轴承安装详解

滚动轴承的安装轴与壳体孔的检修滚动轴承在安装之前,应先对与之配合的轴、壳体孔、端盖等零件进行严格检验;对使用过的轴、壳体孔,更应作全面精度检验,不合要求的零件应予以修复或更换。否则,不允许装配。轴的检修检验轴颈的偏心,弯曲与直径变动量(椭圆度)将轴顶在车床两顶尖上,或置于用V型铁支承的铸铁平板上,用千分表指针接触与轴承配合的轴颈,然后缓慢转动轴,观察千分表指针在轴颈上的摆动。若轴转动一周,指针只朝一而摆动,然后又回到最初位置,这说明轴有偏心或弯曲,其偏心、弯曲量的大小为千分表指针摆动值的一半;若轴转动一周,千分表指针摆动两次后,又回到最初位置,说明轴颈椭圆,千分表指针指数的最大值与最小值之差即为椭圆度值。当轴的偏心与弯曲度大于规定值时,应对轴校直或车磨加工。椭圆度值一般应不超过轴颈尺寸公差的1/2,过大者应予以焊、车、磨,进行修复。检验轴颈的表面粗糙度轴颈有毛刺、碰痕时,应先用细锉锉掉,再用细砂布打磨抛光。检验轴颈的轴肩垂直度和轴肩根部的圆角半径轴肩的垂直度用直角尺寸靠紧轴肩处,使其密合,然后借灯光或阳光检验,如漏光均匀或不漏光,说明轴肩垂直。轴肩根部的圆角半径可用圆角样板检验。圆角半径太大,则轴承与轴肩靠不紧,使用中易引起振动;圆角半径太小,则影响轴的强度。因此,轴肩根部的圆角半径必须小于轴承内圈的圆角半径,一般应为轴承内圈圆角半径的1/2,才能保证轴承紧靠轴肩。检验轴颈尺寸可用千分尺或千分表检验。当轴颈磨损严重,尺寸小于规定配合要求,与轴承内径配合松动时,应对轴承颈予以修复。一般修复方法有下面四种-镶套当轴颈较粗时(大于40mm),可先将轴颈车削掉10—15mm,再把配制好的套放在热机油内加热,用热装法将套装到车细的轴颈上,最后将镶套的外径进行精加工,使尺寸符合与轴承内径配合的要求。


>>轴承安装及使用中应注意的事项

 安装

轴承属于精密的机械部件,在安装前请勿打开包装,避免生锈。对已经脂润滑的轴承及双侧具油封或防尘盖,密封圈轴承可直接安装,不必清洗。

轴承安装方法

轴承的安装过程中,必须掌握一个原则,即只能通过相应套圈来传递安装力或力矩。

压入配合

轴承内圈与轴使紧配合,外圈与轴承座孔是较松配合时,可用压力机将轴承先压装在轴上,然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内,压装时在轴承内圈端面上,垫一软金属材料做的装配套管(铜或软钢)。
轴承外圈与轴承座孔紧配合,内圈与轴为较松配合时,可将轴承先压入轴承座孔内,这时装配套管的外径应略小于座孔的直径。
如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时,安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔,装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面。

加热配合

通过加热轴轴承或轴承座,利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。是一种常用和省力的安装方法。此法适于过盈量较大的轴承的安装,热装前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中均匀加热80-100℃,然后从油中取出尽快装到轴上,为防止冷却后内圈端面和轴肩贴合不紧,轴承冷却后可以再进行轴向紧固。轴承外圈与轻金属制的轴承座紧配合时,采用加热轴承座的热装方法,可以避免配合面受到擦伤。
用油箱加热轴承时,在距箱底一定距离处应有一网栅,用钩子吊着轴承,轴承不能放到箱底上,以防沉杂质进入轴承内或不均匀的加热,油箱中必须有温度计,严格控制油温不得超过100℃,以防止发生回火效应,使套圈的硬度降低。

推力轴承的安装

推力轴承的周全与轴的配合一般为过渡配合,座圈与轴承座孔的配合一般为间隙配合,因此这种轴承较易安装,双向推力轴承的中轴泉应在轴上固定,以防止相对于轴转动。
轴承的安装方法,一般情况下是轴旋转的情况居多,因此内圈与轴的配合为过赢配合,轴承外圈与轴承室的配合为间隙配合。

轴承运转检查

轴承安装好后要进行检查,应保证轴承安装到位,旋转灵活,无卡滞现象,如轴承安装不当,会使轴承温度迅速上升而损坏,甚至发生轴承卡死断裂等重大事故。

轴承的使用和保管

(1)在轴承使用时,保持周围环境的洁净,不要粘上手汗和污物。规定由熟悉轴承的人员使用,特别需要小心伤、压痕、欠损等。为保证轴承的使用性能,应根椐设备的作业标准,定期对轴承进行维护、保养和检修,内容包括监控运行状态、补充润滑剂、定期拆卸检查。

(2)轴承不得直接在地上储存(需离地30cm以上),避免直射光线和阴冷的墙壁。为了防止生锈,保管在温度20℃左右、湿度65%以下的环境中,轴承放置在酸性空气中,容易生锈、变色,要用手套、木棉回丝擦拭轴承、轴、外壳,垃圾进入轴承内部和配合部分是发生异常的原因,因此需要注意。


 >>剖分式滑动轴承的安装


        摘要对矿山大型设备剖分式滑动轴承安装、安装间隙的调整厦润滑原理作了详细的介绍,对矿山设备的安装使用具有一定的借鉴作用。

关键词 矿山设备滑动轴承安装使用

        剖分式滑动轴承又称对开式滑动轴承,由轴承器、轴承座、对开轴瓦、垫片、螺栓等组成,新桥硫铁矿选矿厂有5台 2700×3600型球磨机、2台 2100×3600型棒磨机、5台400kW同步电机均使用剖分式滑动轴承。了解该形式轴承结构、润滑原理及安装工艺,对矿山这些大型设备的维护、保养是一项重要的工{TodayHot}作。

1 润滑原理

        这种轴承润滑形成大致有3个过程,轴静止时由于自身重量而处于最低位置,润滑油被轴颈挤出,轴承与轴颈侧面之间形成楔型油隙,当轴颈旋转时,由于油的粘性在金属表面附着力,油层随轴一起旋转,油层经过楔形油隙时,由于分子受到挤压和本身动能,对轴产生压力将轴向上抬起,当达到一定速度时,油对轴压力增大,轴与轴承表面完全被油膜隔开,从而形成了液体动压润滑。形成液体动压润滑的条件是:

① 轴颈与轴承配合后应有一定间隙,一般等于颈直径的1/1000~3/1000;
② 轴颈必须有一定的线速度,以建立足够的油楔压力;
③ 两工作面间必须连续充满一定粘度润滑油。

2 剖分式滑动轴承安装

  (1)轴承座安装。对开轴瓦、轴承座、轴承盖安装时应使轴瓦背与轴承座孔接触良好,如不符台要求应以轴承座孔为基准刮厚壁轴瓦,轴瓦剖分面应比轴承座剖分面高出△h,一般△ h= 0.O5~ 0.Im m 。

  (2)轴承表面与轴承座之间接触面积,上瓦不得小于40 ,下瓦不得小于50 ,并且要求接触面积均匀,不允许下瓦底部与两侧出现间隙,一旦下瓦两侧有间隙,使轴瓦承受到压强增大,就导致很快磨损。轴瓦和轴承座之间的接触斑{HotTag}点应为1~2点/cm ,过少会导致轴瓦加剧磨损变形破裂。

  (3)轴承与轴颈安装。安装轴承时,必须注意轴瓦与轴颈间接触角和接触点。轴瓦与轴颈之间的接触面所对应圆心角称为接触角,此角过大影响润滑油膜的形成,破坏润滑效果,使轴瓦很快磨损;过小会增加轴瓦压强,也会使轴瓦加剧磨损。一般接触角0—60~90。。轴瓦和轴颈之间接触点与机器特点有关,中等负荷及连续运转,2~3点/cm ,重负荷及高速运转的机器3~4点/cm ,要使接触角及接触斑点符合要求,就要进行刮研。先刮研下瓦,后上瓦,在轴颈上涂一层薄的红铅油,将轴放在轴瓦上,反正方向旋转备一次后取下,如发现印迹不均匀应刮研,轴瓦上有印迹之处即为不平之处,应刮削,反复多次,一直到轴瓦上的印迹分布均匀,符合要求为止。

  (4)轴承间隙的调整。向心滑动轴承间隙有顶间隙、侧间隙,如图1。顶间隙可以保持液体摩擦,其数值大小与轴径、转数、油的粘度有关。一般控制在I/lO00d~3/lOOOd之间(d为轴直径)。侧隙的作用是积聚和冷却润滑油,形成油楔,其数值是变化的,越向轴的底部间隙越小,在轴瓦剖分面上,侧间隙约为顶间隙的一半。顶间隙的测量采用压铅法,见图2


1 轴承座;2 下瓦; 3 轴; 4 上瓦; 5; 轴承压盖


        测量时先取下轴承的上半部,并采用直径为1.5~2倍顶隙而长度为10n 40mm 的软铅丝,分别放在轴承颈上和轴承接合面上,然后放上轴承盖,均匀拧紧螺母,再用塞尺检查侧隙,塞尺塞进间隙长度不应小于轴颈的1/4。轴瓦接合面的间隙应是均匀相等的,然后打开轴承盖,取出压扁了的铅丝用分尺测量铅丝厚度。

        若实际测得顶隙大于规定值时,则应减少接合面上薄垫片,或刮削接合面;如顶隙过小,则应在接合面上加垫片,把间隙调到规定值。若塞尺测量侧隙偏小时,在保证接触角时进行刮削。

        3 巧2700×3600球磨机中空轴瓦安装球磨机中空轴轴承为剖分式,单面油楔滑动轴承,前后两轴瓦各承载约F=50t,轴瓦宽B=450mm,轴颈直径d一1O00mm,轴承村为zc—nSnSb/1-6巴氏合金,其分压比P一15~20kg/cm ,取P=18kg/cm ,取接触角0—80。必须满足

        安装时对前后两轴承下瓦进行反复研刮,当接触点达到3-4点/cm 且分布均匀时,再刮45。、25mm×25ram 网纹,刀花宽约5mm,最后重研盘车2~3转,观察到前后轴承下瓦,网纹内达到4~5个明亮点,且均匀分布,用直径2ram铅丝按上述方法进行顶隙测量,得前瓦顶隙为1.15mm,后瓦顶隙为1.22mm,用塞尺测量侧隙,并再经刮削最后测得前瓦侧隙为0.58ram,后瓦侧隙为0.65mm,均符合技术要求。从1 995年2月安装到现在,运转正常,没有异常情况。
4 结语

        对滑动轴承使用过程分析分3个阶段,I段为跑合塑变阶段;Ⅱ段为正常工作阶段;工作时间长短与研瓦质量和安装质量有关;Ⅱ段烧瓦阶段,油膜破坏,瓦温上升急剧磨损,也是最危险事故阶段。所以在安装滑动轴承时一定要注意研刮瓦质量和安装质量,使顶隙侧隙在技术要求范围内,延长使用期,平时应注意观察,精心维护


>>冷安装轴承时应注意的问题 
轴承安装不当造成的损坏会引起轴承提前失效。 
引起轴承提前失效的主要原因是:   #锁紧螺母在运行过程中变松 
#安装过程中造成了损坏       #轴及轴承座的底座及肩部有毛刺或被损坏 
#轴及轴承座尺寸不当,即太松或太紧 #轴承安装不当 
过盈配合:圆柱形轴 
   大多数的轴承都采用与轴或轴承座过盈配合的方式装配的,有时与轴和轴承座同时采用过盈配合装配。有关配合是否正确,请参见SKF轴承综合型录、SKF轴承保养手册或向SKF应用工程师咨询。

不当的安装 
  轴承进行冷安装时,必须注意保证推力施加在过盈配合的圈上。如果安装力通过滚动体传递,会引起滚道损坏,导致轴承失效。 
正确的安装 
  避免滚道损坏的正确方法是使用专用工具-装配工具。这些工具能保证推力有效而均匀地施加在过盈配合的零件上,避免滚道损坏。

A轴过盈配合 
B轴承座过盈配合 
C力分布不均能引起滚道损坏 
D使用正确的工具或避免滚道损坏

>>>轴承轧机轴承安装前的准备

轧机轴承的使用寿命,不仅与SKF轴承的质量有关,还与其安装使用的情况有密切关系。为此应重视轴承安装的技术要求,遵守有关的操作规程。

关于SKF轴承的安装方法,请您参见“SKF轴承的安装方法图例介绍”一文的介绍。

1、SKF轴承轧机轴承安装前的准备

(1)安装之前应对各配合作,包括辊颈、轴承箱、轴承套圈和轴承箱盖板等的配合表面进行仔细检查,检查其尺寸、形状位置精度和配合公盖是否符合设计的技术要求。 
(2)与轴承相配合的表面,辊颈、轴承箱孔及油孔的棱边和毛刺都必须清除掉,并清洗干净涂上润滑油。

2、SKF轴承轧机轴承中四列圆柱滚子轴承的安装

(1)安装迷宫环(防水套)

迷宫环与辊颈的配合一般为较紧的动配合,安装时需用铜棒轻轻敲进。迷宫环的两瑞面必须平行并与轴身台肩和轴承内圈紧密贴合。

(2)安装内圈

四列圆柱滋子轴承的内圈与辊颈的配合为过盈配合,安装时应先将内圈加热到90-100℃。切勿超过120℃,以防止内圈冷却后回缩不彻底。加热方法可用油槽加热也可用感应加热,绝对禁止用明火加热。

用油槽加热时内径的增大量按下列公式计算:

△d=12.5×10-6△t.d

式中: △d--内圈内径加热后的增大量(mm) 
△t--油温与室温之差(℃),室温标准为20℃。 
d--内圈内径(mm)

在安装FCD型等双内圈时,在内圈冷却的过程中必须沿轴向使内圈与内圈,内圈与迷宫环的端面靠贴,并用塞尺进行检验。

>>轴承配合公差的等级的选择

1 公差等级的选择
与轴承配合的轴或轴承座孔的公差等级与轴承精度有关。与P0级精度轴承配合的轴,其公差等级一般为IT6,轴承座孔一般为IT7。对旋转精度和运转的平稳性有较高要求的场合(如电动机等),应选择轴为IT5,轴承座孔为IT6。

2   公差带的选择 
当量径向载荷P分成“轻”、“正常”和“重”载荷等几种情况,其与轴承的额定动载荷C之关系为:
轻载荷P≤0.06C    正常载荷 0.06C <P≤ 0.12C  重载荷 0.12C<P
1)       轴公差带 
安装向心轴承和角接触轴承的轴的公差带参照相应公差带表。就大多数场合而言,轴旋转且径向载荷方向不变,即轴承内圈相对于载荷方向旋转的场合,一般应选择过渡或过盈配合。静止轴且径向载荷方向不变,即轴承内圈相对于载荷方向是静止的场合,可选择过渡或小间隙配合(太大的间隙是不允许的)。

2)外壳孔公差带
安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带参照相应公差带表。选择时注意对于载荷方向摆动或旋转的外圈,应避免间隙配合。当量径向载荷的大小也影响外圈的配合选择。

3) 轴承座结构形式的选择
滚动轴承的轴承座除非有特别需要,一般多采用整体式结构,剖分式轴承座只是在装配上有困难,或在装配上方便的优点成为主要考虑点时才采用,但它不能应用于紧配合或较精密的配合,例如K7和比K7更紧的配合,又如公差等级为IT6或更精密的座孔,都不得采用剖分式轴承座。

>>>轴及外壳的尺寸公差

公制系列的轴及外壳孔的尺寸公差已由GB/T275-93《滚动轴承与轴和外壳的配合》标准化,从中选定尺寸公差即可确定轴承与轴或外壳的配合。

配合的选择

配合的选择一般按下述原则进行。

根据作用于轴承的负荷方向、性质及内外圈的哪一方旋转,则各套圈所承受的负荷可分为旋转负荷、静止负荷或不定向负荷。承受旋转负荷及不定向负荷的套圈应取静配合(过盈配合),承受静止负荷的套圈,可取过渡配合或动配合(游隙配合)。

轴承负荷大或承受振动、冲击负荷时,其过盈须增大。采用空心轴、薄壁轴承箱或轻合金、塑料制轴承箱时,也须增大过盈量。

要求保持高旋转时,须采用高精度轴承,并提高轴及轴承箱的尺寸精度,避免过盈过大。如果过盈太大,可能使轴或轴承箱的几何形状精度影响轴承套圈的几何形状,从而损害轴承的旋转精度。

非分离型轴承(例如深沟球轴承)内外圈都采用静配合,则轴承安装、拆卸极为不便,最好将内外圈的某一方采用动配合。

1)负荷性质的影响
轴承负荷根据其性质可分为内圈旋转负荷、外圈旋转负荷及不定向负荷,其与配合的关系参照轴承配合标准。

2)负荷大小的影响

内圈在径向负荷作用下,半径方向即被压缩又有年伸展,周长趋于微小增加因此初始过盈将减少。过盈减少量可由下式计算:

这里:
  ⊿dF:内圈的过盈减少量,mm
  d:轴承公称内径,mm
  B:内圈公称宽度,mm
  Fr:径向负荷,N{kgf}
  Co:基本额定静负荷,N{kgf}

因此,当径向负荷为重负荷(超过Co值的25%)时,配合必须比轻负荷时紧。

若是冲击负荷,配合必须更紧。

3)配合面粗糙度的影响

若考虑配合面的塑性变形,则配合后的有效过盈受配合面加工质量的影响,近似地可用下式表示:

[磨削轴]
          ⊿deff=(d/(d+2))*⊿d......(3)
[车削轴]
          ⊿deff=(d/(d+3))*⊿d......(4)

这里:
   ⊿deff:有效过盈,mm
   ⊿d:视在过盈,mm
    d:轴承公称内径,mm

4)温度的影响

一般来说,动转时的轴承温度高于周边温度,而且轴承带负荷旋转时,内圈温度高于轴温,因此热膨胀将使有效过盈减少。

现设轴承内部与外壳周边的温差为⊿t 则不妨可假定内圈与轴在配合面的温差近似地为(0.01-0.15)⊿t 。因此温差产生的过盈减少量⊿dt可由式5计算:

      ⊿dt=(0.10 to 0.15)⊿t*α*d
        ≒0.0015⊿t*d*0.01......(5)

这里:
   ⊿dt:温差产生的过盈减少量,mm
   ⊿t:轴承内部与外壳周边的温差,℃
   α:轴承钢的线膨胀系数,(12.5×10-6)1/℃
   d:轴承公称内径,mm

因此,当轴承温度高于轴温时,配合必须紧。

另外,在外圈与外壳之间,由于温差或线膨胀系数的不同,反过来有时过盈也会增加。因此在考虑利用外圈与外壳配合面之间的滑动避让轴的热膨胀时,需要加以注意。

5)配合产生的轴承内部最大应力

轴承采用过盈配合安装时,套圈时会膨胀或收缩,从而产生应力。

应力过大时,有时套圈会破裂,需要加以注意。

配合产生的轴承内部最大应力可由表2的式子计算。作为参考值,取最大过盈不超过轴径的1/1000,或由表2的计算式得到的最大应力σ不大于120Mpa{12kgf/mm2}为安全。
表2 配合产生的轴承内部最大应力

这里:
   σ:最大应力,MPa{kgf/mm2}
   d:轴承公称内径(轴径),mm
   Di:内圈滚道直径,mm
     球轴承……Di=0.2(D+4d)
     滚子轴承……Di=0.25(D+3d)
   ⊿deff:内圈的有效过盈,mm
   do:中空轴半径,mm
   De:外滚道直径,mm
     球轴承……De=0.2(4D+d)
     滚子轴承……De=0.25(3D+d)
   D:轴承公称外径(外壳孔径),mm
   ⊿deff:外圈的有效过盈,mm
   Dh:外壳外径,mm
   E:弹性模量,2.08×105MPa{21 200kgf/mm2}

6)其他

精确性要求特别高时,应提高轴与外壳的精度。与轴相比,一般外壳难加工、精度低,因此放松外圈与外壳的配合为宜。

采用中空轴及薄壁外壳时,配合必须比通常紧。

采用双半型外壳时,应放松与外圈的配合。对于铸铝或轻合金外壳,配合必须比通常紧一些