在空载情况下,
轴承内外滚道之间能移动的最大距离就是轴承的游隙。径向运动是径向间隙,轴向运动是轴向间隙。在装配过程中能准确把握间隙调整和预紧工艺并正确应用,是轴承装配质量的保证。
滚动轴承装配时,其游隙范围应合适。游隙过大,会使同时承受载荷的滚动体数量减少,单个滚动体的载荷增加,轴承的承载能力大大降低,从而降低轴承的旋转精度,增加振动和噪声,缩短使用寿命;如果间隙过小,会增加摩擦力,导致轴承发热,加剧磨损,甚至导致轴承在运行中咬死,也会缩短使用寿命。因此,装配时应严格控制和调整滚动轴承的间隙。[1]
1.滚动轴承游隙的选择
轴承间隙对轴承寿命、温升、噪声等有很大影响。因此,必须根据工作条件和使用性能要求选择合适的间隙。轴承游隙分为径向游隙和轴向游隙,分别表示固定的一个套筒和另一个套筒在径向和轴向从一个极限位置到另一个极限位置的位移。轴承的径向游隙,包括轴承安装前自由状态下的原始游隙,主轴和轴承座安装后的装配游隙,工作时在载荷下形成的工作游隙。
对于滚珠轴承,最合适的工作游隙接近于零;对于滚柱轴承,可以保持少量的工作间隙。在需要良好支承刚度的零件中,轴承应具有一定的预紧力。这是确定轴承径向游隙的原则。在GB4604-93中,滚动轴承的径向游隙分为五组,游隙值由小到大,其中0组为标准游隙。在高温、高速、低噪声、低摩擦等特殊条件下工作的轴承,应具有较大的径向游隙。精密主轴轴承应选择小径向游隙。需要注意的是,轴承安装后的工作游隙比安装前的原始游隙要小,因为轴承要承受一定的载荷旋转,以及轴承配合和载荷引起的弹性变形。[2]
对于径向推力球轴承和圆锥滚子轴承,通常是面对面或背对背安装,其内部游隙或预紧力是由某一轴承套圈的轴向位置决定的。从零间隙条件开始,通过调整轴承外圈上垫圈的厚度或松开或拧紧轴上的支承螺母,可以获得规定的间隙。这种轴承的轴向游隙和径向游隙有固定的关系,满足其中之一就足够了。
选择轴承间隙时,还应考虑以下方面:
1.轴承的工作条件,如负荷、温度、速度等。;
2.对轴承性能的要求,如旋转精度、摩擦扭矩、振动和噪声等。
3.当轴承与轴、壳孔过盈配合时,轴承间隙会减小;
4.轴承工作时,内外圈温差导致轴承游隙减小;
5.由于轴和壳体材料膨胀系数不同,轴承间隙减小或增大;
6.深沟球轴承由于轴承内外圈温差大,需要承受较大的轴向载荷或提高调心性能,要求提高极限转速,降低轴承的摩擦力矩等。
7.当基本组不能满足使用要求时,应选择辅助组的间隙。大间隙辅助组适用于轴承、轴和壳孔之间的过盈配合,小间隙辅助组适用于要求高旋转精度、需要严格控制壳孔轴向位移、需要降低振动和噪声的场合。
二、滚动轴承间隙的调整
滚动轴承的间隙可以调整,也可以不调整。除角接触球轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承和推力滚子轴承外,其他类型轴承的游隙是不可调的。可调轴承应在安装后和使用过程中进行调整。通过使用过程中的调整,可以部分补偿轴承磨损造成的轴承游隙增大。对于带有不可调节间隙的轴承,装配后和使用期间仍应检查间隙。根据检查结果,决定是否重装、修理或更换。
轴向间隙和径向间隙关系不大,安装时直接控制轴向间隙。应该考虑是单独使用还是成对使用。如果使用单个轴承,由于轴承是可分离的,安装后的轴向间隙需要自己控制。轴的轴向极限位置可用百分表测量(推拉极限位置的位移);如果成对使用,只需顶紧内外圈,在制造过程中通过槽位来控制间隙。
在高精度、低发热的情况下,可以使用负间隙。测量时,推不动就是负间隙。但如果突然过紧,会导致轴被烧死。如果精度要求不高,安装时轴向间隙应控制在0.1-0.3mm之间。如果轴严重发热,需要再次加大间隙。
调整滚动轴承轴向游隙的方法有很多种,如垫片调整、螺母调整、螺旋盖调整、内外夹套调整等。垫片调整方法是最常用的调整方法。调整时,一般不用垫片拧紧侧盖的固定螺丝,直到轴不能转动为止。此时,轴承中没有间隙。用厚度规测量侧盖与轴承座端面之间的距离K,然后加垫片,垫片的厚度等于K值加上轴向间隙。特别是,这种方法的调整精度取决于侧盖和垫圈的质量。一套垫片应由各种厚度的垫片组成,垫片应光滑洁净,内外边缘不得有毛刺。
以圆锥滚子轴承游隙调整为例,经验方法如下:
1.将传动轴放平,轴承内外圈垂直;
2.旋转轴,观察辊子是否在滚动或滑动。如果4个或5个滚子在滑动,则轴向间隙过大;如果所有滚轮都在滚动,则间隙太小;如果有2个或3个滚轮处于滑动状态,则比较理想。
3.宜结合比较各种调整方法。如果都符合要求,精度和可靠性都会提高。
在调整滚动轴承游隙的过程中,除满足滚动轴承装配的一般技术要求外,还应着重考虑轴承温升和润滑对调整工作的影响,并在空运转试验后进行仔细检查和二次调整。细心的工作态度也是装配工不可或缺的素质。