轴承的径向定位

球面滑动轴承的内外套圈必须径向固定(定位)于轴和轴承座,让滑动发生在轴承中,从而不会导致套圈蠕动。 当套圈在载荷下以圆周方向在其轴承位上转动时,会发生套圈蠕动。 如需径向固定轴承,通常要求过盈配合。 但是,过盈配合并非适用于一切场合,例如要求便于拆装的应用场合,或轴承必须可以自由地进行轴向位移的场合。 必须根据工作条件确定适当的配合。

1. 载荷的类型和大小

过盈配合的程度必须符合载荷的类型和大小,即:载荷越重,冲击负荷越大,需要的过盈配合就越紧(图 1)。

  • 在重载荷下,球面滑动轴承会发生弹性形变,可能会影响过盈配合并导致套圈蠕动。
  • 相关部件的强度必须足够承受载荷并且完全支撑轴承。
  • 如果相关部件变形,轴承整体淬硬的套圈就有发生断裂的危险。
  • 与摩擦系数更低的免维护轴承相比,钢/钢制径向球面滑动轴承需要更紧的配合。

2. 轴承内部游隙

轴上和轴承座中的过盈配合会让内圈弹性膨胀,使外圈受到弹性收缩。 这可在运行前减少轴承中的初始内部游隙。 工作游隙(图 2)还应考虑到载荷和工作温度。
轴承的初始径向内部游隙各有不同,具体取决于轴承的类型和尺寸。 所选游隙是为了,如果轴和轴承座的建议公差适用,在正常工况下,轴承内部保持适当的工作游隙(或预载荷)。
如果对两个轴承套圈都使用紧密的过盈配合,或者如果工作温度不正常,那就可能需要使用比钢/钢轴承“正常”所需游隙更大的初始内部游隙。

3. 温度条件

在运行中,通常轴承套圈的温度会比轴承座高。 这就意味着

  • 内圈的配合会变松(图 3
  • 外圈的配合会越来越紧,从而可能限制轴承座内所需的轴向位移。
如果内圈和外圈的温差过大,也会引起工作游隙的变化。 在选择配合时,这一条件必须纳入考虑,否则轴承可能会卡死,从而使轴转动变得困难或停止。

4. 相邻部件的设计

轴上和座内的轴承座必须不能发生不均匀的扭曲
轴承套圈(失圆)(图 4)。
因此:

  • 剖分式轴承座不适用于过盈配合。
  • 薄壁轴承座、轻合金轴承座和空心轴所需的配合比厚壁的钢或铸铁轴承座和实心轴更紧 - 而且必须有足够的强度。
  • 重载和过盈配合要求厚壁的一体式钢或铸铁轴承座和实心钢轴。

5. 浮动端轴承的轴向位移

非固定端轴承仅提供径向支持,而且必须始终可以进行轴向位移(图 5)。 这通常可以通过对一个轴承套圈(一般是球面滑动轴承的内圈)的松配合实现。 原因如下: 

  • 可以简便而又经济地淬硬和磨削轴颈以实现轴向位移。 轴的硬度至少应为 50 HRC。
  • 大部分球面滑动轴承的外圈都有一到两处的轴向开裂,或径向剖分。 如果不能实现这些内容的话,轴向位移将变得困难。
  • 应保护轴承座孔免受磨损。

轴承座的表面光洁度


建议的轴承表面粗糙度
轴承座符合 ISO 4288:1997。

  • 轴座 Rz ≤ 10 μm
  • 轴承座孔 Rz ≤ 16 μm

推荐配合


仅少数的 ISO 公差级适用于球面滑动轴承。图 6 显示了它们与轴承内径和外径的相对位置。 下列内容建议的公差级为

  • 针对轴颈,请参见表 1
  • 针对轴承座孔,请参见表 2

这些建议以上述考虑为基础,并已在大量轴承应用场合中得到验证。 ISO 公差限制,请参见

为了便于计算理论过盈量或游隙的最小值和最大值,这里给出了轴承的标准化内径偏差(Δdmp)和轴承外径偏差(ΔDmp),请参见表 3 和表 4。
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