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滚动轴承的组合设计优化方案

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图9.12所示,单支点双向固定支承或双支点单向固定支承,由两个结构相同的轴承以O型[图9.12]、X型[图9.12]或串联形式布置[图9.12],故轴承应该成对定制。

滚动轴承的组合设计优化方案

通常,一根轴需要两个支点,每个支点可由一个或一个以上的轴承组成。合理的轴承布置应考虑轴在机器中有正确的位置,以防止轴向窜动或轴受热膨胀将轴承卡死。常用的轴承布置方法有以下三种。

1. 一支点双向固定,另一端支点游动

如图9.9所示,左端轴承双向固定,可以承受径向载荷和双向轴向载荷。这种布置仅适合采用内部不能窜动的轴承或组合轴承,轴承的内外圈应固定在轴和机壳上以防止其沿轴向窜动。

右端游动支承只允许承受径向载荷,它允许轴承轴向窜动以补偿热变形或加工误差。需要说明的是当滚针轴承、N型或NU型结构的圆柱滚子轴承在内外圈像固定支承一样沿轴向双向固定时,由于滚柱与内外套圈之间没有轴向约束,故仍可实现轴向窜动。

图9.9 固定-游动支承

2. 双支点各单向固定

这种支承通常由两个反向安装的轴承共同承担径向载荷,每个轴承只能承受一个方向的轴向载荷。这种支承称为单向固定支承。双支点各单向固定轴承具有游动支承和可调支承两种结构。

1)游动支承

这种支承通常采用深沟球轴承,安装时应将轴承在轴上和机壳上镜像固定(图9.10)。为了能够实现轴向窜动,以补偿轴受热伸长,轴承的套圈端面应与端盖间预留出一定轴向间隙。如果采用NJ型圆柱滚子轴承,可在轴承内部调整轴向间隙,轴承套圈不能采用间隙配合。游动支承的两个轴承每一个只能承受一个方向的轴向载荷, 轴向间隙大小根据结构条件确定,如果采用圆柱滚子轴承,应通过结构形式对可能出现的轴向间隙加以控制。

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图9.10 游动支承

2)可调支承

这种支承一般由两个反向角接触球轴承或两个圆锥滚子轴承镜像布置而成。通过螺母螺纹环来对一个轴承套圈进行轴向调节,直至达到满足功能要求的间隙或者按需要将其预紧。在调节好之后,应采用适当的方法将其固定(安全环、开口销、粘接等)。可调支承可用于轮毂支承、机床主轴支承等。

在O型或X型支承中均可进行调节(图9.11)。O型支承的压力线圆锥母线尖点朝外,X型支承朝里,这样它们的支反力的支点距离A不同。O型支承的倾覆间隙小于X型支承。在选择布置方式时,应注意热变形的不同作用。

图9.11 可调支承

3. 轴承组合支承

单支点双向固定支承和双支点各单向固定支承也可以用两个轴承组合在一起构成(结构较小,摩擦热较小)。如图9.12所示,单支点双向固定支承或双支点单向固定支承,由两个结构相同的轴承(轴承对,如角接触球轴承)以O型[图9.12(a)]、X型[图9.12(b)]或串联形式布置[图9.12(c)],故轴承应该成对定制。

X型或O型支承布置可以承受双向轴向载荷。O型布置在受倾覆力矩时支承刚性好,在工作中热变形不均时,很少出现套圈卡紧现象(应预留轴向间隙)。

图9.12 组合结构

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