SKF轴承径向定位的影响因素.doc

轴承的径向定位

若要充分利用轴承的承载能力，其内外圈必须在其整个圆周及滚道的整个宽度上都得到全表面支撑。 支撑必须坚实均匀，甚至支撑面可以是圆柱形或圆锥形支承面，对于推力轴承圈而言，则可是平面支撑。 这就是说，轴承支承面的制造必须有足够的精确度，其表面不应有任何沟、孔等缺损的影响。 此外，轴承圈必须固定牢靠，以防其在有负荷作用时在轴承支承面内转动。
通常说来，只有在安装进口轴承内外圈时给予适当的过盈量，才能获得令人满意的径向定位和充分的支撑。 固定不充分或不正确的轴承圈通常会造成轴承与相关部件的损坏。 但是，如果需要安装与拆卸方便，或非固定端轴承要求有轴向位移时，不应该采用过盈配合。 在某些采用松配合的情况下，有必要采取特别预防措施，来限制蠕动引起的磨损。例如，将轴的支撑面与挡肩的表面硬化，通过特别润滑槽对配合表面进行润滑，清除磨损颗粒，或在轴承圈侧面增加键槽或其它固定装置。
轴承的径向定位——配合的选择
在选择配合时，应考虑本节所讨论的各种因素，以及所提供的一般选择方法。
1。 旋转状况
旋转状况是指轴承圈相对于负荷方向的运动状况。 基本上有三种不同的状况: "旋转负荷”、“静止负荷”及“不定向负荷"。
"旋转负荷” 的适用状况是轴承圈在旋转而负荷是静止的，或者轴承圈是静止的而负荷在旋转，则在转一圈的过程中，滚道的各个点都承受负荷。 不旋转但却摆动的重负荷，例如作用于连杆轴承上的负荷，通常被认为是旋转负荷。
承受旋转负荷的轴承圈，如果安装时带有游隙配合，会在轴承支承面上转动（蠕动或漂移）， 示范 ，造成接触表面的磨损（摩擦腐蚀）。 要防止这一点，必须使用过盈配合。 所需要的过盈配合量视运行状况而定（见以下第2、4点)。
条件 示范1
内圈旋转
外圈静止
负荷方向恒定
内圈有旋转负荷
外圈有静止负荷
内圈与轴之间需要过盈配合，因为相对于内圈的负荷方向有变化。
外圈与轴承座之间可以用游隙配合，因为相对于外圈的负荷方向恒定。
例如: 皮带驱动的轴
条件 示范2
内圈静止
外圈旋转
负荷方向恒定
内圈有静止负荷
外圈有旋转负荷
外圈与轴承座之间需要过盈配合，因为相对于外圈的负荷方向有变化。
内圈与轴之间可以用游隙配合，因为相对于内圈的负荷方向恒定。
例如: 传输带上的托辊，汽车轮毂轴承
“静止负荷” 的适用状况是当轴承圈是静态而负荷也是静态的，或者轴承圈与负荷以同等速度旋转，负荷始终指向滚道的同一个位置。 在这些状态下，轴承圈通常不会在其支承面上转动。 因此，轴承圈不一定要有过盈配合，除非因其它原因需要这样做。
条件 示范3
内圈旋转
外圈静止
负荷与内圈一起旋转
内圈有静止负荷
外圈有旋转负荷
外圈与轴承座之间需要过盈配合，因为相对于外圈的负荷方向有变化。
内圈与轴之间可以用游隙配合，因为相对于内圈的负荷方向恒定。
例如: 振动场合应用、振动筛或电机
条件 示范4
内圈静止
外圈旋转
负荷与外圈一起旋转
内圈有旋转负荷
外圈有静止负荷
内圈与轴之间需要过盈配合，因为相对于内圈的负荷方向有变化。
外圈与轴承座之间可以用游隙配合，因为相对于外圈的负荷方向恒定。
例如: 回转式碎石机、（旋转木马传动)
“不定向负荷” 表示高速机器中变动的外在负荷、冲击负荷、振动及不平衡负荷。 这会造成负荷方向的改变，并且不容易准确描述。 当负荷方向不确定时，特别是在有重负荷时，建议内外圈都有过盈配合。 对于内圈，通常使用对于旋转负荷的推荐配合。 但是，当外圈必须在轴承座内自由地轴向移动并且负荷不重的时候，可以使用比旋转负荷的推荐配合稍微松一点的配合。
2.负荷大小
轴承内圈在其支承面上的过盈配合会随着负荷增加、内圈膨胀而松掉。 在旋转负荷的影响之下，套圈会开始蠕动。 因此，过盈配合量必须与负荷大小相关; 负荷越重，特别是在冲击负荷情况下，需要的过盈配合量就越大（图15)。冲击负荷和振动也需要考虑。
负荷大小定义为
P≤0.05C - 轻负荷
0.05C＜P≤0.1C - 普通负荷
0.1C＜P≤0.15C - 重负荷
P＞0.15C - 极重负荷
3.轴承的内部游隙
轴承在轴上或轴承座内的过盈配合会造成轴承圈弹性变形（膨胀或压缩），导致轴承的内部游隙减少。 但是，必须保持一定的最小游隙，见“ 轴承的内部游隙 ”一节。 原始游隙和允许减少量视轴承的类型与大小而定。 过盈配合可能会导致大量减少游隙，因此必须采用原始游隙比正常值大的轴承，以免轴承出现预载荷（图16)。
4. 温度状况
在许多应用场合，外圈的运行温度比内圈温度低。 这可能导致内部游隙减少（图17)。
在运行服务过程中，轴承圈达到的温度通常比与其装配在一起的部件温度要高。 这可能导致内圈在其支承面上的配合松掉，而外圈膨胀则可能妨碍外圈在其轴承座内所需的轴向位移。迅速的启动或密封摩擦也可能导致内圈配合失效。
因此，必须仔细考虑轴承配置内的温差和热流方向。
5.运行精度要求
为了减少弹性变形与振动，对于运行精度要求高的轴承来说，一般不应使用游隙配合。 轴与轴承座内的轴承支承面应使用较窄的尺寸公差，就轴来说至少相当于公差等级5，就轴承座来说至少相当于公差等级6。 圆柱度公差也应较小一点（表3)。
6. 轴与轴承座的设计与材料
轴承圈在其支承面上的配合不得导致轴承圈的不均匀变形（不圆度)。 造成这种情况的原因可能是，支承面表面的不连续性。 因此，剖分式轴承座一般不适合外圈有较紧过盈配合的场合，而且所选公差配合不应比公差H组（或最多K组）所获得的配合更紧。 为了确保安装在薄壁轴承座内、轻合金轴承座内或空心轴上的轴承圈有足够的支撑，所选用的过盈配合应比用于厚钢板或铸铁轴承座或实心轴的正常推荐过盈配合更紧，见“ 空心轴的配合 ”一节。另外,某些材料的轴可采用较松的过盈配合。
7. 便于安装与拆卸
游隙配合的轴承通常比过盈配合的轴承容易安装或拆卸。 在运行状况要求过盈配合，同时需要安装与拆卸方便的情况下，可以使用可分离型轴承，或带有圆锥孔的轴承。 带有圆锥孔的轴承可以直接安装在圆锥轴的支承面上，也可以通过紧定套或退卸套装在光轴或阶梯圆柱轴上（ 图26，27，28)。
8.非固定端轴承的位移
如果使用不能承受轴向位移的轴承作为非固定端轴承，其中一个轴承圈在运行过程中必须始终能够自由地作轴向移动。 只要对承载静止负荷的轴承圈采用游隙配合，就能做到这一点。（ 图 24)。 当外圈承受静止负荷时，轴承座孔内允许发生轴向位移的时候，经常在外圈上安装淬硬的中间轴套或套筒，例如在采用轻合金轴承座的情况下。 这样就能避免出现轴承座内支承面因材料硬度低而变形的现象; 不然的话，时间一长，这会造成轴向位移受到限制，甚至位移受阻。
如果使用轴承圈上无挡边的圆柱滚子轴承、滚针轴承或CARB圆环滚子轴承，由于轴向位移发生在轴承内部，轴承内外圈都可以带过盈配合进行安装。
轴承的径向定位——轴承支承面的表面粗糙度
轴承支承面表面的粗糙度对轴承性能的影响程度不同于尺寸、形状与运行精度。 但是，配合表面越光滑，可获得所需过盈配合的精度越高。 对于不那么关键的轴承配置，允许有较高的表面粗糙度。
对于精度要求高的轴承配置，轴承支承面不同尺寸精度的平均表面粗糙度推荐值Ra可以在表4中找到。 这些推荐值适用于磨削加工的支承面，一般假设轴的支承面

表4: 轴承基座的表面粗糙度指导值

基座的直径
经研磨基座的建议Ra值（粗糙等级数）

直径公差符合
d (D)2)
以上
包括
IT7
IT6
IT5

mm
μm

-
80
1,6 (N7)
0,8 (N6)
0,4 (N5)

80
500
1,6 (N7)
1,6 (N7)
0,8 (N6)

500
1 250
3,2 (N8)¹⁾
1,6 (N7)
1,6 (N7)

1)当使用喷油法来安装时，Ra不应超过1.6μm
2) 对于直径 1,250 mm 的情况，向无锡旭日晟轴承有限公司应用工程服务部资讯

轴承的径向定位——轴上与轴承座内的滚道
对于只有一个圈的圆柱滚子轴承和圆柱滚子与保持架推力组件的相关部件中，如果要充分利用轴承或组件的载荷能力，所加工的滚道硬度必须在HRC58至64之间。
表面粗糙度应该是Ra≤0.2μm或Rz ≤1μm。对于要求不太高的应用场合，可以使用较低的硬度与较粗糙的表面。
不圆度与圆柱形偏差分别不得超过滚道实际直径公差的25与50%。
推力组件滚道的允许轴向跳动与推力轴承的轴圈与座圈相同，如表T16所示。
较适合的支承面材料包括整体淬硬钢，例如 符合ISO 683-17:1999的100 Cr6， 表面淬硬钢，例如符合ISO 683-17:1999的20Cr3或17MnCr5以及可以部分硬化的感应淬火钢。
对有关部件中加工的滚道推荐的硬化层深度取决于各种因素，包括动负荷与静负荷比（分别为P/C与P0/C0）以及芯部硬度，难以一概而论。 例如，在纯粹静态负荷高达基本静态额定负荷值并且芯部硬度为350HV的条件下，推荐硬化层深度大约为滚动体直径的十分之一。 动态负荷允许较小的硬化层深度。 要想进一步了解情况，请跟无锡旭日晟轴承有限公司应用工程服务部联系， ， 。
表T16：推力轴承的公差
轴承箱垫圈

轴垫圈
符号
轴承高度

公差等级
公差等级

常规，P6，P5
P4
常规
P6
P5
P4
d
Δdmp
Vdp
Δdmp
Vdp
Si 1)
Si 1)
Si 1)
Si 1)
以上
包括
高
低
最大
高
低
最大
最大
最大
最大
最大

mm
μm
μm
μm
μm
μm
μm
μm
μm

-
18
0
-8
6
0
-7
5
10
5
3
2
18
30
0
-10
8
0
-8
6
10
5
3
2
30
50
0
-12
9
0
-10
8
10
6
3
2

50
80
0
-15
11
0
-12
9
10
7
4
3
80
120
0
-20
15
0
-15
11
15
8
4
3
120
180
0
-25
19
0
-18
14
15
9
5
4

180
250
0
-30
23
0
-22
17
20
10
5
4
250
315
0
-35
26
0
-25
19
25
13
7
5
315
400
0
-40
30
0
-30
23
30
15
7
5

400
500
0
-45
34
0
-35
26
30
18
9
6
500
630
0
-50
38
0
-40
30
35
21
11
7
630
800
0
-75
-
0
-50
-
40
25
13
8

800
1 000
0
-100
-
0
-70
-
45
30
15
8
1 000
1 250
0
-125
-
0
-100
-
50
35
18
9
1 250
1 600
0
-160
-
-
-
-
60
40
25
14

1 600
2 000
0
-200
-
-
-
-
75
50
25
17

1) 不适用于球面滚子推力轴承