陶瓷軸承的拆卸與安裝有技巧
2020-10-23 來(lái)源:-- 作者:劉道春
眾所周知,陶瓷軸承的拆缷有兩個(gè)目的的,一個(gè)是陶瓷軸承已經(jīng)損壞了需要更換的新的陶瓷軸承,二是檢查或者維修陶瓷軸承的后面需要才能繼續(xù)使用。在安裝軸承的過(guò)程當(dāng)中,必須要在陶瓷軸承的端面圓周上施加均等的壓力,這樣才可以將套圈裝入。在安裝過(guò)程當(dāng)中一定要注意,陶瓷軸承需要選擇合適的型號(hào)規(guī)格。并不是說(shuō)在產(chǎn)品選擇時(shí),可以隨肉眼判斷來(lái)選擇。產(chǎn)品需要使用什么規(guī)格,就對(duì)什么規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行購(gòu)買(mǎi),才會(huì)讓產(chǎn)品的使用穩(wěn)固性變得比較高。在產(chǎn)品選擇時(shí),一定要根據(jù)將要使用的部位,來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品型號(hào),才可以保證在軸承使用時(shí),能夠有一個(gè)比較穩(wěn)定的使用效果。在安裝的時(shí)候,就可以非常輕松的,把軸承安裝到將要安裝的部位,滿足用戶的使用需求。
1.陶瓷軸承的拆卸方法
在工程陶瓷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中,陶瓷球軸承是工程陶瓷在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的典型范例,受到很多國(guó)家的高度重視.在高速精密軸承中,應(yīng)用最多的是混合陶瓷球軸承,即滾動(dòng)體使用熱壓Si3N4陶瓷球,軸承圈仍為鋼圈。這種軸承標(biāo)準(zhǔn)化程度高,對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)改動(dòng)小,便于維護(hù)保養(yǎng),特別適合于高速運(yùn)行場(chǎng)合。其組裝的高速電主軸,具有高速、高剛度、大功率、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。
陶瓷軸承拆卸的方法與陶瓷軸承安裝方法類(lèi)似,有壓力法、溫差法和液壓法等,但使用的工具有所不同。其中溫差法可采用電磁感應(yīng)加熱或熱油澆淋零件(可分離陶瓷軸承)加熱,加熱后將零件卸下。對(duì)于拆卸下來(lái)進(jìn)行檢查或維修還要繼續(xù)使用的陶瓷軸承,拆卸時(shí)應(yīng)特別小心不要損傷陶瓷軸承。拆卸過(guò)盈配合的套圈時(shí),只能將拆卸力施加在陶瓷軸承的套圈上,不得通過(guò)滾動(dòng)體拉拔套圈。拆卸時(shí)最好使用專(zhuān)用工具。另外,在設(shè)計(jì)軸(擋)肩結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)預(yù)先考慮陶瓷軸承拆卸方法并設(shè)計(jì)好所需的拆卸結(jié)構(gòu),為以后的陶瓷軸承拆卸提供方便條件。
陶瓷軸承裝上容易拆卸難,所以要注意方式方法。不同類(lèi)型的陶瓷軸承的拆卸方法也有所不同,這樣才能使陶瓷軸承的維護(hù)得到最佳。
對(duì)于陶瓷軸承拆卸可分為以下情況:
(1)、內(nèi)套不帶錐度,內(nèi)套直接與軸接觸的軸承。對(duì)于此類(lèi)的陶瓷軸承可以說(shuō)是最難拆卸的一種,軸承與軸直接接觸,需要注意不可直接用敲打;不帶錐度的陶瓷軸承拆卸方法:當(dāng)拆卸不帶錐度的陶瓷軸承時(shí),熱拆卸法主要用于拆卸過(guò)盈配合的軸承,先將加熱至200℃左右的機(jī)油用油壺澆注在待拆的軸承上,待陶瓷軸承圈受熱膨脹后,即可用拉具將軸承拉出。注意:加熱過(guò)程中屬于局部加熱,只是對(duì)陶瓷軸承進(jìn)行加熱,且軸最后能有一個(gè)冷縮的過(guò)程,這樣才有利于陶瓷軸承的拆卸。
(2)、內(nèi)套帶錐度,內(nèi)套不與軸直接接觸,內(nèi)部還裝有鎖定螺母和緊定套,拆卸時(shí),可觸及緊定套部位,對(duì)軸承損傷小。緊定套的陶瓷軸承拆卸,對(duì)于這種情況拆卸方法有很多種,由于受力部分主要在緊定套中,對(duì)軸承損傷甚小。
推壓法:推壓法用壓力機(jī)推壓軸承,即工作平穩(wěn)又可靠,還不損傷機(jī)器和軸承。壓力機(jī)有液壓式,手動(dòng)推壓或機(jī)械式壓力機(jī)推壓;注重壓力機(jī)著力點(diǎn)應(yīng)在軸的中心上,不得壓偏。
拉出法采用專(zhuān)門(mén)拉具拆卸時(shí)只要旋轉(zhuǎn)手柄,自潤(rùn)滑軸承就會(huì)被慢慢拉出來(lái)。拆卸軸承外圈時(shí),拉具兩腳彎角應(yīng)向外張開(kāi);拆卸軸承內(nèi)圈時(shí),拉具兩腳應(yīng)向內(nèi),卡于軸承內(nèi)圈端面上。注重事項(xiàng):應(yīng)將拉具的拉鉤鉤住軸承的內(nèi)圈,而不應(yīng)鉤在外圈上,以免軸承松動(dòng)過(guò)度或損壞;使用拉具時(shí),要使絲桿對(duì)準(zhǔn)軸的中心孔,不得歪斜。還應(yīng)注重拉鉤與軸承的受力情況,不要將拉鉤及軸承損壞;注重防止拉鉤滑脫;拉具兩腳的彎角小于90°。
熱拆法用于拆卸緊配合的軸承。先將加熱至100℃左右的機(jī)油用油壺澆注在待拆的軸承上,待軸承圈受熱膨脹后,即可用拉具將軸承拉出。在拆卸遇到困難時(shí),建議使用拆卸工具向外拉的同時(shí)向內(nèi)圈上小心的澆灑熱油,熱量會(huì)使?jié)L動(dòng)軸承內(nèi)圈膨脹,從而使其較易脫落。
首先應(yīng)將拉具安裝在待拆的軸承上,并施加一定拉力;加熱前要用石棉繩或薄鐵板將軸包扎好,防止軸受熱脹大,否則將很難拆卸,從軸承箱殼孔內(nèi)拆卸軸承時(shí),只能加熱軸承箱殼孔,不能加熱軸承;澆油時(shí)要將油壺平穩(wěn)地澆在軸承套圈或滾動(dòng)體上,并在其下方置一油盆,收集流下的熱油,避免浪費(fèi)和燙傷;操作者應(yīng)戴石棉手套,防止?fàn)C傷。
當(dāng)陶瓷軸承將到達(dá)它的最終使用期限的時(shí)候,就應(yīng)該被替換掉。雖然陶瓷軸承不可以再被使用,但正確地卸下原來(lái)的陶瓷軸承,及時(shí)替換新的陶瓷軸承,對(duì)新陶瓷軸承使用壽命的延長(zhǎng)能起到很好的促進(jìn)作用。適當(dāng)?shù)男断绿沾奢S承的方法技巧和工具的使用,將有助于對(duì)其它機(jī)器陶瓷軸承的維護(hù)和修理。
2.陶瓷軸承的安裝方法
選擇陶瓷軸承根據(jù)支承型式和安裝來(lái)選擇。對(duì)安裝表面和安裝場(chǎng)地要求:如果陶瓷軸承內(nèi)有鐵屑、毛刺、灰塵等異物進(jìn)入,將使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪聲與振動(dòng),甚至?xí)p傷滾道和滾動(dòng)體。所以,在安裝軸承前,必須確保安裝表面和安裝環(huán)境的清潔;潤(rùn)滑陶瓷軸承時(shí),并非油脂涂的越多越好,軸承內(nèi)過(guò)多的油脂將造成油脂的過(guò)度攪拌,從而產(chǎn)生極高的溫度。滾動(dòng)軸承充填潤(rùn)滑劑的數(shù)量以充滿軸承內(nèi)部空間1/2~1/3為宜,高速時(shí)應(yīng)減少到1/3。
陶瓷軸承的安裝方法有以下幾種:
壓力法:軸陶瓷軸承在常溫的條件下在不改變相配合零件的尺寸時(shí),直接可以采用壓力的方式進(jìn)行安裝(或者拆缷)的方法稱(chēng)為壓力法,這方面一般用于過(guò)盈量不大的中小型陶瓷軸承的安裝拆缷,而對(duì)于過(guò)盈全較大或大型陶瓷軸承,以及剛度較弱的零件應(yīng)該避免采取此方法,防止相關(guān)零件變形。用壓力法安裝陶瓷軸承時(shí),應(yīng)在陶瓷軸承的端面上均勻施加壓力,并始終保持陶瓷軸承與軸頸或外殼孔的同心,防止偏斜。切忌通過(guò)滾動(dòng)體和保持架傳遞壓力,這樣會(huì)損傷陶瓷軸承零件工作表面,影響陶瓷軸承正常發(fā)揮性能。不允許用鐵錘等工具直接敲擊陶瓷軸承。壓力法可采用壓力機(jī)、鎖緊螺母或軟金屬錘在陶瓷軸承端面均勻敲擊來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用壓力法時(shí)可在配合表面適度涂抹潤(rùn)滑劑以保護(hù)配合表面,但過(guò)貧的使用潤(rùn)滑劑會(huì)影響過(guò)盈配合質(zhì)量,造成陶瓷軸承打滑,尤其對(duì)過(guò)盈量小的配合應(yīng)慎重使用潤(rùn)滑劑。
液壓法:液壓法裝拆陶瓷軸承是一種比較先進(jìn)的方法。其原理是利用高壓油通過(guò)預(yù)先加工好的油孔和油槽,進(jìn)入陶瓷軸承過(guò)盈配合處形成高壓油環(huán)膜,借助高壓油的張力將配合表面漲開(kāi)進(jìn)行安裝或拆卸,但液壓法要求配合面的尺寸精度較高,否則容易泄油形成不了高壓。
陶瓷軸承可以加熱按裝。陶瓷軸承安裝時(shí)勿直接錘擊軸承端面和非受力面,應(yīng)以壓塊、套筒或其它安裝工具使軸承均勻受力。如果安裝表面涂上潤(rùn)滑油,將使安裝更順利。如配合過(guò)盈較大,應(yīng)把軸承放。安裝時(shí)勿直接錘擊陶瓷軸承端面和非受力面,應(yīng)以壓塊、套筒或其它安裝工具(工裝)使軸承均勻受力,切勿通過(guò)滾動(dòng)體傳動(dòng)力安裝。如果安裝表面涂上潤(rùn)滑油,將使安裝更順利。如配合過(guò)盈較大,應(yīng)把軸承放入礦物油內(nèi)加熱至80~90℃后盡快安裝,嚴(yán)格控制油溫不超過(guò)100℃,以防止回火效應(yīng)硬度降低和影響尺寸恢復(fù)。
陶瓷軸承安裝時(shí),務(wù)須在套圈端面的圓周?chē)┘泳鹊膲毫Γ瑸閷⑻兹ρb入,嚴(yán)禁使用榔頭等(金屬)重器直接敲擊軸承端面,以免損傷軸承,此外,如果對(duì)套圈的某一方(例如外圈)施加壓力,而通過(guò)滾動(dòng)體將套圈的另一方(例如內(nèi)圈)壓入,這往往要在滾動(dòng)體面上造成壓痕或是擦傷,萬(wàn)不可采用,尤其是將非分離型軸承同時(shí)安裝于軸和軸承箱上。
陶瓷軸承安裝時(shí),務(wù)須在套圈端面的圓周?chē)┘泳鹊膲毫Γ瑸閷⑻兹ρb入,嚴(yán)禁使用榔頭等(金屬)重器直接敲擊軸承端面,以免損傷軸承,此外,如果對(duì)套圈的某一方(例如外圈)施加壓力,而通過(guò)滾動(dòng)體將套圈的另一方(例如內(nèi)圈)壓入,這往往要在滾動(dòng)體面上造成壓痕或是擦傷,萬(wàn)不可采用,尤其是將非分離型軸承同時(shí)安裝于軸和軸承箱上;分離型軸承的安裝,由于內(nèi)圈與外圈可方便地分別裝到軸或軸承座上.此時(shí)應(yīng)引起注意的是將是將已經(jīng)裝好內(nèi)圈的軸插入已裝好外圈的軸承箱時(shí),盡量使其保持同心,以防擦傷滾動(dòng)體和滾道。對(duì)進(jìn)口軸承內(nèi)圈與軸時(shí)緊配合、外圈軸承座孔是較松配合的非分離型軸承進(jìn)行安裝時(shí),可用壓力機(jī)將軸承先安裝在軸上,然后將軸連同軸承一起裝到軸承座孔內(nèi),若軸承較小時(shí),也可用較軟的金屬錘輕擊套圈的端面迫使軸承到為,但敲擊力必須均勻分布于軸承套圈上。
陶瓷軸承的安裝方法正確與否都影響著精度和壽命以及性能,因此,設(shè)計(jì)及組裝部門(mén)對(duì)于陶瓷軸承的安裝要充分的研究。要按照作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行安裝,標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目如下:清洗陶瓷軸承及陶瓷軸承關(guān)連部件;檢查關(guān)連部件的尺寸及精加工情況;安裝好陶瓷軸承后的檢查;供給潤(rùn)滑劑:在陶瓷軸承安裝上了之后,如果不仔細(xì)進(jìn)行調(diào)準(zhǔn),校直可能導(dǎo)致陶瓷軸承遭受另外的載荷,摩擦和振動(dòng)。這些可能加速疲勞和減少陶瓷軸承的使用壽命,并且可能會(huì)損壞其它機(jī)器零件的使用期限。此外,增加的振動(dòng)和摩擦可能極大增加能源消耗和過(guò)早的失效風(fēng)險(xiǎn)。
在使用期間,要經(jīng)常對(duì)陶瓷軸承運(yùn)行的基本外部條件進(jìn)行監(jiān)測(cè),譬如溫度,振動(dòng)和噪音的測(cè)量等等。這些有規(guī)律的檢查將及早發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題并將防止出現(xiàn)意想不到的機(jī)器中止現(xiàn)象,使生產(chǎn)計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn),提高的工廠生產(chǎn)力和效率。在運(yùn)作過(guò)程中,陶瓷軸承要求有正確的再次潤(rùn)滑,有利于發(fā)揮其正常效能。陶瓷軸承潤(rùn)滑的方法,分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。為了使陶瓷軸承很好地發(fā)揮機(jī)能,首先,要選擇適合使用條件、使用目的的潤(rùn)滑方法。若只考慮潤(rùn)滑,油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑性占優(yōu)勢(shì)。但是脂潤(rùn)滑有可以簡(jiǎn)化陶瓷軸承周?chē)Y(jié)構(gòu)的特長(zhǎng)。
3.陶瓷軸承的安裝的技巧和注意的事項(xiàng)
陶瓷軸承縮短壽命或者過(guò)早的喪失精度,在相當(dāng)大的程度上是由于沒(méi)有嚴(yán)格按照陶瓷軸承的使用要求進(jìn)行安裝,為保證軸承的長(zhǎng)壽命,應(yīng)在安裝時(shí)注意的問(wèn)題。
軸承安裝前必須清洗,必須確保安裝表面和安裝環(huán)境的清潔,如果陶瓷軸承內(nèi)容毛刺、鐵屑、灰塵等異物進(jìn)入,會(huì)使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候產(chǎn)生噪聲與振動(dòng),甚至?xí)p傷滾道和滾動(dòng)體。安裝前必須要清洗陶瓷軸承,因?yàn)樘沾奢S承在出廠前,為了保護(hù)滾道和滾動(dòng)體表面不被銹蝕,在滾道和滾動(dòng)體之間注入了防銹油或防銹脂。必須用清潔的汽油或煤油仔細(xì)清洗,再涂上干凈優(yōu)質(zhì)或高速高溫的潤(rùn)滑油脂方可安裝使用。清潔度對(duì)滾動(dòng)軸承壽命和振動(dòng)噪聲的影響是非常大的。但要特別提醒的是:全封閉軸承不須清洗加油。不過(guò),有些全封閉軸承和涂有潤(rùn)滑防銹兩用油脂的軸承,是不需要清洗的。清潔度對(duì)軸承壽命和振動(dòng)噪聲的影響是非常大的。
要選擇正確的潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂由基礎(chǔ)油、增稠劑及添加劑制成,不同種類(lèi)和同一種類(lèi)不同牌號(hào)的潤(rùn)滑脂性能相差很大,允許的旋轉(zhuǎn)極限不同,而潤(rùn)滑脂的性能也是由基礎(chǔ)油決定的,增稠劑也關(guān)系著潤(rùn)滑性能,增稠劑的耐水性決定潤(rùn)滑脂的耐水性。一般低粘度的基礎(chǔ)油適用于低溫、高速;高粘度的適用于高溫、高負(fù)荷。不同牌子的潤(rùn)滑脂是不能混合的,而且,即使是同種增稠劑的潤(rùn)滑脂,也會(huì)因添加劑不同相互帶來(lái)壞影響。
使用感應(yīng)加熱器加熱可以快速、可靠、干凈的將軸承加熱到所需要的溫度,由于被加熱的只是內(nèi)圈,而外圈的受熱度很少,這樣可以很容易的安裝于軸上,也容易裝入座孔中。加熱的溫度要控制好,溫度過(guò)高陶瓷軸承會(huì)受到損傷,溫度過(guò)低則套圈膨脹量不足,效果不顯著。80~100℃的加熱溫度所得的內(nèi)圈內(nèi)徑的熱膨脹量,這對(duì)于具有一般過(guò)盈量的軸承而言,已經(jīng)是足夠了。一旦到達(dá)所要求的加熱溫度,就要盡快地進(jìn)行安裝,以免冷卻而發(fā)生安裝困難。
陶瓷軸承在冷卻時(shí)在寬度方向也有收縮,因此,安裝動(dòng)作要求熟練、迅速和準(zhǔn)確。安裝時(shí)要施加一定的壓力將內(nèi)圈向肩部壓緊,并在冷卻后用極薄的塞尺試作檢測(cè),是否在內(nèi)圈端面與軸肩之間出現(xiàn)了間隙。軸承在加熱過(guò)程一定要注意控制溫度,保證陶瓷軸承的正常安裝。
安裝要注意施力。如滾道上出現(xiàn)間隔的壓坑,表明負(fù)荷已超出了材料的彈性極限。這是由于靜態(tài)過(guò)載或者嚴(yán)重的沖擊(如安裝時(shí)曾用錘子敲擊軸承等)引起的。正確的安裝方法是僅對(duì)要壓裝的圈環(huán)施力(在軸上裝內(nèi)圈時(shí)勿推壓外圈)。
角接觸軸承具有一橢圓形的接觸區(qū),并僅在一個(gè)方向上承受軸向推力。注意角接觸軸承的安裝方向,在相反的方向上裝配軸承時(shí),因鋼球處在滾道邊緣,其受載面會(huì)產(chǎn)生槽形磨損帶。因此在安裝時(shí)應(yīng)注意正確的安裝方向。
安裝要注意對(duì)中,鋼球磨損痕跡偏斜、不與滾道方向相平行,表明安裝時(shí)軸承未對(duì)中。若偏斜量>16000,就易引起軸承溫度上升并出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。其產(chǎn)生原因可能是軸有彎曲、軸或箱體有毛刺、鎖母的壓緊面未與螺紋軸線相垂直等。因此,安裝時(shí)應(yīng)注意檢查徑跳情況。
軸承內(nèi)、外圈的裝配接觸面上出現(xiàn)圓周狀的磨損或變色,是由軸承與其相配的零件配合過(guò)松引起的。磨蝕產(chǎn)生的氧化物為一種純褐色磨料,其結(jié)果會(huì)造成軸承進(jìn)一步磨損、發(fā)熱和產(chǎn)生噪音和產(chǎn)生徑跳等一系列問(wèn)題,因此裝配時(shí)應(yīng)注意正確配合。如滾道底部有嚴(yán)重的球形磨損軌跡,這表明因配合過(guò)緊使軸承間隙變小,由于扭距增大、軸承溫度上升,使軸承很快因磨損和疲勞而失效。此時(shí),只要適當(dāng)恢復(fù)徑向間隙,減少過(guò)盈量就可解決這一問(wèn)題。
安裝軸承時(shí),如果對(duì)套圈的某一方(例如外圓)壓入,這往往要在滾動(dòng)面上造成壓痕或擦傷,千萬(wàn)不可采用,尤其是將非分離型軸承同時(shí)安裝于軸于軸承箱上時(shí),用墊鐵將內(nèi)外圈均衡的壓入。安裝陶瓷軸承時(shí),務(wù)需在套圈端面的圓周上施加均等的壓力,平穩(wěn)的將套圈裝入,嚴(yán)禁用榔頭等重物直接敲擊軸承端面以免損傷軸承;此外,嚴(yán)禁對(duì)套圈的某一方面(例如外圈)施加壓力,而通過(guò)滾動(dòng)體將套圈的另一方(例如內(nèi)圈)壓入。以免在滾動(dòng)面上造成壓痕或擦傷,影響軸承的正常使用,萬(wàn)不可采用。尤其是將非分離型軸承同時(shí)安裝于軸和軸承箱上時(shí),應(yīng)采用如圖1所示,墊鐵將內(nèi)外圈同時(shí)壓入。陶瓷軸承安裝方法及注意事項(xiàng)-運(yùn)用正確的陶瓷軸承安裝方法,可有效發(fā)揮陶瓷軸承的優(yōu)勢(shì),提高陶瓷軸承的壽命。
軸承安裝結(jié)束后,為了檢查安裝是否正確,要進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)檢查。小型機(jī)械可以用手旋轉(zhuǎn),以確認(rèn)是否旋轉(zhuǎn)順暢。檢查項(xiàng)目有因異物、傷痕、壓痕而造成的運(yùn)轉(zhuǎn)不暢,因安裝不良,安裝座加工不良而產(chǎn)生的力矩不穩(wěn)定,由于游隙過(guò)小、安裝誤差、密封摩擦而引起的力矩過(guò)大等等。如無(wú)異常則可以開(kāi)始動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)。動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn),從空載低速開(kāi)始,緩緩的提高至所定條件的額定運(yùn)轉(zhuǎn)。試運(yùn)轉(zhuǎn)中檢查事項(xiàng)為,是否有異常音響、陶瓷軸承溫度的變化、潤(rùn)滑劑的泄漏或變色等等。如果發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)立即中止運(yùn)轉(zhuǎn),檢查機(jī)械,必要時(shí)要拆下軸承檢查。
軸承溫度一般可根據(jù)軸承座的外部溫度推測(cè)。但利用油孔直接測(cè)量軸承外圈的溫度更加準(zhǔn)確。滾動(dòng)軸承溫度,從運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始逐漸升高,通常1~2小時(shí)后溫度穩(wěn)定。如果軸承安裝不良,溫度會(huì)急劇上升,出現(xiàn)異常高溫。其原因諸如潤(rùn)滑劑過(guò)多、陶瓷軸承游隙過(guò)小、安裝不良、密封裝置摩擦過(guò)大等。陶瓷軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)音用聽(tīng)診器等檢查,有較強(qiáng)的金屬噪聲、異音、不規(guī)則音等說(shuō)明異常。其原因有潤(rùn)滑不良、軸或軸承座精度不良、軸承損傷、異物侵入等。
4.陶瓷軸承的支承結(jié)構(gòu)配置
陶瓷軸承支承的結(jié)構(gòu)對(duì)于保證軸的旋轉(zhuǎn)的精度和充分發(fā)揮陶瓷軸承的應(yīng)用的特征有著比較重要的作用。支承的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮的陶瓷軸承的配置。一般機(jī)械當(dāng)中的轉(zhuǎn)軸需要采用雙支承的結(jié)構(gòu),每個(gè)支承中都由單套或者兩套陶瓷軸承組成。
陶瓷軸承的軸向固定結(jié)構(gòu)有以下幾種:
(1)、陶瓷軸承的軸向固定:為了預(yù)防陶瓷軸承在軸或者外殼外發(fā)生沒(méi)有必要的移動(dòng),陶瓷軸承的內(nèi)外圈應(yīng)該作軸向固定。軸向固定包括軸向定位和軸向的堅(jiān)固。
(2)、軸向定位:陶瓷軸承內(nèi)圈的基準(zhǔn)端面一般靠軸肩定位,外圈則靠外殼孔的擋肩定位。為了保證陶瓷軸承端面與軸(擋)肩緊貼,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保軸(擋)肩倒角R小于陶瓷軸承裝配倒角;軸(擋)肩應(yīng)具有一定的高度,以傳遞軸向載荷和方便裝拆。軸(擋)肩的高度應(yīng)根據(jù)陶瓷軸承裝配倒角選。
(3)、軸向緊固:陶瓷軸承的軸向緊固是為了使軸承始終處于定位時(shí)所確定的位置上。軸向緊固包括軸承內(nèi)圈在軸上的固定和外圈在外殼內(nèi)的固定。雖然軸承的內(nèi)外圈都要求精確的定位,但并不一定要同時(shí)作軸向固定,應(yīng)視支承的要求而定。在兩端固定的支承結(jié)構(gòu)中,每個(gè)支承只承受單向的軸向載荷,因此,只需從一個(gè)方向進(jìn)行軸向固定,一端尚定一端游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)中,固定端承受雙向軸向載荷,因此,需要采用雙向軸向固定,而游動(dòng)端應(yīng)根據(jù)軸承的類(lèi)型和游動(dòng)方式來(lái)決定固定方式。
(4)、軸向固定:軸向固定裝置的種類(lèi)很多,選用時(shí)應(yīng)考慮軸向載荷的大小、轉(zhuǎn)速的高低、軸承的類(lèi)型以及在軸上的安裝位置和拆卸條件等。一般軸向載荷較大,轉(zhuǎn)速較高時(shí),內(nèi)圈多采用鎖緊螺毋、止動(dòng)墊圈等,外圈多采用端蓋、螺紋環(huán)等緊固。當(dāng)軸向載荷較小、轉(zhuǎn)速較低時(shí),內(nèi)圈多采用軸用彈性擋圈、緊定套、退卸套等,外圈多采用孔用彈性擋圈、止動(dòng)環(huán)等。許多軸向固定的裝置同軸承一樣已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化零件.如鎖緊螺母、止動(dòng)墊圈、軸(孔)用彈性擋圈、緊定套、退卸套等。
轉(zhuǎn)軸的徑向方向一般由兩個(gè)支承共同限定,而軸向方向可以有三種方式來(lái)限定,即兩端固定支承、一端固定一端游動(dòng)支承和兩端游動(dòng)支承。
兩端固定支承是指兩個(gè)支承各限制一個(gè)方向軸向位移的支承型式。兩端固定支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整方便,使用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承并施加預(yù)載荷時(shí),可提高陶瓷軸承的旋轉(zhuǎn)精度和剛度,也可減少鋼球的打滑。這種支承方式常用于精密、輕載、高速的機(jī)床主軸上。
固定一游動(dòng)支承是指軸上一個(gè)支承端使陶瓷軸承與軸或外殼的位置相對(duì)固定,以實(shí)現(xiàn)限制軸的兩個(gè)方向的軸向位移。而另一端使陶瓷軸承與軸或外殼的位置相對(duì)可以移動(dòng),以補(bǔ)償軸因受熱變形及制造誤差而引起的長(zhǎng)度變化。
左端為固定端,右端為游動(dòng)端。在這種支承中,軸的軸向定位精度取決于固定端陶瓷軸承的軸向游隙大小。固定一游動(dòng)支承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度高,適應(yīng)性強(qiáng),軸和外殼以上兩個(gè)支承的軸向定位問(wèn)距尺寸要求不高。因此,在各種機(jī)床主軸、工作溫度較高的蝸桿軸以及跨度較大的長(zhǎng)軸支承中得到了廣泛應(yīng)用。
兩端游動(dòng)支承是指支承結(jié)構(gòu)中兩個(gè)支承端都不對(duì)軸的軸向位移進(jìn)行限制。因此,此類(lèi)支撐常用于軸的軸向位置已由其它零件限定的場(chǎng)合,如人字齒輪軸支撐。幾乎所有不需要調(diào)整的軸承,均可用作游動(dòng)支撐,如用深溝球軸承或調(diào)心滾子軸承構(gòu)成游動(dòng)支撐,安裝時(shí)不必調(diào)整陶瓷軸承的軸向游隙。工作中,即使處于不利的發(fā)熱狀態(tài),陶瓷軸承也不會(huì)被卡死。
5.陶瓷軸承的配合和游隙
陶瓷軸承對(duì)配合方面的要求:當(dāng)陶瓷軸承是薄壁(壁厚小于套圈直徑的0.2倍)零件又采用過(guò)盈配合的時(shí)侯,軸頸和外殼孔的幾何形狀誤差會(huì)直接影響到陶瓷軸承零件的幾何尺寸和旋轉(zhuǎn)精度。如軸肩和座孔擋肩是陶瓷軸承軸向位置的定位面,若它們存在端面跳動(dòng),陶瓷軸承安裝將產(chǎn)生偏斜。軸頸面的圓度、圓柱度誤差也會(huì)反映到內(nèi)圈的滾道面上,造成振動(dòng)或局部受力。因此,對(duì)軸頸面和外殼孔的幾何形狀精度必須提出要求。
支承型式來(lái)選擇陶瓷軸承,屬于薄壁的零件,當(dāng)陶瓷軸承在安裝容易變形的薄壁座孔和輕金屬座孔和空心軸上時(shí),應(yīng)該選用厚壁座孔和鑄鐵座孔和實(shí)心軸更緊一些的配合等級(jí)。對(duì)于安裝在支承結(jié)構(gòu)中自由端的陶瓷軸承,才能配合表面應(yīng)該考慮采用小間隙的配合。采用無(wú)擋邊陶瓷軸承時(shí),在游動(dòng)量不大的情況下,內(nèi)圈與軸的配合可以采用過(guò)盈的配合。由于剖分式外殼制造精度相對(duì)較差,容易造成外圈橢圓或不規(guī)則變形,因此,應(yīng)盡量不采用該結(jié)構(gòu),若必須采用時(shí),應(yīng)在配合上選用過(guò)盈量較小的配合或間隙配合,以避免陶瓷軸承受擠壓變形。
陶瓷軸承采用間隙配合時(shí),裝拆方法比較容易。而采用過(guò)盈配合時(shí),必須考慮采用合適的安裝和拆卸的方法和工具。對(duì)于需要經(jīng)常拆卸陶瓷軸承的場(chǎng)合可以選用較松的配合甚至問(wèn)隙配合,對(duì)于要求陶瓷軸承壽命長(zhǎng)又不需要經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合可采用較緊一些的配合。
陶瓷軸承的安裝在于內(nèi)圈與外圈可以方便地分別裝到軸或軸承座上,此時(shí)應(yīng)該引起注意的是將已經(jīng)裝好的內(nèi)圈的軸插入已裝好的外圈的軸承箱時(shí),要盡量保持同心,以防止擦傷動(dòng)體和滾道。對(duì)陶瓷軸承內(nèi)圈與軸時(shí)緊配合、外圈軸承座孔是較松配合的非分離型軸承進(jìn)行安裝時(shí),軸承外圈與軸承座孔為緊配合、內(nèi)圈與軸為較松配合時(shí),可將軸承先裝于軸上。當(dāng)陶瓷軸承套圈與軸或軸承座孔均是緊配合時(shí),應(yīng)用一個(gè)特制的安裝套桶同時(shí)把軸承壓到軸或軸承座上。當(dāng)陶瓷軸承尺寸較大時(shí),由于所需的安裝力較大,或承受重負(fù)荷工作的軸承配合過(guò)盈較大因而采用冷態(tài)安裝有困難時(shí),則需要預(yù)先將軸承內(nèi)圈或軸承座加熱后再進(jìn)行安裝。在熱態(tài)安裝時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度。加熱軸承時(shí),加熱溫度最高不得超過(guò)120℃,一般應(yīng)在80~100℃。帶防塵蓋或密封圈的軸承不能加熱,否則會(huì)造成潤(rùn)滑劑流失。加熱方式可采用電感應(yīng)佳人、油浴加熱等方法。
加熱配合通過(guò)加熱陶瓷軸承或陶瓷軸承座,利用熱膨脹將緊配合轉(zhuǎn)變?yōu)樗膳浜系陌惭b方法。是一種常用和省力的安裝方法。此法適于過(guò)盈量較大的陶瓷軸承的安裝,熱裝前把陶瓷軸承或可分離型陶瓷軸承的套圈放入油箱中均勻加熱80~100℃,然后從油中取出盡快裝到軸上,為防止冷卻后內(nèi)圈端面和軸肩貼合不緊,陶瓷軸承冷卻后可以再進(jìn)行軸向緊固。陶瓷軸承外圈與輕金屬制的陶瓷軸承座緊配合時(shí),采用加熱陶瓷軸承座的熱裝方法,可以避免配合面受到擦傷。用油箱加熱陶瓷軸承時(shí),在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)柵,或者用鉤子吊著陶瓷軸承,陶瓷軸承不能放到箱底上,以防沉雜質(zhì)進(jìn)入陶瓷軸承內(nèi)或不均勻的加熱,油箱中必須有溫度計(jì),嚴(yán)格控制油溫不得超過(guò)100℃,以防止發(fā)生回火效應(yīng),使套圈的硬度降低。
壓入的配合是陶瓷軸承的內(nèi)圈與軸的使用緊配合著,外圈與內(nèi)圈的陶瓷軸承的座孔是輕松配合的時(shí)候,可以有壓力將陶瓷軸承的先壓在軸上,然后再將軸連著陶瓷軸承一起裝入到軸承的座孔內(nèi),壓裝的時(shí)候在陶瓷軸承的內(nèi)圈端面上,墊一軟的金屬的材料的裝配套管,裝配套管的內(nèi)徑應(yīng)該比軸的勁走私比較大一些,外徑的直徑應(yīng)該比陶瓷軸承的內(nèi)圈擋邊比較小一些,以免壓在保持架上。陶瓷軸承外圈與陶瓷軸承座孔緊配合,內(nèi)圈與軸為較松配合時(shí),可將陶瓷軸承先壓入陶瓷軸承座孔內(nèi),這時(shí)裝配套管的外徑應(yīng)略小于座孔的直徑。如果陶瓷軸承套圈與軸及座孔都是緊配合時(shí),安裝室內(nèi)圈和外圈要同時(shí)壓入軸和座孔,裝配套管的結(jié)構(gòu)應(yīng)能同時(shí)押緊陶瓷軸承內(nèi)圈和外圈的端面。
陶瓷軸承可以直接裝在有錐度的軸頸上,或裝載緊定套和退卸套的錐面上,其配合的松緊程度可用陶瓷軸承徑向游隙減小量來(lái)衡量,因此,安裝前應(yīng)測(cè)量陶瓷軸承徑向游隙,安裝過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常測(cè)量游隙以達(dá)到所需要的游隙減小量為止,安裝時(shí)一般采用鎖緊螺母安裝,也可采用加熱安裝的方法。推力軸承與軸的配合一般為過(guò)渡配合,座圈與軸承座孔的配合一般為間隙配合,這種軸承較易安裝;雙向推力軸承的中軸圈應(yīng)在軸上固定以防止相對(duì)于軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
陶瓷軸承的配合和游隙是按陶瓷軸承高精度的軸承要求,又得按高溫軸承的要求,所以在考慮的配合和游隙時(shí),要顧及下面幾點(diǎn):由常溫升至高溫時(shí)的尺寸變化和硬度變化;高速下離心力所引起的力系變化和形狀變化。在高速、高溫的條件下,從配合和游隙的選擇上要力求保持軸承的精度和工作性能,這是有難度的。為了保證軸承安裝后的滾道變形小,過(guò)盈配合的過(guò)盈量不能取得太大,而高速下的離心力和高溫下的熱膨脹,或是抵銷(xiāo)配合表面的法向壓力。或是使配合面松弛,因此過(guò)盈量必須在考慮上述兩種因素的前提下審慎地加以計(jì)算,在常溫常速下有效的過(guò)盈量對(duì)于陶瓷軸承可能是無(wú)效的。如果計(jì)算結(jié)果這個(gè)矛盾太大(通常只有在超高速下才有這種情況),只有采取環(huán)下潤(rùn)滑法與靜壓潤(rùn)滑法并用的雙重潤(rùn)滑措施,而這種方案有可能使軸承的dmn值突破300萬(wàn)的大關(guān)。高溫下的熱膨脹,或是抵銷(xiāo)配合表面的法向壓力。或是使配合面松弛,因此過(guò)盈量必須在考慮上述兩種因素的前提下審慎地加以計(jì)算,在常溫常速下有效的過(guò)盈量對(duì)于陶瓷軸承可能是無(wú)效的。
6.結(jié)束語(yǔ)
總之,正確使用陶瓷軸承的安裝和拆卸方法,能夠提高陶瓷軸承使用的壽命。陶瓷軸承的價(jià)格就比較昂貴,在安裝和拆卸時(shí)如果沒(méi)有釆用正確方法,就會(huì)造成產(chǎn)品的損壞。或者安裝的位置不夠正確,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程當(dāng)中,軸承的磨損率就會(huì)變得比較高;降低軸承的使用壽命,這對(duì)用戶而言就不是特別的劃算。在進(jìn)行陶瓷軸承使用中,定期的需要進(jìn)行產(chǎn)品的檢查,看一下產(chǎn)品有沒(méi)有出現(xiàn)磨損,有沒(méi)有任何擦傷,及時(shí)的進(jìn)行已損壞產(chǎn)品的更換,對(duì)于其他部件的使用壽命是可以有效延長(zhǎng)的。
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