重型机械用调心滚子轴承

调心滚子轴承径向工作游隙预紧 轴承游隙包括原始游隙和预紧后游隙。原始游隙是指常温常压下，滚动轴承在没有受到任何外力的情况下安装前的自由游隙；工作游隙是指常温常压下，滚动轴承装配后经过预紧施压调整，进行待工作状态时的游隙。 对于精度要求高的机械设备，为了保证传动精度和适当的使用寿命，往往要对滚动轴承进行预紧，以控制工作游隙的大小。因此根据预紧的要求来确定轴承的原始游隙是十分必要的。现以冶金设备减速机中需要预紧的双列调心滚子轴承为例，讨论其径向工作游隙的影响因素及原始游隙的选择原则。 一、影响轴承预紧后工作游隙的因素 滚动轴承预紧时，为达到合理的工作游隙，应考虑载荷、装配、温升和润滑等因素的影响，对于某些传动结构，还要考虑轴承支承、轴承系刚度等因素。这里主要讨论载荷、装配、温升和润滑等因素对轴承预紧后径向工作游隙的影响。 轴承游隙的大小会影响滚动轴承的载荷分布，同理，轴承的工作载荷也会影响到轴承的工作游隙的变化。轴承在工作载荷的作用下，径向力使内圈产生弹性接触变形而扩张，从而引起轴承径向游隙的减小 。对于滚子轴承，其减小量可按以下公式估算： Δ′1=K(d/B)Fr???????√(mm) (1) 式中:Fr为径向载荷, N;B为轴承宽度, mm;d为轴承内径, mm;K为系数, K=0.04～0.064。 同样, 在径向力作用下, 轴承外圈也将产生弹性接触变形而扩张, 从而引起轴承径向游隙增加。对于滚子轴承, 其增加量可按以下公式估算: Δ′′1=K(D/B)Fr????????√(mm) (2) 式中:D为轴承外径, mm。 比较公式1与公式2可知:Δ′1<Δ″1。在工作载荷的作用下, 滚动体与内、外圈弹性接触变形的结果使轴承径向游隙增加, 其增加量为: Δ1=Δ″1-Δ′1 (mm) (3) 轴承内、外圈与轴颈和轴承座的过盈配合对径向工作游隙的影响 轴承的内、外圈分别与轴颈和轴承座以过盈配合装配联接在一起。内圈与轴颈的过盈配合使其略为胀大，而外圈与轴承座的过盈配合使其收缩，总的影响结果使轴承的径向游隙减小轴承内圈与轴颈的过盈配合引起的游隙减小量Δ′2、外圈与轴承座的过盈配合引起的游隙减少量Δ″2可分别按式 (4) 、式 (5) 计算[2]: Δ′2=δidDi1?(d0d)21?(d0Di)2(mm) (4) Δ′′2=δadaD1?(DDh)21?(daDh)2(mm) (5) 式中:δi为轴承内圈和轴颈的有效过盈量, mm;δa为轴承外圈和轴承座的有效过盈量, mm;da、Di分别为轴承外圈滚道直径及内圈滚道直径, mm。对滚子轴承[2]:da≈ (3D+d) /4;Di≈ (D+3d) /4;d0为空心轴的内径, mm;Dh为轴承座外径, mm。 如为实心轴，则d0=0;如为刚性轴承座, 则Dh=∞。 所以式 (4) 、式 (5) 可写为: Δ′2=δidDi(mm) (6) Δ′′2=δadaD(mm) (7) 则装配时轴承内、外圈与轴颈和轴承座过盈配合引起的游隙减少量为： Δ2=Δ′2+Δ″2 (mm) (8) 轴承工作时的温升对径向工作游隙的影响 轴承在工作运转中，由于摩擦等原因会产生热量，引起温度升高。一般工作情况下，轴承的工作温度不超过100℃。由于轴承外圈的表面积大于内圈的表面积，散热速度快，使得外圈温度低于内圈温度，因此内圈的热膨胀量大于外圈，致使轴承工作时的游隙比安装时小。此外，温度升高时滚动体的温度也会增加，致使游隙进一步减小 。 一般推荐内圈温度高于外圈5～10℃, 即温差Δt=5～10℃。因此可计算出内、外圈因温度差的影响引起的游隙减小量为[2]: Δ3=daα0Δt (mm) (9) 式中:α0为轴承钢的线膨胀系数, 1/℃。对于钢材α0=1.12×10-5;Δt为内、外圈的温度差, 通常取5～10℃。