精密滚动轴承装配与调整

2). 轴向预加负荷 ①修磨垫圈厚度法
②调整内外隔圈厚度法
③弹簧预紧法
④磨窄成对使用的轴承内圈 或外圈法
⑤螺钉挡盖调整法
⑥止推环调整法
3、预加负荷的测定
1). 测量法
• 将轴承放在圆座体上，上 加重量A0（预加负荷量）。 轴承在压重作用下，消除 了游隙并使滚珠与滚道产 生一定的弹性变形。用千 分表测出轴承两端的内外 圈高度差△K1和△K2 （每隔120°测一次，取 平均值），即可知轴承端 面应加垫圈的厚度值或轴 承端面应磨窄的量值
3. 根据轴承在机器上的使用情况，合理选用轴承与轴承 座、轴承与轴的配合性质及公差等级
4. 避免电流通过轴承产生电蚀
5. 重要的精密轴承防止附近冲床等的强烈振动对轴承的 振蚀
6. 对有残磁的轴承进行消磁 7. 避免轴承内外圈与接触部件的相对滑动引起摩擦发热
8. 做好装配前的准备工作 ① 根据轴承类型、结构、尺寸和配合性质，选择适 当的装配方法和工具 ② 检查轴承装配表面的加工质量，去除锈蚀、碰伤
③ 设计不合理
• 如在轴承座上用定位螺钉紧固外圈或在轴承上磨槽， 引起局部应力集中，使滚道断裂 ◆保持架断裂
④ 保持架损坏
• 保持架磨损、破碎及折断
⑤ 残磁吸附
• 残磁造成金属碎屑的吸附，使轴承受损
三、滚动轴承损伤的预防
1. 妥善保管，切忌雨淋及潮湿，以免锈蚀，严禁磕碰伤
2. 根据负荷大小、方向及性质合理选用轴承类型、配置 及精度
3. 磨损
滚动轴承工作中主要是滚动摩擦，磨损并不严重，剧 烈磨损主要由于杂质侵入、润滑不良或使用不当造成
① 沙粒、脏物等杂质侵入造成磨料磨损
• 磨损时，滚道失去光泽，并出现不均匀的划痕， 内外圈与滚动体之间的游隙显著增大
② 润滑油不足或变质 • 由于轴承工作中产生的热量不能通过润滑油带走， 轴承会因过热而丧失原来的机械性能，硬度大大 降低，迅速磨损 ③ 使用不当 • 轴承使用中应保证轴承密封装置的可靠性，对轴 承工作状况及润滑状况进行系统检测，保证轴承 在良好的润滑状态下工作
二、滚动轴承的损伤
1. 疲劳剥落 2. 非自然剥落 3. 磨损 4. 破裂 5. 腐蚀
6. 其它损伤
1. 疲劳剥落
轴承工作表面因滚动疲劳引起鳞片状的剥落
• 滚动轴承工作时，滚动体与内外圈受交变负荷 • 滚动体与内外圈接触面积小，接触应力很大，在交 变接触应力多次反复作用下，金属会发生疲劳
• 开始，在应力集中的部位产生微小裂纹，由于润滑 油的作用和金属的腐蚀，裂纹逐渐扩大，最终表层 金属产生剥落，形成类似麻点的小凹坑。
取最大和最小径向游隙测值的算术平均值作为轴承的径向游隙值。在 每列的径向游隙值合格后，取两列的游隙值的算术平均值作为轴承的 径向游隙。
3. 滚动轴承轴向游隙的检测
1). 百分表检测 • 安装好百分表，用撬杠 撬动轴向两个极限位置， 同时观察百分表的摆差， 极限摆差即轴承的轴向 游隙。 • 注意：加于撬杠的力量 不宜过大
1. 精密机床主轴部件上的滚动轴承，主要考虑轴承精度 能否满足主轴部件旋转精度要求，对使用过的轴承还 要考虑寿命能否满足一个大修周期的使用要求；还要 整体鉴定轴承有无损伤
2. 其它部位轴承要进行整体鉴定，不能达到正常技术状 态的需更换 ① 深沟球轴承的鉴定 • 内外圈滚道无剥落和严重磨痕，呈光亮的圆弧沟 槽；所有钢球都是正圆形，表面无斑点、裂纹和 剥落；保持架完好；转动灵活，感觉不到间隙， 无噪声
目的： 提高主轴的旋转精度 加强主轴的刚性
提高使用寿命
降低噪音
1. 预加负荷的原则
1). 主轴载荷小、旋转精度高及转速低，可取较大的 预加负荷 2). 工作载荷大、转速高的，容易发热膨胀，取较小 的预加负荷
2、预加负荷的分类及方法
1). 径向预加负荷
• 通常使内圈胀大，或通过 移动轴承内锥孔的轴向位 置实现预紧
◆使用经验表明，对于球轴承最适宜的工作游隙近似为零； 对于滚子轴承最适宜的工作状况应保持少量的工作游隙。 在要求支承刚性良好的部件中（例如机床主轴），也可以 有一定数值的预紧，因少量的预载荷对轴承没有损伤性的 影响。
1、游隙分类
1). 按方向分
① 径向游隙 • 轴承一个套圈不动，另一 个套圈在垂直于轴承轴线 方向，由一个极限位置到 另一个极限位置的移动量
2. 非自然剥落
由人为因素引起的发生在轴承使用中期或早期的剥落
① 轴承类型选择不当引起的剥落 • 在有较大轴向负荷的情况下选用深沟球轴承，就 可能发生滚道早期剥落 • 预防措施：按轴承的工作条件合理选择轴承类型
② 安装不当引起的剥落 • 轴和外壳的挡肩对配合面不垂直，滚动表面接触 应力过大，导致剥落 • 外圈座孔不圆造成滚道不规则变形，会增加接触 应力，导致滚道和滚动体早期剥落 • 圆柱滚子轴承安装歪斜或敲击时用力过大使内或 外圈滚道受伤 • 深沟球轴承在轴上过盈安装时，施力不当使压力 经过滚子传递，会在滚道接触钢球的地方造成凹 坑，产生剥落之源 • 轴承安装过紧、过松或调整不当，也会造成早期 剥落
4. 破裂
滚动轴承破裂主要有二种：
① 疲劳引起的破裂
• 滚动轴承零件承受极大的交变载荷。
• 由于材料缺陷或其它原因，使某个部位发生应力集 中，应力超过强度极限时，该处就会产生细小裂纹。
• 交变载荷的持续作用和润滑油的油楔作用，使裂纹 不断扩大，最后演变成破裂
② 安装不当引起的破裂 • 拆装时硬性敲击 • 硬质微粒杂质侵入轴承内部 • 结果：内外圈及保持架破裂
1、原始游隙 2、安装游隙 3、工作游隙
3). 按可否调整分 ① 可调整型轴承的游隙
• 角接触轴承、圆锥滚子轴承及止推球轴承均为可调整 型轴承。其游隙通过安装或使用过程中，调整轴承套 圈相互位置来确定
② 不可调整型轴承的游隙
• 深沟球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承及调心滚子 轴承的游隙，制造时已按标准规定调好，安装时一般 不能再调整。但有圆锥孔的轴承，安装时利用在锥度 轴颈上的移动量，也可微量调整游隙
③以双手大拇指及食指消除 消除两个轴承的全部游隙， 另以一只中指伸入轴承内孔 拨动内隔圈，检查其阻力是 否与外隔圈相似
七、滚动轴承的定向装配
使轴承内圈的偏心（径向圆跳动）与轴颈的偏心、轴 承外圈的偏心与轴承座孔的偏心，都分别配置于同一 轴向截面内，并按一定的方向装配。
径向游隙
② 轴向游隙
• 轴承一个套圈固定不动， 另一个套圈沿轴向由一个 极端位置到另一个极端位 置的移动量
轴向游隙
深沟球轴承、调心球轴承以及圆锥滚子轴承径、轴向游隙的关系表达 式如下： 1、深沟球轴承 △a=0.4（△r×Dw）1/2 式中△a—轴向游隙 △r—径向游隙 Dw—钢球直径 2、调心球和调心滚子轴承（近似表达式） △a=1.5（△r/e） 3、圆锥滚子轴承 △a=0.75（△r/e） 式中e系数取决于轴承接触角α，e=1.5tgα，各型号轴承e值可由滚动轴 承样本或机械设计手册中查得。 由径、轴向游隙对应关系可以看出，当径向游隙增大时，轴向游隙也 随之增大，反之亦然。
6. 其它损伤
① 火花熔融
• 如电流通过轴承，在滚道和滚动体接触点上，电流 通过很薄的油膜引起火花，造成局部熔融，使滚道 上出现坑疤，随着磨损逐渐扩大，直至整个轴承破 坏
② 滑动、氧化、研磨 • 当轴承不旋转受到附近冲床、空压机等振动或运 输中防护不好，在滚动体与内外圈之间产生反复 微小的滑动，表面脱落一些小颗粒，经氧化后就 成为研磨剂，加速接触面的磨损
B . 根据游隙标准选配好塞尺
要点： 由轴承的内孔尺寸查阅游隙 标准中相对应的游隙数值， 根据其最大值和最小值来确 定塞尺中相应的最大和最小 塞尺片。
C . 选择径向游隙最大处测量
要点： 轴承竖起来后，其上部外圈滚道 与滚子之间的间隙就是径向游隙 最大处
D . 用塞尺测量轴承的径向游隙
要点：
转动套圈和滚子保持架组件一周， 在连续三个滚子能通过，而在其余 滚子上均不能通过时的塞尺片厚度 为最大径向游隙测值；在连续三个 滚子上不能通过，而在其余滚子上 均能通过时的塞尺片厚度为最小径 向游隙测值。
2). 感觉法
①将两个成组配对的轴承按 其安装方式填好内外隔圈， 事先在外隔圈的外圆上相隔 120°钻三个Φ2~Φ3的小孔， 轴承内圈上预加负荷，用直 径等于或小于Φ1.5的小棒顺 次通过三个小孔触动内隔圈， 检查内外隔圈在两轴承端面 间的阻力，要求感觉阻力相 似
②用左手两个手指消除两个 轴承的全部游隙压紧（50N 左右预加负荷），用右手手 指分别拨动内外隔圈，检查 其阻力是否相似，否则研磨 隔圈的端面至要求
② 圆锥滚子轴承的鉴定
• 轴承外圈可分离，滚子落在外圈的中间滚道上，滚 子长度中心与外圈宽度的中心重合，磨损后两中心 不应相差太多；内外圈滚道无明显裂纹和剥落；保 持架能将滚子牢固地收拢在内圈上，且无破裂；轴 承转动灵活
③ 圆柱滚子轴承的鉴定
• 内外圈滚道和滚子无破碎、麻点及较深的磨损痕迹； 保持架不变形、不破碎，能将滚子收拢在内圈上
2. 滚动轴承径向游隙的检测
对于调心滚子轴承的径向游隙，通常采用塞尺测量方法。 下面介绍用塞尺测量调心滚子轴承径向游隙的方法：
A . 将轴承竖起来，合拢
要点： 轴承的内圈与外圈端面平行，不 能有倾斜。将大拇指按住内圈并 摆动2～3次，向下按紧，使内圈 和滚动体定位入座。定位各滚子 位置，使在内圈滚道顶部两边各 有一个滚子，将顶部两个滚子向 内推，以保证它们和内圈滚道保 持合适的接触。
• 圆锥滚子轴承间隙调整过紧，通常滚柱大端 发生破裂；间隙过大，通常滚柱小端发生破 裂
安装不当引起的损坏
挡边被敲 坏的轴承
5. 腐蚀
在轴承表面形成暗黑色的斑点和溃烂。主要原因有：
① 湿气或水分浸入轴承内部 ② 使用性质不佳的润滑剂也能引起锈蚀
③ 接触锈蚀，主要发生在不旋转的内外圈和滚动 体的接触表面上 ◆锈蚀
④ 止推球轴承的鉴定
• 两个滚道垫圈无剥落和严重磨损；钢球无麻点和裂 纹；保持架不变形，不与两个滚道垫圈接触，保持 架能将滚子牢固地收拢在一起
五、滚动轴承的游隙及检测
◆选择适宜的轴承游隙，可使载荷在滚动体间合理分布； 能限制轴（或外壳）的轴向和径向位移以保证轴的旋转精 度；使轴承在要求的温度下能正常工作；可减少轴承工作 时的振动和噪声等。由此可见，轴承游隙对轴承的载荷分 布、振动、噪声、摩擦、使用寿命和机械的运动精度等有 很大的影响，是决定轴承能否正常工作的一个重要因素。 因此，必须根据使用条件，选择适宜的轴承游隙。
陈明炜
培训要求
了解滚动轴承的磨损形式与更换原则 了解预加负荷的目的与方法 掌握定向装配的要点与方法
一、滚动轴承的结构
• 内圈、外圈、滚动体 、保持架。
• ①内圈：（含铬合金钢 ）装配在轴上与轴一起 转动。 • ②外圈：（含铬合金钢 ）装配在轴承座或机械 部件壳体中，起固定支 承作用。 • ③滚动体：（含铬合金 钢）在内、外圈的滚道 中中滚动。（各种滚子 形状） • ④保持架：（低碳钢或 有色金属或塑料）将滚 动体均匀隔开，改善轴 承内部负荷分配。
2). 按状态不同分 ① 原始游隙
• 轴承未安装前自由状态下的游隙
② 装配游隙
• 轴承装到轴和孔座上以后的游隙
③ 工作游隙
• 轴承在工作状态下的游隙 装配游隙永远小于原始游隙；工作游隙一般大于装配游隙。 当工作游隙为微负值时，轴承的疲劳寿命最长但随着负游 隙的增大疲劳寿命同显著下降。因此，选择轴承的游隙时， 一般使工作游隙为零或略为正为宜。
3). 通过感觉检测 • 当轴承采用封闭式结构或无法采用上述方法检测时， 只能根据旋转的灵活程度进行检查。 • 轴应能借惯性转动几圈，不得有制动现象。 • 如果轴承装有摩擦式密封装置时，不宜采用。
六、滚动轴承的预加负荷（预紧）
对于高精度和高速机械设备，在安装时往往采用预紧的方 式，预先给予轴承一定的径向或轴向载荷，消除其原始游 隙，使轴承体和内外圈产生弹性变形，从而防止工作时内 外圈之间产生相对运动。
③ 不允许把轴承当量规去测量轴颈或轴承座孔
④ 新轴承装配前仔细清洗，并避免污染或生锈 9. 严格按照轴承装配规则进行装配 ① 装配时，使轴与轴承孔的中心线重合 ② 不允许用手锤直接敲打轴承外圈、内圈
③ 加热装配大过盈量的大中型轴承，避免轴承直接 与高温的箱底接触，以免局部过热而退火
Fra Baidu bibliotek 四、滚动轴承的更换原则