在尺寸相同的情况下,滚子轴承的刚度比球轴承大。在轴承结构一定的情况下,通过施加预紧力也可以提高刚度,但所加的预紧力应通过设i十计算,过大的预紧力对轴承的温度和疲劳寿命有影响。可以施加预紧力的轴承有圆锥滚子轴承、角接触球轴承、推力轴承等。
9)安装与拆卸
为了检测和维修的需要,在某些使用场合需要经常安装或拆卸轴承,这时可以选用内、外圈可以分离的轴承以便于安装和拆卸。可分离型轴承有圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承、推力轴承等。对于安装和拆卸轴承不方便的场合在选择轴承时,应考虑选用承载能力较高和精度较高的轴承。
10)调心性能
当轴承由于制造误差或安装定位误差等原因,造成轴承内外圈产生偏斜时,会因局部应力过大而影响使用。因此,在选择轴承时,对于支承跨度大、多支点轴、支承精度相对较低、轴变形较大的场合可选择调心轴承,外球面轴承等。
11)使用温度
轴承的热量来源于两部分,一部分是轴承自身摩擦发热产生的热量,另一部分是轴承工作环境溢度传导或辐射产生的热Vo当轴承使用温度超过一定限度时,轴承的材料组织和尺寸将发生变化,引起零件材料硬度下降、尺寸精度发生变化、配合量减小、游隙减小等问题。因此,如果轴承需要长时间在高温状态下工作,在选择轴承时,应采用材料经过高温回火处理的轴承。还可以采用耐热钢材料制造轴承零件。
12)经济性
在选择轴承时,价格也是需要考虑的一个重要因素。轴承的价格主要体现在结构、材料的品种和质址、生产批量、制造精度等方面。相同尺寸的球轴承比滚子轴承价廉,轴承结构越复杂零件越多价格越高。材料的品种和质量不同,价格也不同,精度越高价格越高,制造精度高一个等级价格提高40%左右。所以,选择进口轴承时以满足使用要求即可,避免造成浪费。
1、正确选择出能满足约束条件的进口轴承,包括:合理选择轴承和校核所选出的轴承是否能满足强度、转速、经济等方面的约束;
2、进行进口轴承部件的组合设计
进口轴承的选择包括:合理选择轴承的类型、尺寸系列、内径以及诸如公差等级、特殊结构等。
一、类型选择
选用进口轴承时,首先是选择进口轴承的类型。选择轴承的类型,应考虑轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。和一般的零件设计一样,轴承类型选择的方案也不是唯一的,可以有多种选择方案,选择时,应首先提出多种可行方案,经深入分析比较后,再决定选用一种较优的轴承类型。一般,选择进口轴承时应考虑的问题主要有:
1、轴承所受载荷的大小、方向和性质。这是选择轴承类型的主要依据。
 (1)载荷的大小与性质
通常,由于球轴承主要元件间的接触是点接触,适合于中小载荷及载荷波动较小的场合工作;滚子轴承主要元件间的接触是线接触,宜用于承受较大的载荷;
 (2)载荷方向
若轴承承受纯轴向载荷,一般选用推力轴承;若所承受的纯轴向载荷较小,可选用推力球轴承;若所承受的纯轴向载荷较大,可选用推力滚子轴承;若轴承承受纯径向载荷, 一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承;当轴承在承受径向载荷的同时,还承受不大的轴向载荷时,可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构,分别承担径向载荷和轴向载荷。
2、轴承的转速
通常,转速较高,载荷较小或要求旋转精度较高时,宜选用球轴承;转速较低,载荷较大或有冲击载荷时,宜选用滚子轴承。
推力轴承的极限转速很低。工作转速较高时,若轴向载荷不很大,可采用角接触球轴承承受轴向载荷。
3、轴承的调心性能
当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时,或因轴受力弯曲或倾斜时,会造成轴承的内、外圈轴线发生偏斜。这时,应采用有一定调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。
对于支点跨距大、轴的弯曲变形大或多支点轴,也可考虑选用调心轴承。
圆柱滚子轴承,滚针轴承以及圆锥滚子轴承对角度偏差敏感,宜用于轴承与座孔能保证同心、轴的刚度较高的地方。
值得注意的是,各类轴承内圈轴线相对外圈轴线的倾斜角度是有限制的,超过限制角度,会使轴承寿命降低。
4、轴承的安装和拆卸
当轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时,应优先选用内外圈可分离的轴承(如圆柱滚子轴承,滚针轴承、圆锥滚子轴承等)。当轴承在长轴上安装时,为了便于装拆,可以选用其内圈孔为1:12的圆锥孔的轴承。
5、经济性要求
一般,深沟球轴承价格最低,滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高,则价格愈高。选择轴承时,必须详细了解各类轴承的价格,在满足使用要求的前提下,尽可能的降低成本。
二、尺寸系列、内径等的选择
尺寸系列包括直径系列和宽(高)度系列。选择轴承的尺寸系列时,主要考虑轴承承受载荷的大小,此外,也要考虑结构的要求。就直径系列而言,载荷很小时,一般可以选择超轻或特轻系列;载荷很大时,可考虑选择重系列;一般情况下,可先选用轻系列或中系列,待校核后再根据具体情况进行调整。对于宽度系,一般情况下可选用正常系列,若结构上有特殊要求时,可根据具体情况选用其它系列。
轴承内径的大小与轴颈直径有关,一般可根据轴颈直径初步确定。
公差等级,若无特殊要求,一般选用0级,若有特殊要求,可根据具体情况选用不同的公差等级。
由于设计问题的复杂性,轴承的选择不应指望一次成功,必须在选择、校核乃至结构设计的全过程中,反复分析、比较和修改,才能选择出符合设计要求的较好的

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