遊隙調整是軸承安裝調整的關鍵技術,關系到軸承乃至整個設備的運行狀态。遊隙調整方法在毫厘間體現出了軸承企業的真功夫。
什麼是軸承遊隙?
簡單來說,軸承遊隙就是單個軸承内部、或者幾個軸承組成的系統内部的間隙(或幹涉)。遊隙可分為軸向遊隙和徑向遊隙,這取決于軸承類型及測量方法。
為什麼要調整軸承遊隙?
打個比方,煮飯的時候水過多或過少,都會影響米飯的口感。同理,軸承遊隙過大或過小,軸承的工作壽命乃至整個設備運行的穩定性都會降低。
适用不同調整方法的軸承種類
遊隙調整的方法由軸承類型決定,一般可以分為遊隙不可調軸承和可調軸承。
遊隙不可調軸承是指軸承出廠後,軸承的遊隙就确定了,我們熟知的深溝球軸承、調心軸承、圓柱軸承都屬于這一類。
遊隙可調軸承是指可以移動軸承滾道的相對軸向位置來獲得所需要的遊隙,屬于這類的有圓錐軸承和角接觸球軸承及一些止推軸承。
軸承遊隙調整分類
對于不可調軸承的遊隙,行業有相應的标準值(CN, C3,C4等等),也可以定制特定的遊隙範圍。當軸、軸承座尺寸已知,相應的内、外圈配合量就确定了,安裝後的遊隙就不能改變。由于在設計階段配合量是一個範圍,最後的遊隙也存在一個範圍,在對遊隙精度有要求的應用就不适用。
可調軸承很好的解決了這個問題,通過改變滾道的相對軸向位置,我們可以得到一個确定的遊隙值。如下圖,當移動内圈的位置,我們大緻可以得到正、負兩種遊隙。
影響軸承遊隙的因素
最佳工作遊隙的選擇是由應用工況(載荷、速度、設計參數)和期望得到的工作狀态(最大壽命、最好的剛度、低的熱量産生、維護的便利等等)決定的。然而,在大多數應用中,我們無法直接調整工作遊隙,這就需要我們根據對應用的分析和經驗,計算出相應的安裝後遊隙值。
圓錐滾子軸承遊隙的調整方法
不可調軸承的安裝後遊隙主要受配合的影響,所以下面主要介紹可調軸承的遊隙調整方法,以适用轉速範圍寬、可同時承受軸向力和徑向力的圓錐滾子軸承為例。
1.推拉法
推拉法一般用于正遊隙,軸承滾道與滾動體之間的軸向間隙是可以測得的。對軸或者軸承座向一個方向施加一個力,推到底以後将百分表設為零位作參考,然後施加一個反方向的力,推到底以後百分表上指針的轉動量就是遊隙值。測量時需慢慢震蕩旋轉滾子,确保滾子正确的定位在内圈大擋邊上。
2. Acro-SetTM法
Acro-Set的理論基礎是胡克定律,發生彈性形變的物體的形變量與所受的外力成正比。在一定的安裝力作用下,測量墊片或隔圈間隙來獲得正确的遊隙。按照一個事先測試時創建的圖表直接讀出所需要的正确的墊片或隔圈尺寸。
該方法适用于正遊隙和預緊,操作人員需要接受培訓來創建圖表。
3. Torque-SetTM法
Torque-Set的原理是,在預緊下,軸承的轉動力矩增長是軸承預緊力的函數。實驗結果顯示,一組同型号的新軸承,在給定預緊力的條件下,軸承的轉動力矩變化量很小。因此,可以用轉動力矩來估算預緊量。
該方法的原理即是在軸承的轉動力矩和預緊量之間建立一個換算關系,這需要通過測試獲得。然後在實際安裝時,就可以通過測得轉動力矩來決定墊片的厚度。
4. Projecta-SetTM法
Projecta-Set就是将無法直接測量的墊片或隔圈厚度投射或者轉化到容易測量的地方。使用一個特制的量規套筒和隔圈即可達到這樣的效果。當軸承的内圈和外圈都是緊配合條件時,軸承的拆下和調整會很困難且耗時,此時Projecta-Set就體現出其優點。
該方法對不同系列的軸承需要單獨的量規,相對成本較高。但是當大批量安裝時,平均下來每次的成本就很合算。尤其在自動化領域,已經證明是很有效的方法。
5. Set-RightTM法
Set-Right使用概率方法并控制相關零件的尺寸公差來确保所有的裝配總成中有99.73%的軸承遊隙落在可接受的範圍内。這是一組随機變量組合後的數學預測,變量就是軸承公差和軸、軸承座等安裝組件的公差。
該方法不需要安裝調整,應用組件簡單的裝配夾緊即可,因此大批量安裝非常方便。但是最後會得到一個遊隙範圍(大概0.25mm),在某些應用中能否采用Set-Right需要在設計階段決定。很多年來,不管是工業還是汽車領域,Set-Right的方法都得到了成功的使用。
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