轴、轴承与公差配合，这些轴承知识送给你
轴承
（一）轴承的功能和种类：
轴承的功能是支承轴及轴上转动的零件使其保持一定的旋转精度、承受负荷，同时也用来减少相对回转零件间引起的摩擦与磨损。
按照轴承工作的性质可分为滑动轴承和滚动轴承。滚动轴承是各类机械中普遍使用的支承部件；滑动轴承大部分使用在高速、重载、有较大的冲击载荷或对轴的旋转精度要求特别高的机械设备上，特别是需要采用剖分式结构的场合。
（1） 滚动轴承：
①单列向心球轴承（径向轴承、深沟球轴承） 特 点：主要承受径向载荷，要求轴的刚度大适用场合：变速箱和主轴上
型号表示：例 6305 型
②双列向心球轴承（调心球轴承）
特 点：主要承受径向载荷，双排钢球，外圈滚道为内球面形，具有自动调心性能，可以自动补偿由于挠曲和壳体变形产生的同轴度误差
适用场合：支承座孔不能保证严格同轴度的部件中。型号表示：例 1207 型、3303 型（进口）
③调心滚子轴承（向心短圆柱滚子轴承）
特 点：主要承受径向载荷，同时也能承受一个方向的轴向载荷，有较高的径向载荷承受能力。
适用场合：重载或振动载荷下工作。型号表示：例 2000 型
④圆柱滚子轴承
特 点：轴承内外圈可分开，属于可分离型轴承，内圈可作自由轴向移动适用场合：此轴承用于承受径向载
型号表示：N000 例 Nj202E（进口型号、内圈有挡边）NU206EC（内圈无挡边）
⑤向心推力球轴承（角接触球轴承）
特 点：可以同时受径向载荷和轴向载荷，也可以承受纯轴向载荷，极限转速较高，该类轴承承受轴向载荷的能力由接触角决定，α越大，承受轴向载荷的能力也越大（α=15°α=25°α=40°）
适用场合：角接触球轴承因只能承受单方向的轴向力，故这类轴承都应成对使用，如机床主轴
安装方法：(i)方法一：两端轴承外圈窄边相对，称为正安装（俗称面对面），
装配时迸轴承外圈，调小间隙，磨窄轴承外圈。
(ii)方法二：两端轴承外圈宽边相对，称为反安装（俗称背对背），可提高支承的刚性，改善轴的受力。装配时迸轴承内圈， 调小间隙，磨窄轴承内圈。
（iii）方法三：同向两组装配，装配精度 0.006～0.014mm 间隙调整， 预紧调整为 0.006mm，配合间隙为 0.001～0.004mm
⑥单列圆锥滚子轴承
特 点：主要适用承受径向与轴向的联合载荷（径向为主），大锥角也可以承受以轴向载荷为主的径、轴向联合载荷，轴承为分离型轴承，在安装和使用过程中可以调整轴承的径向游隙和轴向游隙，也可以预过盈安装。
适用场合：转速不太高，刚性好轴向和径向载荷很大的轴上，如斜齿轮轴上型号表示：例 30202（进口）
⑦滚针轴承：
分为内圈滚针轴承（74000 型）和无内圈滚针轴承（84000 型）。
型号表示：范例INA.ZARN2572-TU-ANA GERMANY02/B07→所配轴内孔φ25， 外圆φ72。
⑧单向推力球轴承（8000 型）双向推力球轴承（38000 型） 俗称平面轴承。
（2）滑动轴承：通常以铜轴套为主（静压轴承，俗称浮动轴承）
【实践】吊架马达变速箱中轴承的应用：
3.2 轴承类型的选择
（1） 轴承的承受载荷：
①载荷较小或中等载荷应优先选用球轴承（因为球轴承的主要元件间是点接触）
②载荷较大的应选用滚子轴承（能承受较大的载荷和冲击载荷，承载后变形小）
（2） 根据载荷的方向选择轴承类型
①只承受轴向载荷：选用角接触轴承（单向推力球轴承）
②只承受径向载荷：选用单列向心球轴承（深沟球轴承）或圆锥滚子轴承
③承受径向、轴向交变载荷：选用圆锥滚子轴承，角接触轴承，深沟球轴承
（3） 滚动轴承的轴向固定（内圆固定法）轴承内圈一端常用轴肩或套筒定位
①轴用弹性挡圈固定：主要用于转速较低，较小轴向载荷的场合
②轴端面挡圈固定：可用于较高转速，较大轴向载荷，并仅适用于轴端
③圆螺母及制动垫圈固定：主要用于转速较高，承受大轴向载荷的场合
④紧定衬套与圆螺母结构固定：用于长轴上轴向力和转速都不大的调心轴承紧固。
滚动轴承代号
（1） 滚动轴承的代号由一个七位数字组成：
（2）轴承内径表示方法：
（3） 后置代号
①内部结构代号：
该代号紧跟在基本代后之后，用字母表示，反映同类轴承的不同内部结构，如：角接触轴承 C,AC,B,分别代表公称接触角 α 为 15°、25°和 40°。
②密封、防尘与外部结构形状变化代号：
如：RS、RZ、Z、FS 分别表示轴承一面有骨架式橡胶密封圈，R、N、NR 分别表示轴承外圈有止动挡片、止动槽。
③公差等级代号：
P2、P4、P5、P6、P6x、P0 依次由高级到低级
④保持架表示方法：
A：表示外圈引导
B：表示内圈引导
J：表示钢板冲压保持架
Q：青铜实体保持架
M：黄铜实体保持架
TN：工程塑料保持架
轴
曲轴：用于往复式机械中的专用零件
（2） 空心轴：用于保证轴的强度、刚度要求下，消减轮轴的重量，也可利用空心输送润滑油、冷却液，或安装其他零件和通过待加工的棒料（如车床主轴孔等）
（3）挠性轴：也称软轴，是由多层紧贴在一起的钢丝层构成的（如蛇皮管等），可以把旋转运动和转矩灵活地传到任何所需位置。
主轴和轴承的装配工艺
（1） 检查滚动轴承与套筒（或箱体孔）内控的配合
（2） 对全部零件进行清洗、修整、毛刺和倒角
（3） 测量出滚动轴承内外圈的径向跳动值并作出最大点标记
（4） 配磨调整垫圈（隔圈）的厚度（安装时应加高速润滑脂， 是轴承滚道空腔体积的 30%）
（5） 安装后检查主轴的径向跳动，达到图纸的要求
§3.6 挡圈
（1） 孔用弹性挡圈，也称内卡卡簧
（2） 轴用弹性挡圈，也称外卡卡簧
轴的密封
轴密封件可分为静密封件和动密封件两大类：
（1） 静密封：
① O 型圈密封（金属类铜垫圈密封、橡胶圈密封）
② 密封胶（干性、非干性、半干性）
③ 橡胶垫密封
（1）
动密封：
① 旋转轴的唇形密封圈（副唇内包有骨架形，也称骨架密封
② 往复运动的唇形密封圈（Y 型密封圈、U 型密封圈、组合密封圈）
【实践】骨架密封的安装要求：
轴承的润滑
润滑剂分润滑油和润滑脂两类：
（1） 润滑油——粘度越大内摩擦阻力越大，常用 N10 号、N46 号、N65 号。
（2） 润滑脂——也称黄油、牛油
注：机械系统中高速轻载环境中使用低粘度润滑油，低速重载环境中使用高粘度润滑油。
老师傅不会注意的轴承间隙调整技术，你清楚吗？
游隙调整是轴承安装调整的关键技术，关系到轴承乃至整个设备的运行状态。游隙调整方法在毫厘间体现出了轴承企业的真功夫。
什么是轴承游隙？
简单来说，轴承游隙就是单个轴承内部、或者几个轴承组成的系统内部的间隙（或干涉）。游隙可分为轴向游隙和径向游隙，这取决于轴承类型及测量方法。
为什么要调整轴承游隙？
打个比方，煮饭的时候水过多或过少，都会影响米饭的口感。同理，轴承游隙过大或过小，轴承的工作寿命乃至整个设备运行的稳定性都会降低。
适用不同调整方法的轴承种类
游隙调整的方法由轴承类型决定，一般可以分为游隙不可调轴承和可调轴承。
游隙不可调轴承是指轴承出厂后，轴承的游隙就确定了，我们熟知的深沟球轴承、调心轴承、圆柱轴承都属于这一类。
游隙可调轴承是指可以移动轴承滚道的相对轴向位置来获得所需要的游隙，属于这类的有圆锥轴承和角接触球轴承及一些止推轴承。
轴承游隙调整分类
对于不可调轴承的游隙，行业有相应的标准值（CN, C3，C4等等），也可以定制特定的游隙范围。当轴、轴承座尺寸已知，相应的内、外圈配合量就确定了，安装后的游隙就不能改变。由于在设计阶段配合量是一个范围，最后的游隙也存在一个范围，在对游隙精度有要求的应用就不适用。
可调轴承很好的解决了这个问题，通过改变滚道的相对轴向位置，我们可以得到一个确定的游隙值。如下图，当移动内圈的位置，我们大致可以得到正、负两种游隙。
影响轴承游隙的因素
最佳工作游隙的选择是由应用工况（载荷、速度、设计参数）和期望得到的工作状态（最大寿命、最好的刚度、低的热量产生、维护的便利等等）决定的。然而，在大多数应用中，我们无法直接调整工作游隙，这就需要我们根据对应用的分析和经验，计算出相应的安装后游隙值。
圆锥滚子轴承游隙的调整方法
不可调轴承的安装后游隙主要受配合的影响，所以下面主要介绍可调轴承的游隙调整方法，以适用转速范围宽、可同时承受轴向力和径向力的圆锥滚子轴承为例。
1. 推拉法
推拉法一般用于正游隙，轴承滚道与滚动体之间的轴向间隙是可以测得的。对轴或者轴承座向一个方向施加一个力，推到底以后将百分表设为零位作参考，然后施加一个反方向的力，推到底以后百分表上指针的转动量就是游隙值。测量时需慢慢震荡旋转滚子，确保滚子正确的定位在内圈大挡边上。
2. Acro-SetTM法
Acro-Set的理论基础是胡克定律，发生弹性形变的物体的形变量与所受的外力成正比。在一定的安装力作用下，测量垫片或隔圈间隙来获得正确的游隙。按照一个事先测试时创建的图表直接读出所需要的正确的垫片或隔圈尺寸。
该方法适用于正游隙和预紧，操作人员需要接受培训来创建图表。
3. Torque-SetTM法
Torque-Set的原理是，在预紧下，轴承的转动力矩增长是轴承预紧力的函数。实验结果显示，一组同型号的新轴承，在给定预紧力的条件下，轴承的转动力矩变化量很小。因此，可以用转动力矩来估算预紧量。
该方法的原理即是在轴承的转动力矩和预紧量之间建立一个换算关系，这需要通过测试获得。然后在实际安装时，就可以通过测得转动力矩来决定垫片的厚度。
4. Projecta-SetTM法
Projecta-Set就是将无法直接测量的垫片或隔圈厚度投射或者转化到容易测量的地方。使用一个特制的量规套筒和隔圈即可达到这样的效果。当轴承的内圈和外圈都是紧配合条件时，轴承的拆下和调整会很困难且耗时，此时Projecta-Set就体现出其优点。
该方法对不同系列的轴承需要单独的量规，相对成本较高。但是当大批量安装时，平均下来每次的成本就很合算。尤其在自动化领域，已经证明是很有效的方法。
5. Set-RightTM法
Set-Right使用概率方法并控制相关零件的尺寸公差来确保所有的装配总成中有99.73%的轴承游隙落在可接受的范围内。这是一组随机变量组合后的数学预测，变量就是轴承公差和轴、轴承座等安装组件的公差。
该方法不需要安装调整，应用组件简单的装配夹紧即可，因此大批量安装非常方便。但是最后会得到一个游隙范围（大概0.25mm），在某些应用中能否采用Set-Right需要在设计阶段决定。很多年来，不管是工业还是汽车领域，Set-Right的方法都得到了成功的使用。
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