什么是配合,? 基本尺寸相同的,、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系稱(chēng)為配合,。根據(jù)使用的要求不同,,孔和軸之間的配合有松有緊,,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定配合分三類(lèi):間隙配合,、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合。
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1)間隙配合 孔與軸配合時(shí),,具有間隙(包括最小間隙等于零)的配合,,此時(shí)孔的公差帶在軸的公差帶之上。見(jiàn)圖1,。 + X \+ c9 T6 G% W
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2)過(guò)盈配合 孔和軸配合時(shí),,孔的尺寸減去相配合軸的尺寸,其代數(shù)差為負(fù)值為過(guò)盈,。具有過(guò)盈的配合稱(chēng)為過(guò)盈配合,。此時(shí)孔的公差帶在軸的公差帶之下,。見(jiàn)圖2。
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3)過(guò)渡配合 可能具有間隙或過(guò)盈的配合為過(guò)渡配合,。此時(shí)孔的公差帶與軸的公差帶相互交疊,。見(jiàn)圖3。
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軸承配合 滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)化部件,,具有摩擦力小,、容易起動(dòng)及更換簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。我們?cè)谌粘>S修或從事機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),,合理,、正確選擇軸承配合是至關(guān)重要的。
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軸承配合的目的 軸承配合的目的在于使軸承內(nèi)圈與軸或外圈與外殼牢固地固定,,以免在相互配合面上出現(xiàn)不利的周向滑動(dòng),。 這種不利的周向滑動(dòng)(稱(chēng)做蠕變)會(huì)引起異常發(fā)熱、配合面磨損,、磨損鐵粉侵人軸承內(nèi)部,、振動(dòng)等各種問(wèn)題,使軸承不能充分發(fā)揮作用,。 因此對(duì)于軸承來(lái)說(shuō),,由于帶負(fù)荷旋轉(zhuǎn),一般必須讓套圈帶上過(guò)盈使之牢固地與軸或外殼固定。
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軸及外殼的尺寸公差與配合 公制系列的軸徑及外殼孔徑的尺寸公差已由JIS B 0401-1以及-2《尺寸公差與配合方式-第1部分,、第2部分》(以ISO 為基準(zhǔn)制定)標(biāo)準(zhǔn)化,,從中選定尺寸公差即可確定軸承與軸或外殼的配合。軸徑及外殼孔徑的尺寸公差與0級(jí)公差等級(jí)軸承的配合的關(guān)系如圖4所示,。 3 Y$ V- R2 G+ u# B
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圖4 軸頸及外殼孔徑的尺寸公差與配合的關(guān)系(0級(jí)公差等級(jí)軸承) 軸承常見(jiàn)的配合方法 軸承常見(jiàn)兩種配合方法,,分別為:壓入配合和加熱配合。 + D2 U3 ?0 X( j
1)壓入配合 軸承內(nèi)圈與軸是緊配合,,外圈與軸承座孔是較松配合時(shí),,可用壓力機(jī)將軸承先壓裝在軸上,然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔內(nèi),,壓裝時(shí)在軸承內(nèi)圈端面上,墊一軟金屬材料做的裝配套管(銅或軟鋼),,裝配套管的內(nèi)徑應(yīng)比軸頸直徑略大,外徑直徑應(yīng)比軸承內(nèi)圈擋邊略小,,以免壓在保持架上,。軸承外圈與軸承座孔緊配合,內(nèi)圈與軸較為松配合時(shí),,可將軸承先壓入軸承座孔內(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)押緊軸承內(nèi)圈和外圈的端面,。
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2)加熱配合 通過(guò)加熱軸承或軸承座,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)盈量較大的軸承的安裝,熱裝前把軸承或可分離型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,軸承冷卻后可以再進(jìn)行軸向緊固,。軸承外圈與輕金屬制的軸承座是緊配合時(shí),,采用加熱軸承座的熱裝方法,可以避免配合面受到擦傷,。用油箱加熱軸承時(shí),,在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)柵,或者用鉤子吊著軸承,軸承不能放到箱底上,,以防沉雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(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。
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軸承配合的選擇及影響 軸承選擇配合時(shí),,應(yīng)充分考慮軸承的使用條件,,主要有:負(fù)荷的性質(zhì)與大�,�,;運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度分布;軸承內(nèi)部游隙,;軸與外殼的加工精度,、材料及壁厚結(jié)構(gòu);安裝與拆卸的方法,;是否需要利用配合面吸收軸的熱膨脹,;軸承的形式與尺寸。 1)負(fù)荷性質(zhì)的影響 軸承負(fù)荷根據(jù)其性質(zhì)可分為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷,、外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷和不定向負(fù)荷,,其與配合的關(guān)系如表1所示。 * ^. N8 _0 V9 q% ?; h
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2)負(fù)荷大小的影響 內(nèi)圈在徑向負(fù)荷作用下,,半徑方向既被壓縮又有所伸張,,周長(zhǎng)趨于微小增加,因此初始過(guò)盈將減少,。 過(guò)盈減少量可由下式計(jì)算: 9 J) z) A. I" e/ ?, O
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因此,,當(dāng)徑向負(fù)荷為重負(fù)荷(超過(guò)Co值的25%)時(shí),,配合 必須比輕負(fù)荷時(shí)緊。若是沖擊負(fù)荷,,配合必須更緊,。
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3)配合面粗糙度的影響 若考慮配合面的塑性變形,則配合后的有效過(guò)盈受配合面加工精度的影響,,近似地可用下式表示,。
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一般來(lái)說(shuō),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸承溫度高于周邊溫度,,而且軸承帶負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時(shí),,內(nèi)圈溫度高于軸溫,因此熱膨脹將使有效過(guò)盈減少,。 現(xiàn)設(shè)軸承內(nèi)部與外殼周邊的溫差為⊿t,則不妨可假定內(nèi)圈與軸在配合面的溫差近似地為(0. 10~0. 15)⊿t,。 因此溫差產(chǎn)生的過(guò)盈減少量⊿dt可由下式計(jì)算: / x \; _/ x1 A( U- f3 x& S
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因此,當(dāng)軸承溫度高于軸溫時(shí),,配合必須緊,。 另外,在外圈與外殼之間,,由于溫差,、線膨脹系數(shù)不同,相反過(guò)盈量會(huì)增大,。因此在考慮利用外圈與外殼配合面之間的滑動(dòng)來(lái)吸收軸的熱膨脹時(shí),,需要加意。 5)配合產(chǎn)生的軸承內(nèi)的最大應(yīng)力 軸承采用過(guò)盈配合安裝時(shí),,套圈會(huì)伸張或收縮,,從而產(chǎn)生應(yīng)力。應(yīng)力過(guò)大時(shí),,套圈會(huì)發(fā)生破裂,,需要加以注意。配合產(chǎn)生的軸承內(nèi)的最大應(yīng)力可由表2算式計(jì)算,。 9 ^8 p0 h7 g# m9 d0 o6 }& \2 W
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表2 配合產(chǎn)生軸承內(nèi)的最大應(yīng)力 作為參考值,,最大過(guò)盈量不超過(guò)軸徑的1/1000,或由表2算式計(jì)算出的最大應(yīng)力不大于120 MPa為安全,。 6)其他 安裝精度要求特別高時(shí),,應(yīng)提高軸及外殼的精度。但一般來(lái)說(shuō),,外殼比軸難加工,,精度也低,因此放松外圈與外殼的配合為宜。 采用中空軸及薄壁外殼時(shí),,配合應(yīng)比通常緊,。 采用雙半型外殼時(shí),應(yīng)放松與外圈的配合,。另開(kāi)段對(duì)于鑄鋁等輕合金外殼,,配合應(yīng)比通常緊一些。
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