軸承的工作溫度與游隙相關知識-軸承游隙如何選擇,軸承游隙失效
軸承的工作溫度與游隙相關知識
軸承工作溫度與游隙
由于SKF進口軸承內、外圈溫差會影響軸承的游隙,所以當SKF進口軸承使用條件會產生大的內、外圈溫差時,要選用大游隙組別的軸承。溫差使游隙減小的量值可按下式計算求出 當軸承用于支承位置間距較長時,工作時溫度升高會產生較大的熱膨脹量,使軸的增長量為△L,在一定范圍內可由軸承的游隙來補償(兩端支承均可采用一般的帶座軸承,即都系定位支承)。 外球面軸承的徑向游隙基本組比同尺寸大小的深溝球軸承大一級。徑向游隙和軸向游隙的換算,一般是6~8倍,詳細數(shù)值也可查表。
無油進口軸承的特殊生產工藝
金屬基鑲嵌式固體自潤滑軸承(簡稱JDB)是一種兼有金屬軸承特點和自潤滑軸承特點的新穎潤滑軸承,由金屬基體承受載荷,特殊配方的固體潤滑材料起潤滑作用。它具有承載能力高,耐沖擊,耐高溫,自潤滑能力強等特點,特別適用于重載,低速,往復或擺動等難以潤滑和形成油膜的場合,也不怕水沖和其它酸液的浸蝕和沖刷。廣大用戶普遍反映鑲嵌軸承不僅節(jié)油,節(jié)能,而且其工作壽命也比普通滑動軸承長。目前產品已廣泛應用在冶金連鑄機、軋剛設備、礦山機械、船舶、汽輪機、水輪機、注塑機及設備生產流水線中。
1.由于特殊生產工藝的要求,工礦企業(yè)的某些關鍵設備在極為惡劣的工況下運行。由于設備重、環(huán)境溫度高,粉塵大或空氣中含酸性腐蝕氣體CO,SO2等,對設備的潤滑帶來很多問題,摩擦磨損嚴重,截止目前為止,國內上述企業(yè)大部分仍沿用傳統(tǒng)的油、脂潤滑,而事實上這些工礦條件已超出了油、脂潤滑的范圍,極易發(fā)生軸承及其他摩擦副的咬傷或咬死,引起嚴重的零件磨損和損壞,經常性地導致設備停運。
為了生產連續(xù)運行,除在原始設計上要求安裝多臺設備輪修外,還須投入大量維修人員。嚴重地著生產率的提高,備品備件和能源消耗極大,已成為發(fā)展生產的重要障礙。汽車制造、水泥生產、石油化工等企業(yè)都提出了提供復雜工況條件下特種潤滑材料要求。為此,對鑲嵌式自潤滑復合材料研究,在材料配方和制備工藝上突出自身特色,材料性能已達到了國際先進水平,為企業(yè)解決了特殊工況下的潤滑問題,并帶來了明顯的經濟和社會效益。但由于多種原因國內更多的企業(yè)尚未采用,上述狀況依然存在。
關鍵技術原理 鑲嵌式自潤滑復合材料是一種新型的抗極壓固體潤滑材料,由金屬底材與嵌入底材的孔或槽中的固體潤滑劑膏體構成。在摩擦過程中金屬底材承擔了絕大部分負荷。經摩擦,孔或槽中的固體潤滑劑向摩擦面轉移或反轉移,在摩擦面上形成潤滑良好、牢固附著并均勻覆蓋的固體轉移膜,大幅度降低了摩擦磨損。隨摩擦的進行,嵌入的固體潤滑劑不斷提供于摩擦面,保證了長期運行時對摩擦副的良好潤滑。

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影響軸承游隙的因素
一、安裝配合帶來的游隙減小量
當軸承被安裝在機械設備上的時候,軸承與其安裝配合面之間如果是緊配合,那么這個緊配合將使軸承套圈發(fā)生變形,從而導致游隙的變化。
如果軸承內圈與軸是緊配合,那么內圈將會有一定的膨脹量,導致軸承游隙的減小。
如果軸承外圈是緊配合,那么外圈受到緊配合的影響將有一定的壓縮量,這個壓縮量同樣會導致軸承游隙的減小。
如果內外圈都是緊配合,那么這兩個緊配合帶來變形量都會使軸承內部游隙減小。
一般而言,除了松配合將不會影響軸承內部的游隙(嚴格意義上講應該是微乎其微的影響)。通常幾乎不會出現(xiàn)由于配合原因使得軸承游隙增加的情況。
二、游隙與公差配合的選擇
上面講到軸承室、軸與軸承之間的配合影響軸承游隙。所以軸承游隙與軸承公差配合的選擇是相互影響的結果。軸承選擇合適的公差配合除了使軸承外圈或者內圈處于設計意圖的運動狀態(tài)之外,也要考慮保證軸承內部游隙的正常。
一般的工程實際中,工程師都是根據推薦的配合表格選擇配合,很少進行人工計算。事實上即便是推薦表格也是基于一定的理論計算和實踐的?;镜倪壿嫅摪ūWC軸承固定的圈可以固定,以及軸承剩余游隙合理。
三、溫度變化帶來的軸承游隙減小量
我們知道機械設備在運行的時候往往有一定的溫度變化,軸承在溫度變化的時候會有一定的熱脹冷縮,因此也會使得軸承的尺寸發(fā)生變化。
在軸承沒有投入工作的時候,對于沒有安裝的軸承而言,此時軸承內圈外圈處于相同溫度,此時軸承內圈和外圈之間的游隙就是初始游隙。
軸承完成安裝之后,如果軸承內圈也是處于相同溫度(通常如此),此時軸承內的游隙是安裝后游隙。
當設備投入運行達到溫升之后,軸承的內圈和外圈如果處在不同的溫度的時候,此時軸承內圈、外圈相對于初始溫度出現(xiàn)了不同的溫升,因此熱膨脹量不同,由此會帶來軸承內部游隙的不同。
四、軸承的工作游隙
軸承實際投入運行的時候的游隙是軸承初始游隙扣除配合原因引起的游隙變化量,再扣除由于內外圈溫度差帶來的游隙減小量而剩余的游隙,這個游隙被稱作工作游隙。工作游隙直接影響軸承的內部負荷狀態(tài)和軸承的工作表現(xiàn)。
(運轉世界大國龍騰 龍出東方 騰達天下 龍騰三類調心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

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什么是軸承游隙,軸承游隙如何選擇,軸承游隙失效
軸承的徑向和軸向游隙
軸承的徑向(軸向)游隙是當軸承無外負荷作用時,一套圈相對另一套圈,從一個徑向(軸向)極限位置移向相反極限位置的徑向(軸向)距離。在現(xiàn)實中由于套圈的形狀誤差和滾動體的不一致性,它應采用在套圈的不同方向以及套圈和滾動體不同相對位置狀態(tài)下的徑向(軸向)位移的平均值。
正確選擇軸承游隙的重要性
游隙是軸承的一個重要技術參數(shù),它直接影響到軸承的載荷分布、振動、噪音、摩擦、溫升、使用壽命和機械的運轉精度等技術性能。
游隙過大,會引起軸承內部承載區(qū)域減小,接觸面應力增大,從而使用壽命縮短。過大的游隙還會使軸承運轉精度下降,振動和噪音增大。
游隙過小,可能會在實際運行中出現(xiàn)負游隙(過盈),引起摩擦發(fā)熱增大,溫升提高,進而使有效游隙更小或過盈更大,如此惡性循環(huán)將導致軸承抱死。
不同狀態(tài)下的軸承游隙和相互關系
初始游隙Δo:軸承在未安裝狀態(tài)下不承受載荷時的游隙,即出廠游隙。
殘留游隙Δr:軸承安裝后的游隙。軸承在安裝后由于配合作用一般內圈脹大,外圈縮小,因此:Δr = Δo –δfi –δfo (1)
式中,δfi 為內圈和軸配合引起的游隙減少量; δfo 為外圈和軸殼配合引起的游隙減少量。
經驗數(shù)值(配合):
SRB: RIC減小量為緊配合的85%;
CRB: RIC減小量為緊配合的90%;
RBB: RIC減小量為緊配合的80%;
有效游隙Δe:軸承在實際運轉時的游隙。由于軸承在實際工作時受溫升和散熱條件的影響,一般是內圈溫度高于外圈溫度,導致游隙減少。因此:
Δe = Δr –δt (2)
式中:δt為軸承內外圈溫差導致的游隙減少量。
δt = αΔt Do (mm)
式中,α— 軸承鋼的膨脹系數(shù)12x10-6 (1/oC);
Δt — 內外套圈的溫度差(oC),Δt = T內 - T外
Do — 外圈滾道直徑(mm)。
Do 如無確切數(shù)據,可按以下方法估計:對球軸承和調心滾子軸承:Do=(4D+d)/5
對圓柱滾子軸承:Do=(3D+d)/4
舉例:
標準游隙的選擇
用戶在選擇游隙時,有條件情況下應該按照公式
理想的有效游隙應當是零游隙,因為能得到最佳的載荷。分配和最長的使用壽命。為了獲得較大的剛性和較高旋轉精度,可以讓軸承在適當?shù)呢撚蜗稜顟B(tài)下工作。
但是由于受到安裝、配合及軸和孔的加工精度等的影響,理想的零游隙和適當?shù)呢撚蜗逗茈y控制和保證。
因此當工作條件變化較大,安裝配合控制得不嚴,內圈散熱條件差,從安全性考慮,則應保留一定的有效游隙,或以最壞情況來驗算有效游隙。如用戶沒有條件做有效游隙驗算時,可以參照下表選擇游隙。
有效游隙太小造成軸承提前失效實例分析
以上介紹了軸承游隙的基本概念、不同狀態(tài)下的游隙和相互之間的關系、有效游隙的計算方法、如何選擇合適的游隙等內容。通過這些內容的介紹,使您能更科學和合理地選擇軸承游隙,延長軸承的使用壽命。

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