對(duì)環(huán)模制粒機(jī)軸承的分析

 

　　滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈的配合和徑向工作游隙對(duì)軸承壽命、溫升、噪音等有很大的影響。以下對(duì)滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈的配合和徑向工作游隙進(jìn)行分析。

 

　　1 配合

 

　　1.1 軸承外圈與外殼孔的配合

 

　　軸承外圈與外殼孔的配合為過(guò)盈配合，但選用較小過(guò)盈量安裝時(shí)，外圈受載荷旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承滾動(dòng)體與滾道產(chǎn)生磨擦，軸承和外殼都要受熱膨脹，但由于膨脹系數(shù)和散熱速度的不同，當(dāng)外殼膨脹程度大于軸承外圈時(shí)，過(guò)盈量會(huì)減小，軸承外圈和外殼孔間會(huì)產(chǎn)生沿圓周方向有害的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蠕變現(xiàn)象，一旦發(fā)生蠕變，在配合面上就會(huì)發(fā)生明顯的磨損和軸承外圈或外殼損傷。因此，軸承外圈與外殼孔的配合必須滿(mǎn)足最小過(guò)盈量Ymin。

 

　　另外，過(guò)盈量也不宜過(guò)大，軸承在工作負(fù)載的作用下，會(huì)引起軸承徑向游隙減小，游隙減小會(huì)引起軸承發(fā)熱，溫度升高，同時(shí)，過(guò)盈量偏大也會(huì)給軸承的安裝和拆卸帶來(lái)困難，因此，應(yīng)該根據(jù)所受載荷情況選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)盈量。

 

　　1.2 軸承內(nèi)圈與軸的配合

 

　　通常軸承內(nèi)圈與軸配合為間隙配合，配合間隙的大小取決于軸承所受載荷、軸承外圈與殼孔的配合以及軸承游隙的選擇，同時(shí)，內(nèi)圈與軸的配合也會(huì)影響軸承徑向工作游隙。

 

　　2 徑向工作游隙

 

　　游隙是滾動(dòng)軸承配合的一個(gè)重要的參數(shù)，它直接影響軸承的載荷分布、振動(dòng)、噪聲、磨損、溫升、使用壽命和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷是隨著游隙大小而變化的。工作游隙過(guò)大，受力的滾動(dòng)體個(gè)數(shù)減少，軸承承載能力會(huì)降低，滾動(dòng)接觸面應(yīng)力增大，軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度下降，振動(dòng)和噪聲增大，軸承使用壽命縮短;工作游隙過(guò)小，會(huì)引起軸承發(fā)熱，溫度升高，甚至使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生咬死現(xiàn)象。

 

　　滾動(dòng)軸承徑向工作游隙的影響因素：

 

　　① 軸承外圈與外殼孔為過(guò)盈裝配，因此，在配合面處產(chǎn)生裝配應(yīng)力，外圈發(fā)生彈性變形，外圈內(nèi)滾道向內(nèi)收縮，從而引起徑向游隙減小;

 

　　② 工作負(fù)載作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)載荷作用在軸承外圈，徑向力使外圈產(chǎn)生彈性接觸變形而收縮，從而引起徑向工作游隙減小;

 

　?、?軸承工作時(shí)因溫度升高對(duì)徑向工作游隙的影響，溫度升高使得軸承內(nèi)圈發(fā)生膨脹，使得徑向工作游隙減小;軸承外圈和外殼都要受熱膨脹，但由于材質(zhì)的不同使得膨脹系數(shù)不同，以及散熱速度影響二者膨脹程度，外圈膨脹小于外殼，徑向工作游隙減小，反之，徑向工作游隙增大;

 

　　④ 軸承在運(yùn)行時(shí),潤(rùn)滑脂會(huì)在滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈形成彈性流體動(dòng)壓油膜承擔(dān)負(fù)載，油膜厚度的存在會(huì)使徑向游隙減小，動(dòng)壓油膜厚度跟潤(rùn)滑脂的粘度有關(guān)。

 

　　3 實(shí)例應(yīng)用

 

　　某型號(hào)環(huán)模制粒機(jī)，主軸軸頸d,外殼內(nèi)孔徑D，軸承為SKF球面滾子軸承，軸承標(biāo)準(zhǔn)游隙95~145 μm，主軸軸頸d的上偏差0，下偏差-25 μm，外殼內(nèi)孔徑D的上偏差-14 μm，下偏差-60 μm。軸承外圈與外殼內(nèi)孔為過(guò)盈配合，軸承內(nèi)圈與軸的配合為過(guò)度配合，設(shè)備在使用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)軸承溫升過(guò)高、軸承使用壽命短等現(xiàn)象。對(duì)轉(zhuǎn)子主軸軸頸d的公差帶作了修正，改為間隙配合，情況得到改善，軸承溫升在正常范圍，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

 

　　原因分析，由于初始軸承外圈與外殼孔為過(guò)盈配合，內(nèi)圈與軸為過(guò)度配合，軸承在工作負(fù)載作用下，徑向力使外圈產(chǎn)生彈性接觸變形而收縮，從而引起徑向工作游隙減小;內(nèi)圈在徑向力作用下產(chǎn)生收縮變形，徑向工作游隙增大，但由于最初為過(guò)度配合，變形很小，徑向工作游隙增加量很小，此時(shí)徑向工作游隙小于軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的最小游隙，因此，出現(xiàn)軸承溫升過(guò)高現(xiàn)象。增大軸承內(nèi)圈與軸頸配合間隙后，內(nèi)圈在徑向力作用下產(chǎn)生收縮變形，徑向工作游隙增大，此時(shí)徑向工作游隙滿(mǎn)足軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的最小游隙，當(dāng)軸承經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行磨合，使軸承內(nèi)、外圈軸的溫度相對(duì)穩(wěn)定，徑向工作游隙也隨之穩(wěn)定，最終軸承達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。因此，選取合適的軸承內(nèi)圈與軸頸配合間隙大小對(duì)環(huán)模制粒機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的正常運(yùn)行是十分必要的。

 

　　4 小結(jié)

 

　　滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈的配合選取和徑向工作游隙大小對(duì)環(huán)模制粒機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的正常運(yùn)行起很重要作用，以上影響因素間存在相互影響，因此在做類(lèi)似結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)軸承的承載情況，確定合適的軸承徑向游隙大小，要綜合考慮軸承內(nèi)、外圈在過(guò)盈配合安裝以及徑向力作用下的彈性變形，溫升引起的軸承內(nèi)、外圈及外殼的膨脹，動(dòng)壓油膜厚度等因素對(duì)軸承徑向游隙的影響，選取合適的軸承外圈與殼孔的配合、軸承內(nèi)圈與軸的配合。