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減速機軸承的選型及間隙調整

作者: 發布時間:2020-03-30 07:37:07點擊:4641

  軸承是用來支承軸的部件,用來引導軸的旋轉運動,并承受由軸傳遞給機架的載荷。軸承是機械工業使用廣泛、要求嚴格的配套件和基礎件,是各種機械的旋轉軸或可動部位的支承元件,也是依靠滾動體的滾動實現對主機旋轉的支承元件。被人們稱為機械的關節。軸承是當代機械中舉足輕重不可缺少的基礎零部件。雖然其興起不過百余年歷史,但因其關系國計民生,世界各國都不遺余力地發展本國軸承工業,憑借高超的現代科學技術,軸承生產品種已超過十余萬種,質量優異,性能超群,為世界機械工業及其他產業的發展、為人類社會的進步做出了卓越的貢獻。

  一、大部分機械用軸承選型必須要考慮這幾點因素“各種類型的軸承,因設計各異而具有不同的特性。由于軸承的具體安裝部位以及應用場合的多變性與復雜性,軸承類型選擇無固定模式可循為適應某種主機特定的安裝部位和應用條件進行軸承類型選擇時,建議依據以下幾個主要因素綜合考慮?!?/p>

  允許空間

  機械設計時,一般先確定軸的尺寸,然后根據軸的尺寸選擇軸承。通常,小軸選用球軸承;大軸選用圓柱滾子軸承、調心滾子軸承、圓錐滾子軸承(有時也可選用球軸承)。若軸承安裝部位的徑向空間受到限制,應采用徑向截面高度較小的軸承。如滾針軸承、某些系列的深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子或調心滾子軸承以及薄壁軸承。若軸承安裝部位的軸向空間受到限制,可采用寬度尺寸較小的軸承。

  軸承載荷

  載荷大小載荷大小通常是選擇軸承尺寸的決定因素。滾子軸承比具有相同外形尺寸的球軸承承載能力大。通常球軸承適用于輕或中載荷、滾子軸承適用于承受重載荷。

  載荷方式純徑向載荷可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承。純軸向載荷可選用推力球軸承、推力圓柱滾子軸承。有徑向載荷又有軸向載荷(聯合載荷)時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時,可選用深溝球軸承和內、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。如同時還存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的情況,可選用調心球軸承、調心滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時可選用推力角接觸球軸承,四點接觸球軸承如還要求調心性能,可選用推力調心滾子軸承。

  轉速

  滾動軸承的工作轉速主要取決于其允許運轉溫度。摩擦阻力低,內部發熱較少的軸承適用于高速運轉的場合。僅承受徑向載荷時,選用深溝球軸承和圓柱滾子軸承可以達到較高的轉速,若承受聯合載荷時,宜選用角接觸球軸承。采用特殊設計的高精度角接觸球軸承,可以達到極高的轉速。各種推力軸承的轉速均低于徑向軸承。

  旋轉精度

  對于大多數機械,選用0級公差的軸承足以滿足主機要求,但對軸的旋轉精度有嚴格要求時,如機床主軸,精密機械和儀表等,則應選用較高公差等級的深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和推力角接觸球軸承。

  剛性

  滾動軸承的剛性由其承受載荷時發生的彈性變形量來決定,一般情況下,這種變形量很小,可以忽略不計,但在某些機械中,如機床主軸系統,軸承的靜態剛度和動態剛度對系統的特性影響很大。一般來說,滾子軸承比球軸承具有較高的剛度。各類軸承通過適當地“預緊”也可以不同程度地提高剛性。

  噪聲與振動

  軸承本身的噪聲與振動一般都很低。但對于中小電機、辦公機械、家用電器和儀表等對噪聲與運轉平穩性有特殊要求的機械,通常選用低噪聲軸承。

  軸向移動

  軸承最普遍的配置方式是在軸的一端安裝一套軸向定位的“同定軸承”,而在另一端安裝一套軸向可移動的“游動軸承”,以防止由于軸熱脹冷縮而產生卡死現象。經常用的“游動軸承”是內圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承,此時內圈與軸的配合或外圈與外殼孔的配合可采用過盈配合。有時也可選用不可分離型深溝球軸承或調心滾子軸承作游動軸承,但在安裝時內圈與軸或外圈與外殼孔配合應選擇間隙配合,以確保內圈或外圈有足夠的軸向移動的自由。

  球軸承的摩擦阻力較滾子軸承小,純徑向載荷作用時,徑向接觸軸承的摩擦阻力??;純軸向載荷作用時,軸向接觸軸承的摩擦阻力??;聯合載荷作用時,軸承接觸角與載荷角相近的角接觸軸承摩擦阻力最小。在需要低摩擦力矩的儀器和機械中,選用球軸承或圓柱滾子軸承較適宜。此外,低摩擦力矩軸承應避免采用接觸式密封,同時,建議采用滴油潤滑,油氣潤滑或其它有利于減磨的潤滑方式。

  具有圓柱形內孔的軸承用于安裝拆卸較頻繁的機械中,應優先選用分離型角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、可分離的圓柱滾子軸承、滾針軸承和推力軸承等。具有圓錐形內孔的軸承可安裝在軸頸上,或借助緊定套或退卸套裝在圓柱形軸頸上,安裝拆卸很方便。

  二、減速機軸承的選型

  軸承在減速機行業也扮演著非常重要的角色,減速機軸承是使用在各類減速機中的專用軸承。減速機軸承類型有很多,常用的有滾動軸承和圓柱滾子軸承較多。有大型減速機內使用調心滾子軸承,如24044、24048等,小型減速機內應用圓柱滾子軸承較多。

  減速機軸承的作用一方面是保持軸承內部的齒輪潤滑油在使用中不會流失,保證軸承處于潤滑狀態,另一方面是保護軸承外界的塵?;蛴泻怏w不會進入軸承內腔,以防對軸承造成損傷。軸承在減速機中能起到支撐轉動間的齒輪軸或連桿的作用。此外,減速機型號大小不同,采用軸承型號也不同。減速機是一種傳動機構,其需要通過軸與軸承向工作機傳遞轉矩。因此傳動效率與質量的如何是跟軸承有直接關的系,軸承的滑動性質量以及壽命都會影響到減速機整體質量和性能。

  減速機軸承在減速機中起支撐轉動間的齒輪軸或連桿的作用,圓柱滾子軸承可在有效的尺寸范圍內得到持續的穩定的支撐力矩的作用,并且具有一定的軸向移動量,多使用Nu NJ型的圓柱滾子軸承內安裝在軸兩端的支撐位置,而雙列偏心軸承被用作減速裝置中的支撐位置,因為其不上下不同心,可以得到較小的安裝位置使減速機產品實現小型輕量化。

  三、減速機軸承間隙的調整

  減速機是工業企業中應用最為廣泛的傳動裝置,而減速機中各軸的軸承間隙調整好壞是減速機能否持續穩定運行的關鍵。

  減速機運行一段時間后,由于各部件間相互的磨損,會導致軸承間隙的增大,為保證減速能持續穩定的工作,我們就要在減速機運行一定的時間后,對減速機的各軸軸承間隙進行調整。從減速機軸承間隙調整的兩種端蓋形式來介紹。

  減速機固定用的軸承端蓋一般分為外裝式和嵌入式兩種外裝式端蓋結構簡單,但密封性能較好,調整軸承間隙時要打開箱蓋,多用于固定不可調整間隙的軸承。使用外裝式端蓋固定軸承時,可用調整墊片調整軸承間隙及加強密封性能,裝拆方便,但增加了軸段長度。

  嵌入式端蓋,由于使用調整螺栓,調整方便,可用于固定可調間隙的軸承及密封要求高的減速機上。

  1、軸系兩端固定方式:這種結構常采用端蓋固定軸承外圈,結構簡單,使用方便。在一般的齒輪減速機及軸承支承點跨距<300mm的蝸桿減速機中應用較為常見。

 ?。?)外裝式端蓋的減速機的軸承間隙調整采用外裝式端蓋固定軸承外圈的減速機,結構簡單,使用方便。此種方式在減速機中被廣泛采用。

  外裝式端蓋固定的齒輪軸系結構。對于此種固定方式,出廠時大多會在兩端留有適量的軸向間隙,以保證軸承的靈活運轉及軸系零件的熱伸長。此間隙又不能過大,一般在0.25mm~0.4mm范圍內,否則會使滾動體受載不均勻并引起較為嚴重的軸向竄動。因而要靠調整軸承間隙來保證一定的軸向間隙。

  在調整此種固定方式的軸系時,首先打開減速機的觀察孔,檢查齒輪的嚙合情況,看準齒輪的嚙合情況后,再確定軸系是從哪個方向移動間隙。如果已經確定高速軸向輸入側調整間隙,那么就要把高速軸的悶蓋拆下,用深度游標卡尺測出軸承距端蓋平面的深度記下;然后用撬杠類工具把軸系向輸入側移動,再測出悶蓋端軸承距端蓋平面的深度,兩個深度尺寸的差值就是軸承移動的量。把軸系移動好后,就在軸承孔上加上與移動量相等的墊片,最后裝上悶蓋。待所有部件裝配完后,輕輕盤動減速機,檢查各軸轉動是否靈活,是否有卡阻。若仍有卡阻,則可對加的墊片厚度適量減薄。直到把減速機各軸的轉動調整到靈活。根據實際情況,還可以把安裝于箱體上的軸承端蓋進行切削加工,切削深度為軸承移動量或略大于移動量的0.20mm。如切削深度大于端蓋平面厚度的1/3,則由于端蓋太薄,強度減弱,需要重新加工端蓋。

  對可調整間隙的向心推力軸承,可通過調整軸承由外圈的相對位置得到需要的軸承游隙。這種游隙一般比較小,以保證軸承剛性和減少噪聲、振動。對不可調間隙的軸承(如向心球軸承),可在裝配時通過調整,使固定端蓋與軸承外圈端面間留有適量的間隙,以容許軸系的熱伸長。

  在圓錐齒輪減速機中,對于懸臂的小錐齒輪的軸系,要求具有良好的剛性,并且能調整軸系的軸向位置,以達到兩齒輪錐頂重合。因此常將整個軸系裝于套環內而形成一個獨立組件。套杯的肩起固定軸承的作用,凸肩不可過高,以利于軸承的拆卸套杯凸緣及軸承端蓋處都有墊片用來調整軸承間隙及調節軸系的軸向位置。圓錐齒輪軸系采用向心推力軸承時,軸承有正安裝和反安裝兩種布置方案。軸承正安裝的結構,這種結構支點跨距較小,剛度較差,但用墊片實現調整比較方便。軸承反安裝的結構,這種機構安裝軸承不便,用圓螺母調整比較麻煩,但支點跨距較大,剛性較好。當要求兩軸承布置緊湊而有需要提高軸系的剛性時,常采用此種結構。

 ?。?)嵌入式端蓋的減速機的軸承間隙調整采用嵌入式端蓋,在進行軸承間隙調整時,主要是通過減速機自身的調整端蓋來實現軸承間隙的調整。并不用拆開減速機的零部件,減速機軸承(圓錐滾子軸承)間隙調整方式十分簡便,當減速機運行一段時間后,圓錐滾子軸承的間隙會隨著設備運行時間的增加而有所增大,從而可能導致減速機噪聲、振動增大,嚴重的甚至會引起軸承、齒輪損壞,減速機失效。

  為了避免此類事故的發生,在生產過程中要監護好減速機設備運行情況,在生產間隙時停機對減速機軸承間隙進行調整,如果能卸出輸出端的負載,調整將更為精確,在調整時,就可以利用調整端蓋上的調整螺栓進行調整,調好后,輕輕盤動減速機,檢查各軸轉動是否靈活,是否有卡阻。若仍有卡阻,則再調整,如此反復,可獲得一個較好的軸承間隙,直到把減速機各軸的轉動調整到靈活、無明顯軸向竄動為佳。

  2、軸系一端固定,一端游動方式:一端固定,一端游動軸系結構比較復雜,但可容許軸系有較大的熱伸長。多用于軸承支點跨距較大、溫升較高的軸系中。安排支承時,應把受徑向力較小的一端作為游動端,以減少軸向游動時的摩擦力。如果兩支點的徑向力相近,則常選軸伸端作為游動端。

  一端固定一端游動的蝸桿軸系,固定端的支承用組合軸承構成,組合軸承的兩個圈分別用套杯凸肩和軸承端蓋雙向固定,兩內圈則用軸上零件,軸肩或圓螺母雙向固定,由于固定段軸承承受軸向力,一般不用彈性擋圈作為固定件。用圓螺母固定軸承內圈時,其螺紋直徑要小于軸承內徑,直徑應小于墊片尺寸,墊片在溝槽中的位置應低于螺紋內徑。當采用圓錐滾子軸承時。為了防止螺母與軸承保持架接觸,應在螺母與軸承間加一隔套。

  游動端支承可選用向心球軸承或向心滾子軸承。對于向心球軸承,內圈兩側可依靠軸肩和軸上零件固定,外圈則不固定,因而可在軸承座孔中做軸向游動,對于向心滾子軸承內外圈兩側都需要固定。軸向游動靠滾子相對于外圈的軸向位移來實現。

  減速機各軸系軸承間隙的調整對減速機是否能正常穩定的工作至關重要,為確保減速機得到一個好的工況,我們要注意以下幾點。

 ?。?)在減速機軸承間隙調整時,必須要以齒輪嚙合為依據,需符合兩齒輪接觸斑點、齒側間隙及齒頂隙的要求,即要以減速機轉動輕快、靈活為準。

 ?。?)在減速機軸承間隙調整時,軸承間隙必須在可調范圍內,若軸承間隙已經處于報廢狀態時,再調整間隙就沒有實際意義。

 ?。?)隨時檢查運行情況,提高維護檢修質量,延長設備使用壽命。


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