滚动轴承配合选择
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由温差引起的配合过盈量减少值 $ 0)&34 33"*$ )・0 ! !8 # ! !8 # 其中: — 名义过盈量, $0—— — 轴承名义内径, 88 0—— — 常数, 磨削轴 7 < %, 精研轴 7 < $ 7—— — 轴承内圈宽度, 88 ;——
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建设机械技术与管理 $33$ = "
质量检评
原位检测技术及其应用
空军第一航空学院
"""""#
源自文库
许占显
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""# 内容提要 原位检测不拆卸、 不改变被检测对象原来的安装位置或生态组织, 可杜绝因拆装、 改变其位置所造成的 """""#
轴 圆柱滚子推力轴承 可选用 :/ 5 :> 7 配合
可选用 :/ 配合 可选用 0/ 配合
可根据轴径从小到大,依次采用 负荷极重或困难工作 的配合, 同时轴承径向 条件下的振动负荷 +’. ,’. -’ 游隙需较正常值大。 轴 承 外 圈 负荷较轻 可选用 0/ 配合 负荷正常或重型负荷 可选用 1/ 配合 负荷较重但轴承箱为 可选用 2’ 配合 薄壁
* * 其中: — 轴承内圈直径比 3: 5 *: 5 * + ;( 3:—— < = *) — 实心轴平均过盈量 $*>—— —— — 空心轴平均过盈量 $*? — 系数, 圆柱滚子, 中宽和轻宽系列的调心轴 ;—— 其它轴承 ; 5 #- 2 承, ; 5 #- "1; — 轴承内圈外径 *:—— — 轴承外径 <——
$
轴承与实心轴配合时过盈量的计算
轴承与实心轴采用过盈配合时, 其所需过盈量与 轴承负荷的大小、 工作温度以及轴的加工精度有关。 ! " # 在负荷作用下,轴承配合表面的凸点被压 平。因而, 安装后轴承的有效过盈量$01 比安装前测 得的名义过盈量 $0 将稍为减少。 ! $ # 在负荷作用下,轴承内圈材料在径向受到压 缩,使内圈在圆周方向胀大,因而配合比无负荷时为 松。 ! % # 如果轴承内部温度比轴承座周围的温度高 $ 则内圈和轴在配合处的温差约为 34 "$$), 此 )!2 #, 温差也将引起配合的松驰。 为了防止内圈和轴之间产生 “ 打滑” 现象, 对于实 心轴, 内圈承受旋转负荷时, 必须满足: $01%$05 6 0)。 有效过盈量 $01& 0 6 7 $0 ! !8 # 由负荷引起的过盈量减少值 $ 05&34 39
原位检测是指对被检测对象在其原来的安装、 装配位置或生态组织上,进行的检查与测试。这种 技术广泛应用在航空、 航天、 建筑、 生物工程和医疗 卫生等领域, 具有快速、 方便、 有效的特性, 是现代 检测技术的重要组成部分。 原位检测技术可以追溯到古代,人们应用手 — 径向负荷 ’ %&—— — 轴承内部温度与轴承座周围的温度 $ ( —— 差, ) 所以, 选用名义过盈量必须满足:
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5 轴承内 圈直 径比 3: 5 #- 2 C ( + 1# #- .0 D# = 1# ) 由图中得 $*? E $*> 5 0- F 则 $ *? 5 0- F C 0$ 5 "F- ""> 此值符合 >F 的值, 因此空心轴的尺寸为 1# + #- ##D。 6 收稿日期: "##0 —00 —". 7
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建设机械技术与管理 "##" E 0
0F
负荷的性质和大小 根据轴承内外圈相对于负荷方向的旋转状态的 不同, 基本上分为旋转、 静止和方向不定三种不同性 质的负荷。另外,轴向负荷对配合的选择也有一定 的影响。 $% $% $ 旋转负荷 一般来说,承受旋转负荷的内外圈套应采用过 盈配合。若以间隙配合安装时, 在旋转负荷作用下, 轴承圈会产生蠕动,造成接触面磨损而破坏辆承。 具体配合可参考下表:
$% $% ) 值得一提的是,负荷的大小对过盈量的影响 很大。 比如, 负荷增大时, 内圈会膨胀变形, 轴承内圈与 轴的配合将松懈。因此, 负荷越重, 特别是具有冲击特 性时, 过盈量应加大。 $% 3 轴承的内部游隙 轴承的内部游隙可分为径向游隙和轴向游隙。径 向游隙对轴承的使用性能、 寿命、 温升和噪音等都有很 大影响。同时轴承的额定动负荷随游隙的大小而变 化。 严格说来, !"# 轴承样本中所列的额定负荷是工作
建设机械技术与管理 3??3 @ $
$)
产品・技术 游隙为零的数值。 通常, 轴承安装前与安装后达到运行温度时的内 部游隙会有所变化, 具体影响因素有: ! " # 过盈量的大小。 装配后, 过盈量将造成内圈膨 胀和外圈收缩,导致轴承游隙的减小,减小的程度与 过盈量的大小密切相关。 ! $ # 轴承内外圈、轴和外壳孔及相关部件的热膨 胀或收缩的差异将造成过盈量的改变。因此, 在选用 轴承及确定配合时应掌握以下原则: 应使运行游隙接近于零甚至有轻 " # 对于球轴承, 微预负荷。 圆柱和球面滚子轴承应有较小的剩 $ # 对于圆锥、 余间隙,因为滚子轴承的刚性比球轴承大,当出现温 差时, 易出现径向夹紧。 重负荷、 大过盈量的配合和内圈 % # 对于大冲击、 环境温度高、外圈环境温度低等情况,应选用较大游 隙轴承。 对振动、 噪音和运行精度有要求或 & # 间隙配合、 热量从外壳传入内部的轴承, 可选用较小游隙。 "’ % 温度 在运转过程中, 轴承的温度可能比其它部件的温 度高。轴承内圈可能因热膨胀而松动, 外圈因热膨胀 而不能轴向位移。 所以, 在选择配合时, 必须仔细考虑 有关零部件的热膨胀性能、 温度差和热传导方向。 "’ & 运行精度要求 在运行精度要求很高的场合, 应考虑以下因素: ! " # 为减少弹性变形和振劝对精度的影响,应避 免采用间隙配合。 ! $ # 与之相配的轴与外壳孔应有较窄的尺寸和形 位公差。对轴而言,至少应为 ()*;外壳孔则不低于 ()+。如正常精度要求取 ,+ 的配合,高精度要求时则 需取 ,* 较合适。 ! % # 对几何形状精度 ! 如圆度、 锥度和轴肩端面跳 动 # 应要求更严,比相关直径公差提高一个公差等 级。 "’ * 轴与孔的材料及结构特点 轴承安装后, 其内外圈不能因为轴或孔表面的不 规则形状而发生非均匀变形。因此, 选用配合时需注 意: ! " # 对于开式轴承座,轴承外圈不宜采用过盈配 合, 但也不能在壳内转动。 根据经验, 其配合公差极限 ! # 不应比公差组 - 最高不超过 . 更紧。 ! $ # 为确保轴承有足够的支承面,当轴承安装于 薄壁与轻合金外壳孔或空心轴上时, 应采用比厚壁外 壳、 铸铁外壳或实心轴更紧的配合。 安装与拆卸的方便 在很多情况下,轴承的配合须考虑安装与拆卸, 特别是对于重型机械。为拆装方便, 在不影响其使用 功能的情况下, 轴承可采用间隙配合。当需要过盈配 合时,可选用分离式轴承、带锥形孔轴承或带紧定套 或退卸套的轴承。 "’ / 游动轴承的位移 当要求轴承的一个套圈在运转中能轴向移动时, 只要对承受静止负荷的轴承圈选用间隙配合即可。 但 需注意以下几点: ! " # 当外圈承受静止负荷时,轴向位移发生在轴 承箱孔内。为防止其材料硬度较低而产生变形, 可使 用淬硬的孔套。 否则, 将对轴向位移产生限制, 甚至经 过一段时间后不能位移。 ! $ # 若使用不带挡边的圆柱滚子轴承或滚针轴 承, 由于轴向位移发生在轴承内, 因此, 轴承内外圈都 可以采用过盈配合。 "’ +
!*% * + ,( #- #. * * + #- ##01!(・ * ) ’%& /
模、眼看的方法鉴别货币的真伪,确定病人病情等;在 近代医生采用 ! 射线透照人体骨骼与器官组织,采用 听筒寻找婴儿在母体内的胎心位置等都可视为原位检 测。"# 世纪 $# 年代以前, 人们认识到机器零件工作时 必然存在磨损,继而会引发机械故障甚至危及生产安 全, 对机械可能发生的故障, 通常采用大拆大卸的方法 图来确定。
许
辉
张
伟
$% $% 3 静止负荷 在静止负荷作用下, 轴承圈与负荷同步, 一般不会 产生蠕动, 因此无需采用过盈配合。 具体配合可参考下 表:
可选用 4’ 配合 5 轴承较大时可用 需轴向移动 6’ 7 轴 承 无需轴向移动 可选用 8’ 配合 内 圈 径向及轴向负荷作用 可选用 &’ 或 &9’ 配合 于球面滚子推力轴承 轴 外圈可轴向移动 可选用 :/ 配合, 承 一般负荷 外 圈 轻负荷, 简单工况 可选用 :; 配合, 外圈可轴向移动
人为故障、 损伤或危害。 原位检测可应用于结构与零件的缺陷探测、 设备的故障诊断、 性能参数的测定、 状态的监测与监 控、 生动细胞组织的病理观察等。
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#
关键词
原位检测
缺陷探测
故障诊断
$
$% $
选择轴承配合时考虑的因素
$% $% < 负荷方向不定 当负荷方向不定时,特别是重载作用下,建议内、 外圈均采用过盈配合。 若因结构要求, 需有一定的轴向 滑移且负荷不太重时, 采用较旋转负荷稍轻的配合。 $% $% = 主要承受轴向负荷
推力轴承, 圆柱 可选用 8’ 配合 滚子推力轴承 轴 圆柱滚子及保持 可选用 8; 配合 承 架推力组合件 内 静止负荷 圈 球面滚子推力轴承 旋转负荷或负荷 方向不定 推力球轴承 可选用 :; 配合 承 圆柱滚子及保持架 可选用 :$? 配合 推力组合件 外 静止负荷 圈 球面滚子推力轴承 旋转负荷或负荷 方向不定
其中: — 空心轴内径 *4—— 6 轴承孔径 7 —— — 空心轴外径 * 若空心轴直径比率 34 8#- 1 时则按实心轴计算, 当 34% #- 1 时,空心轴所需平均过盈量 $ *9 可按下
选用 AB% 公司 $"0# 轴承安装于实心轴上,轴用 B$ 级公差满足装配要求。现改用 34 5 #- . 的空心轴, 重新计算轴颈的公差。 查 AB% 样本,$"0# 轴承内孔尺寸为 1# = #- #0",外径 < 5 .#。 + #- #0. = #- ##" , 原轴的尺寸为 1#;$ 则原实心轴平均过盈量为
负荷较轻 轴 承 负荷正常或稍重 内 圈 可选用 &’, (’ 配合 可根据轴径从小到大,依次选用 &), (’, *’, +’, ,’ 配合。对于径向 游隙较大的大内径球面滚子轴承 还可采用 -’. -/, 具体见 !"# 样本 的推荐值。
可选用 &’ 或 &9’ 配合 可依据轴径从小到大 选用 "’, *’. +’ 配合
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
2
轴承与空心轴配合时过盈量的计算
轴承在空心轴上以过盈配合安装时, 为使轴承内 圈与轴配合面之间有足够的压力, 在选用配合时, 须
*4 注意空心轴直径比率 34 5 * 。
@
计算实例
产品・技术
!"# 滚 动 轴 承 配 合 选 择
长沙中联重工科技发展股份有限公司
随着我国改革开放的不断深入,进口轴承在工 程机械中的使用越来越多。尤其是德国 !"# 公司的 轴承因其品种齐全、服务周到和质量可靠而被广泛 采用。如何正确针对 !"# 轴承特点,合理地选择配 合非常重要, 它直接影响到机器的使用性能、 运行噪 音和工作温度, 甚至影响机器的使用寿命。 与其他品牌的轴承一样, 从理论上言, 轴承安装 的理想状态为: 在工作状况下, 轴承内外圈应与轴或 轴承座沿全表面圆周紧密接触。只有当轴承内外圈 以适当的过盈配合安装时才能获得满意的径向定位 和足够的支撑, 否则会产生固定不足或不正确现象, 造成轴承及有关部件的损伤。但若轴承需经常拆卸 与简便安装,或作为游动轴承需要有一定的轴向位 移时, 则采用过渡或间隙配合。因此需从实际出发, 合理的选择轴承的配合。
由温差引起的配合过盈量减少值 $ 0)&34 33"*$ )・0 ! !8 # ! !8 # 其中: — 名义过盈量, $0—— — 轴承名义内径, 88 0—— — 常数, 磨削轴 7 < %, 精研轴 7 < $ 7—— — 轴承内圈宽度, 88 ;——
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质量检评
原位检测技术及其应用
空军第一航空学院
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源自文库
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轴 圆柱滚子推力轴承 可选用 :/ 5 :> 7 配合
可选用 :/ 配合 可选用 0/ 配合
可根据轴径从小到大,依次采用 负荷极重或困难工作 的配合, 同时轴承径向 条件下的振动负荷 +’. ,’. -’ 游隙需较正常值大。 轴 承 外 圈 负荷较轻 可选用 0/ 配合 负荷正常或重型负荷 可选用 1/ 配合 负荷较重但轴承箱为 可选用 2’ 配合 薄壁
* * 其中: — 轴承内圈直径比 3: 5 *: 5 * + ;( 3:—— < = *) — 实心轴平均过盈量 $*>—— —— — 空心轴平均过盈量 $*? — 系数, 圆柱滚子, 中宽和轻宽系列的调心轴 ;—— 其它轴承 ; 5 #- 2 承, ; 5 #- "1; — 轴承内圈外径 *:—— — 轴承外径 <——
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轴承与实心轴配合时过盈量的计算
轴承与实心轴采用过盈配合时, 其所需过盈量与 轴承负荷的大小、 工作温度以及轴的加工精度有关。 ! " # 在负荷作用下,轴承配合表面的凸点被压 平。因而, 安装后轴承的有效过盈量$01 比安装前测 得的名义过盈量 $0 将稍为减少。 ! $ # 在负荷作用下,轴承内圈材料在径向受到压 缩,使内圈在圆周方向胀大,因而配合比无负荷时为 松。 ! % # 如果轴承内部温度比轴承座周围的温度高 $ 则内圈和轴在配合处的温差约为 34 "$$), 此 )!2 #, 温差也将引起配合的松驰。 为了防止内圈和轴之间产生 “ 打滑” 现象, 对于实 心轴, 内圈承受旋转负荷时, 必须满足: $01%$05 6 0)。 有效过盈量 $01& 0 6 7 $0 ! !8 # 由负荷引起的过盈量减少值 $ 05&34 39
原位检测是指对被检测对象在其原来的安装、 装配位置或生态组织上,进行的检查与测试。这种 技术广泛应用在航空、 航天、 建筑、 生物工程和医疗 卫生等领域, 具有快速、 方便、 有效的特性, 是现代 检测技术的重要组成部分。 原位检测技术可以追溯到古代,人们应用手 — 径向负荷 ’ %&—— — 轴承内部温度与轴承座周围的温度 $ ( —— 差, ) 所以, 选用名义过盈量必须满足:
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5 轴承内 圈直 径比 3: 5 #- 2 C ( + 1# #- .0 D# = 1# ) 由图中得 $*? E $*> 5 0- F 则 $ *? 5 0- F C 0$ 5 "F- ""> 此值符合 >F 的值, 因此空心轴的尺寸为 1# + #- ##D。 6 收稿日期: "##0 —00 —". 7
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建设机械技术与管理 "##" E 0
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负荷的性质和大小 根据轴承内外圈相对于负荷方向的旋转状态的 不同, 基本上分为旋转、 静止和方向不定三种不同性 质的负荷。另外,轴向负荷对配合的选择也有一定 的影响。 $% $% $ 旋转负荷 一般来说,承受旋转负荷的内外圈套应采用过 盈配合。若以间隙配合安装时, 在旋转负荷作用下, 轴承圈会产生蠕动,造成接触面磨损而破坏辆承。 具体配合可参考下表:
$% $% ) 值得一提的是,负荷的大小对过盈量的影响 很大。 比如, 负荷增大时, 内圈会膨胀变形, 轴承内圈与 轴的配合将松懈。因此, 负荷越重, 特别是具有冲击特 性时, 过盈量应加大。 $% 3 轴承的内部游隙 轴承的内部游隙可分为径向游隙和轴向游隙。径 向游隙对轴承的使用性能、 寿命、 温升和噪音等都有很 大影响。同时轴承的额定动负荷随游隙的大小而变 化。 严格说来, !"# 轴承样本中所列的额定负荷是工作
建设机械技术与管理 3??3 @ $
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产品・技术 游隙为零的数值。 通常, 轴承安装前与安装后达到运行温度时的内 部游隙会有所变化, 具体影响因素有: ! " # 过盈量的大小。 装配后, 过盈量将造成内圈膨 胀和外圈收缩,导致轴承游隙的减小,减小的程度与 过盈量的大小密切相关。 ! $ # 轴承内外圈、轴和外壳孔及相关部件的热膨 胀或收缩的差异将造成过盈量的改变。因此, 在选用 轴承及确定配合时应掌握以下原则: 应使运行游隙接近于零甚至有轻 " # 对于球轴承, 微预负荷。 圆柱和球面滚子轴承应有较小的剩 $ # 对于圆锥、 余间隙,因为滚子轴承的刚性比球轴承大,当出现温 差时, 易出现径向夹紧。 重负荷、 大过盈量的配合和内圈 % # 对于大冲击、 环境温度高、外圈环境温度低等情况,应选用较大游 隙轴承。 对振动、 噪音和运行精度有要求或 & # 间隙配合、 热量从外壳传入内部的轴承, 可选用较小游隙。 "’ % 温度 在运转过程中, 轴承的温度可能比其它部件的温 度高。轴承内圈可能因热膨胀而松动, 外圈因热膨胀 而不能轴向位移。 所以, 在选择配合时, 必须仔细考虑 有关零部件的热膨胀性能、 温度差和热传导方向。 "’ & 运行精度要求 在运行精度要求很高的场合, 应考虑以下因素: ! " # 为减少弹性变形和振劝对精度的影响,应避 免采用间隙配合。 ! $ # 与之相配的轴与外壳孔应有较窄的尺寸和形 位公差。对轴而言,至少应为 ()*;外壳孔则不低于 ()+。如正常精度要求取 ,+ 的配合,高精度要求时则 需取 ,* 较合适。 ! % # 对几何形状精度 ! 如圆度、 锥度和轴肩端面跳 动 # 应要求更严,比相关直径公差提高一个公差等 级。 "’ * 轴与孔的材料及结构特点 轴承安装后, 其内外圈不能因为轴或孔表面的不 规则形状而发生非均匀变形。因此, 选用配合时需注 意: ! " # 对于开式轴承座,轴承外圈不宜采用过盈配 合, 但也不能在壳内转动。 根据经验, 其配合公差极限 ! # 不应比公差组 - 最高不超过 . 更紧。 ! $ # 为确保轴承有足够的支承面,当轴承安装于 薄壁与轻合金外壳孔或空心轴上时, 应采用比厚壁外 壳、 铸铁外壳或实心轴更紧的配合。 安装与拆卸的方便 在很多情况下,轴承的配合须考虑安装与拆卸, 特别是对于重型机械。为拆装方便, 在不影响其使用 功能的情况下, 轴承可采用间隙配合。当需要过盈配 合时,可选用分离式轴承、带锥形孔轴承或带紧定套 或退卸套的轴承。 "’ / 游动轴承的位移 当要求轴承的一个套圈在运转中能轴向移动时, 只要对承受静止负荷的轴承圈选用间隙配合即可。 但 需注意以下几点: ! " # 当外圈承受静止负荷时,轴向位移发生在轴 承箱孔内。为防止其材料硬度较低而产生变形, 可使 用淬硬的孔套。 否则, 将对轴向位移产生限制, 甚至经 过一段时间后不能位移。 ! $ # 若使用不带挡边的圆柱滚子轴承或滚针轴 承, 由于轴向位移发生在轴承内, 因此, 轴承内外圈都 可以采用过盈配合。 "’ +
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模、眼看的方法鉴别货币的真伪,确定病人病情等;在 近代医生采用 ! 射线透照人体骨骼与器官组织,采用 听筒寻找婴儿在母体内的胎心位置等都可视为原位检 测。"# 世纪 $# 年代以前, 人们认识到机器零件工作时 必然存在磨损,继而会引发机械故障甚至危及生产安 全, 对机械可能发生的故障, 通常采用大拆大卸的方法 图来确定。
许
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$% $% 3 静止负荷 在静止负荷作用下, 轴承圈与负荷同步, 一般不会 产生蠕动, 因此无需采用过盈配合。 具体配合可参考下 表:
可选用 4’ 配合 5 轴承较大时可用 需轴向移动 6’ 7 轴 承 无需轴向移动 可选用 8’ 配合 内 圈 径向及轴向负荷作用 可选用 &’ 或 &9’ 配合 于球面滚子推力轴承 轴 外圈可轴向移动 可选用 :/ 配合, 承 一般负荷 外 圈 轻负荷, 简单工况 可选用 :; 配合, 外圈可轴向移动
人为故障、 损伤或危害。 原位检测可应用于结构与零件的缺陷探测、 设备的故障诊断、 性能参数的测定、 状态的监测与监 控、 生动细胞组织的病理观察等。
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关键词
原位检测
缺陷探测
故障诊断
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$% $
选择轴承配合时考虑的因素
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推力轴承, 圆柱 可选用 8’ 配合 滚子推力轴承 轴 圆柱滚子及保持 可选用 8; 配合 承 架推力组合件 内 静止负荷 圈 球面滚子推力轴承 旋转负荷或负荷 方向不定 推力球轴承 可选用 :; 配合 承 圆柱滚子及保持架 可选用 :$? 配合 推力组合件 外 静止负荷 圈 球面滚子推力轴承 旋转负荷或负荷 方向不定
其中: — 空心轴内径 *4—— 6 轴承孔径 7 —— — 空心轴外径 * 若空心轴直径比率 34 8#- 1 时则按实心轴计算, 当 34% #- 1 时,空心轴所需平均过盈量 $ *9 可按下
选用 AB% 公司 $"0# 轴承安装于实心轴上,轴用 B$ 级公差满足装配要求。现改用 34 5 #- . 的空心轴, 重新计算轴颈的公差。 查 AB% 样本,$"0# 轴承内孔尺寸为 1# = #- #0",外径 < 5 .#。 + #- #0. = #- ##" , 原轴的尺寸为 1#;$ 则原实心轴平均过盈量为
负荷较轻 轴 承 负荷正常或稍重 内 圈 可选用 &’, (’ 配合 可根据轴径从小到大,依次选用 &), (’, *’, +’, ,’ 配合。对于径向 游隙较大的大内径球面滚子轴承 还可采用 -’. -/, 具体见 !"# 样本 的推荐值。
可选用 &’ 或 &9’ 配合 可依据轴径从小到大 选用 "’, *’. +’ 配合
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轴承与空心轴配合时过盈量的计算
轴承在空心轴上以过盈配合安装时, 为使轴承内 圈与轴配合面之间有足够的压力, 在选用配合时, 须
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产品・技术
!"# 滚 动 轴 承 配 合 选 择
长沙中联重工科技发展股份有限公司
随着我国改革开放的不断深入,进口轴承在工 程机械中的使用越来越多。尤其是德国 !"# 公司的 轴承因其品种齐全、服务周到和质量可靠而被广泛 采用。如何正确针对 !"# 轴承特点,合理地选择配 合非常重要, 它直接影响到机器的使用性能、 运行噪 音和工作温度, 甚至影响机器的使用寿命。 与其他品牌的轴承一样, 从理论上言, 轴承安装 的理想状态为: 在工作状况下, 轴承内外圈应与轴或 轴承座沿全表面圆周紧密接触。只有当轴承内外圈 以适当的过盈配合安装时才能获得满意的径向定位 和足够的支撑, 否则会产生固定不足或不正确现象, 造成轴承及有关部件的损伤。但若轴承需经常拆卸 与简便安装,或作为游动轴承需要有一定的轴向位 移时, 则采用过渡或间隙配合。因此需从实际出发, 合理的选择轴承的配合。