对轴承的保护措施和维护的便捷性,对于保持轴承性能(néng)和寿命是非常重要。
●均匀垂直且一端带有(yǒu)法兰的管装结构是常见的选择,它留出了足够的安装紧固件以及维修保养的空间。它的结构类似于法兰端管,其直径与轴承滚道接近。参见图3-5。初设计时,管壁厚度至少要超过相连轴承圈高度的1/5。参见图3-4。
安装盘或支撑轴承的盘状结构的厚度必须超过1/2单列轴承的轴承圈高度,对于多(duō)列轴承至少要达到1/3轴承圈高度,而且表面需要进行磨削处理(lǐ)。一般来说,更薄的安装盘更多(duō)的需要周边结构支撑,使总體(tǐ)设计具有(yǒu)相当的刚度。终安装盘的厚度需要综合考虑周围结构的外形和受载情况进行决定。如前文(wén)所述,我们建议对设计结果进行测试。
安装结构与轴承安装面接触的表面需要紧密配合,表面磨削至250AA或更高水平。
●当使用(yòng)框架、焊接结构或者再配合平面下使用(yòng)加强筋时,想要使载荷均匀作用(yòng)于轴承上是很(hěn)困难的。如果必须使用(yòng)此类结构,有(yǒu)必要在设计时直接位于轴承滚道下的框架和支撑结构提供尽可(kě)能(néng)高的支撑能(néng)力。如图 3-6 至 3-7 所示。
●如果直接支撑轴承的结构包括两个安装盘,一个焊接在另一个上面,一定要小(xiǎo)心防止它在焊接过程中发生变形,因為(wèi)那样会导致两个安装盘之间出现难以察觉的空隙。在承载时,安装盘会弯曲偏斜,导致轴承和紧固件受载不均并承受更高的动载荷。参见图 3-8。
●在支撑结构的设计中,轴承安装螺栓的“握固長(cháng)度”是不可(kě)更改的。 “握固長(cháng)度”是指螺栓头的底部到结合处的个螺纹的距离。这样的变化会使握固長(cháng)度较短的螺栓承受不成比例的负载,导致过早损坏或使装配體(tǐ)解體(tǐ)。
一定要慎重对待齿轮传动安装區(qū)域的刚度。这一區(qū)域刚度不足会产生偏差,并使齿轮啮合不良,终导致齿轮及齿轮传动结构的过早失效。
平面度
当完成所有(yǒu)焊接和消除应力集中的处理(lǐ)之后,必须对轴承安装面进行机加工以保证平面度。如果确实需要再进行焊接,一定要防止之前加工的安装面变形。典型的四点/八点接触球轴承的
圆周方向许可(kě)不平度参见图3-9。不平度,比如说变形,必须是平缓的,就像正弦波一样,出现范围不小(xiǎo)于90度,也不可(kě)以在180度范围内多(duō)于1次。
定位孔
有(yǒu)时用(yòng)导向孔来进行轴承的精确定位或者辅助固定轴承。如果使用(yòng),必须确保孔是圆的而且尺寸精确,这样就不会导致轴承的变形。不管选用(yòng)何种孔的形式,都必须注意支撑结构及其连接的轴承圈上的孔的偏心度和位置公差。
安装孔
如果使用(yòng)安装孔和定位销孔,就必须保证位置公差,这样可(kě)以避免因為(wèi)干涉导致轴承变形。涉及到导向孔的,必须注意安装孔位置圆度分(fēn)布的位置公差,特别相对于导向孔直径的偏差率。通孔的位置公差应当与相配的轴承圈上的孔的位置公差与一致。
可(kě)以提供包含安装面要求和公差的装配图。
轴承不可(kě)以作為(wèi)钻孔的夹具使用(yòng)。但是可(kě)以作為(wèi)模版,用(yòng)来定位孔的位置,只是需要非常小(xiǎo)心,不要使轴承扭曲变形。轴承圈较薄的轴承比较容易发生扭曲变形。
如果上部结构没有(yǒu)完全遮住轴承,建议使用(yòng)一个单独的密封或者防护盖。如果齿轮暴露于肮脏环境,应该设法遮住。防尘盖、罩子,应该设计门或者螺堵或者其它设施以接近轴承进行维护。
安装螺栓需要定期检查,如果需要可(kě)以重新(xīn)上紧。到每处安装螺栓的通路孔都应该是便于操作的。
齿轮和内部结构需要润滑,因此便利的通向齿轮和轴承的油嘴是必要的。注油管道应当设计成在润滑脂注入滚道时可(kě)允许轴承旋转。参见图 3-10。
齿侧间隙
大多(duō)数带齿转台轴承在使用(yòng)时需要留出齿侧间隙。这是為(wèi)了应对齿轮、安装结构、润滑结构的制造公差,热膨胀和动载荷作用(yòng)下的变形。参见图 3-13。
对于高转速比齿轮装置,大齿轮的齿牙一般更薄一些,小(xiǎo)齿轮齿牙是正常大小(xiǎo),这样可(kě)以很(hěn)大化其齿牙强度。牙的削薄量或者许可(kě)齿侧间隙量,在我们的图纸中都有(yǒu)说明,如果需要可(kě)以联系LYDZZC获得。典型的齿侧间隙范围如表 3-14 所示。如下表所示,对于小(xiǎo)模数齿轮,可(kě)以使用(yòng)近似的等价节線(xiàn)直径和径节。
需要在齿轮啮合时测量两端的齿侧间隙,以保证获得较合适的定位精度。定位精度较差将导致齿牙过早磨损和破裂。当评估定位精度时,需要考虑到小(xiǎo)齿轮齿牙的鼓形修整。
设计或生产人员需要决定采用(yòng)固定中心距还是可(kě)调中心距。影响这个选择的因子有(yǒu)安装人员的技术水平,安装时间,维护维修和经济因素。设计人员也必须权衡付出更高的成本来控制更严格的制造公差,进而获得更長(cháng)的轴承使用(yòng)寿命,还是采用(yòng)可(kě)调节的中心距。
LYDZC转盘轴承轴承可(kě)以用(yòng)于多(duō)种安装固定形式。满足一些特殊应用(yòng)环境,安装方式可(kě)能(néng)会有(yǒu)所改变。这种改变包括孔的式样、位置和润滑孔数量,采用(yòng)不完整齿圈以及特殊密封的整合。
外圈固定,内圈支承上部结构旋转,小(xiǎo)齿轮驱动轴承内圈。在外密封和螺栓之外设有(yǒu)防尘盖,可(kě)以在极端工作环境下防止污染物(wù)进入。
内圈支承上方带小(xiǎo)齿轮的旋转结构。该轴承有(yǒu)一个外盖,可(kě)以保护静止外圈上的齿牙。
下面展示的支撑结构只是為(wèi)了举例说明。设计中的一些重要细节,如安装板厚度、加强构件的位置和数量、螺栓長(cháng)度,都是需要设备设计人员确定的,这些在前文(wén)中有(yǒu)阐述。
小(xiǎo)齿轮安装在齿轮外圈支承的结构上,外圈旋转。齿圈位于内圈可(kě)以在极端恶劣的环境下得到一定的保护。
齿轮与静止内圈相连,使带齿外圈及其上部结构旋转。
在完成每一步时都要让未固定的轴承圈转几圈,如前文(wén)所述,检查是否有(yǒu)过紧的点或者查看是否转矩明显上升。不论出现哪一种情况,都表示轴承已经扭曲变形。查找原因,并进行改正。
固定好另外一个套圈之前撤掉施加于轴承中心的轴向力。
将轴承未固定套圈的支撑结构固定好位置。
这个支承结构应该尽可(kě)能(néng)少的与其他(tā)部件连接,这样可(kě)以保持较低的重量和力矩,避免对螺栓紧固操作造成不利影响。
对齐安装孔并确定套圈的方向,使承载螺堵/硬化缺口与很(hěn)重载的區(qū)域
(标记為(wèi)“G”)成90度夹角。
用(yòng)量规确认轴承已经完全支承相配合的设备结构。如果没有(yǒu)完全支承,则需要找到原因并改正。
像对固定套圈的处置步骤一样,插入并上紧另一个圈的螺栓。继续转动轴承并检查轴承是否有(yǒu)过紧的地方,或者阻力转矩是否过高。
完成所有(yǒu)重量较大的旋转部件的安装,检查轴承是否能(néng)够自由旋转。如果旋转阻力转矩过大、变形或者振动就意味着某些安装条件或者组件本身存在问题。
如果可(kě)能(néng),再次检查油封,看看是否受到损伤。
齿轮侧隙和定位
轴承安装完毕之后,可(kě)以继续安装啮合的驱动齿轮。检查齿轮的侧隙。如果中心距可(kě)调,调整驱动齿轮的侧隙。在齿轮的很(hěn)小(xiǎo)侧隙点进行这种调整,在齿轮两端齿面涂黄色涂料,以确定齿轮确实达到了规定的对准水平。如果其中任何一项没有(yǒu)达到设计者的规定,检查原因并进行改正。参见图3-20。
当设备已经安装好了以后,在测试之前,检查螺栓上紧情况以确保其符合设计者的规定。必须调整设备方向,使其对轴承的力矩或者径向载荷尽可(kě)能(néng)小(xiǎo),这样可(kě)以提高读数精度。记录下这个方向,可(kě)能(néng)将来的螺栓检查都需要使用(yòng)它。一定要查出所有(yǒu)不能(néng)正常上紧的螺栓,并将它们替换掉。
测量并记录设备的轴承游隙,按照2.5.7节指导进行
在轴承测试时,使用(yòng)设备按照前面的方向检查并记录螺栓的张紧力。
在测试期间按照2.5.1的润滑间隔对轴承和齿轮进行润滑。
在设备发货前对轴承和齿轮再次进行润滑。把新(xīn)鲜的油脂注入轴承,直到油脂从两边密封下面溢出為(wèi)止。将轴承旋转若干次,以保证油脂充分(fēn)填充在其内部。对于闲置设备,每6个月就要重复这个步骤,或者遵照设备设计者的建议。
润滑轴承
对于低速旋转或者摆动运动的场合,例如反向铲、挖掘机、起重机,建议每运转100小(xiǎo)时就要对轴承进行再润滑,或者遵照设计者规定。对于运动速度更高或者持续旋转设备,例如挖沟机、钻孔机和物(wù)料分(fēn)配机,轴承需要每天润滑,对于24小(xiǎo)时连续工作的设备,每8小(xiǎo)时润滑。
不能(néng)忽视闲置设备。油脂变干,在温度变化时吸入排出,都可(kě)能(néng)导致轴承内部凝结。不管是否使用(yòng),都需要每6个月向轴承注入新(xīn)鲜的油脂。之后需要将轴承旋转几圈,以确保所有(yǒu)表面都覆盖了新(xīn)鲜的油脂。
齿轮
建议对低速旋转或者间歇工作的齿轮每8小(xiǎo)时应该向啮合点加注润滑脂,对持续工作的或者更高转速运行的齿轮,应该适当增加润滑频率。
螺栓
作用(yòng)在螺栓上的周期性载荷可(kě)能(néng)导致松脱、螺纹或者其他(tā)受力表面变形。使设备的方向与很(hěn)初调试时一致,在很(hěn)初运转200至300小(xiǎo)时的时候,应该由很(hěn)终用(yòng)户进行检查。一定要仔细查出所有(yǒu)失去预紧的螺栓,确认原因并解决。
继续运转200至300小(xiǎo)时后再次检查螺栓,直到没有(yǒu)再发现螺栓松动為(wèi)止。之后按照设计者建议的检查频率进行即可(kě)。
密封
按照设计者建议在日常维护时检查密封,但是这个间隔不要超过6个月。检查密封是否有(yǒu)撕裂、破裂或者其他(tā)损坏的迹象。可(kě)能(néng)需要清洁某些區(qū)域,以便完成对密封的检查,这取决于润滑频率和对密封的保护。小(xiǎo)心的清除密封附近的积灰,对轴承进行润滑。如果密封边缘有(yǒu)润滑脂溢出,则表明轴承已经得到充分(fēn)润滑。
噪声、粗糙度和振动
在运行过程中持续监控设备噪声、粗糙度和振动能(néng)够帮助发现早期部件损伤、结构失效和轴承性能(néng)下降。操作者应该熟悉设备的典型运行状态。研究振动发生改变的原因,并解决。
游隙
当轴承滚道和滚动體(tǐ)磨损时,内部游隙会增大。磨损的速度与其他(tā)轴承性能(néng)参数是相关的,这使得很(hěn)终用(yòng)户能(néng)够通过监测轴承预测何时应该更换。可(kě)以用(yòng)轴承的轴向偏移量轴承来衡量内部游隙。
每运转 700 小(xiǎo)时或者每 12 个月,只要有(yǒu)其中之一就应该进行测量。当“偏移量的增加值”达到轴承本身游隙的 75%,把测量频率提高到每运转300 小(xiǎo)时一次。如果磨损速度增加,测量频率也应该相应增加。
下面是关于确定轴承偏移量的概述。
●确定设备方向,这样轴承可(kě)以只承受力矩载荷。
●在旋转部件和静止部件上安装千分(fēn)表的地方都做性标记。位置的选择应该不与主要负载或者力矩负载相冲突。
●不要转动设备,在静止部件上做三处同样的测量点标记。使这四个点相邻夹角為(wèi) 90 度。
●将千分(fēn)表固定在个测量点处的套圈外径或者尽可(kě)能(néng)接近的地方,这样它能(néng)记录下较准确的轴承套圈轴向相对运动。千分(fēn)表的精度至少要达到 0.001"。参见图 3-21。
●将千分(fēn)表归零。
●准备记录下一步的位移和终千分(fēn)表读数。
●不要转动轴承套圈,以某种措施向旋转结构施加与原来载荷完全相反的外力。该载荷产生轴承的转矩负载。
●记录下千分(fēn)表。
●去掉刚才施加的外力,使轴承受载情况恢复到初的状态。
●千分(fēn)表读数应该变回零。如果没有(yǒu),找出原因并解决。
●取下千分(fēn)表,使旋转结构上的标记对准静止结构上的下一处位置。
●重复前文(wén)步骤,并记录下测量值。其余两个位置也是一样。
●将所有(yǒu)读数记录在维修手册或者其他(tā)安全的文(wén)档中备查。
●将读数与对应位置的初测量值相比较。游隙的增量就是其中Z大的差值。
定制轴承
除了制造前面提到的标准轴承之外,LYDZC在生产定制/特殊轴承及组件的方面经验丰富。
薄截面交叉滚子轴承即具有(yǒu)更高的刚度,又(yòu)提高了动载性能(néng),而且获得了更低的转矩、更轻的重量,节约了更多(duō)的空间。滚子应该朝向能(néng)够使负载性能(néng)很(hěn)大化和疲劳寿命很(hěn)長(cháng)的方向。类似配置特点的设计,可(kě)以提供产品尺寸范围是100至2000mm以上。
带有(yǒu)外齿的薄截面大直径不锈钢轴承,使用(yòng)特殊不锈钢套圈、塑料滚动體(tǐ)、低渗透性的隔块,可(kě)以用(yòng)来防止轴承被電(diàn)蚀。使用(yòng)塑料滚子也使轴承在无润滑的情况下可(kě)以运转。对于类似的设计,可(kě)以提供尺寸不超过1000毫米的精密轴承。
采用(yòng)很(hěn)小(xiǎo)化滚道设计的复合三列滚子轴承可(kě)以提供较轻的重量,并且比较节约空间。较薄的截面和非常规的配置使它能(néng)够实现更紧凑的总體(tǐ)设计。三列独立的滚子并联排布,可(kě)以承受径向、轴向和力矩负载,并允许反向转动。滚子和滚道的方向已被优化调整,能(néng)够提供很(hěn)优的承载性能(néng)、寿命和刚度。
三套圈两排滚子轴承带有(yǒu)两个完整齿圈,如图所示,一个在内一个在外。这种结构与其他(tā)精密部件配合使用(yòng),可(kě)以使套圈及其附属结构精确、平滑、独立且同步的运转。使用(yòng)隔块可(kě)以提高轴承的极限转速,与低摩擦密封配合使用(yòng)能(néng)够很(hěn)大限度降低旋转阻力。这种结构精简了相同功能(néng)的冗余组件。
这种法兰安装薄截面大直径轴承是轻量级的,需要的空间少,可(kě)以安装在附近现有(yǒu)结构上。法兰在螺栓孔之间的部分(fēn)做成扇形,能(néng)够更好的减轻重量。这种轴承使用(yòng)双列角接触球作為(wèi)滚动體(tǐ),并在其中加入隔块,这种结构能(néng)降低旋转阻力,可(kě)以在高加速度和高转速连续工作的环境中使用(yòng)。内圈的高精度齿圈可(kě)以使轴承精确定位。
套圈带有(yǒu)完整V带沟槽的四点接触球轴承,可(kě)以实现低成本的简单机械驱动,无需润滑,将维护工作量降至很(hěn)低。
平带或者齿形带驱动都是可(kě)能(néng)的替代方案,这取决于应用(yòng)环境。使用(yòng)隔块能(néng)够提高轴承转速,配合低摩擦密封能(néng)够使旋转阻力很(hěn)小(xiǎo)化。