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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 軸承

軸承與軸承室以及軸的配合計算

發(fā)布日期：2022-07-16 點(diǎn)擊率：117

軸承與軸、軸承室的配合是軸承應(yīng)用中十分重要的環(huán)節(jié)，也是軸承使用者十分關(guān)心的重要話題。在以往的昌暉儀表網(wǎng)文章中介紹過軸承相關(guān)配合選擇的基本方法。

實(shí)際工作中，按照標(biāo)準(zhǔn)的選擇原則進(jìn)行配合選擇就可以滿足應(yīng)用需求，但是也有很多工程師好奇這個配合選擇原則是怎么計算出來的，更有工程師希望自己進(jìn)行計算。

其實(shí)，軸承與軸、軸承室的配合選擇的基本計算方法可以按照軸承配合對軸承運(yùn)行造成的影響角度將以往的知識重新組合就可以完成。

1、軸承與軸、軸承室配合計算的邊界條件
在進(jìn)行軸承與軸、軸承室配合選擇計算之前，需要明確這個計算的實(shí)質(zhì)目的是什么，從而可以對計算的方法和邊界條件有一個清楚的界定。

◆配合的目的
軸承內(nèi)圈與軸的配合和軸承外圈與軸承室的配合的總體目的是保證軸承與軸、軸承室與軸承外圈不出現(xiàn)相對移動。

圓周方向和軸向的相對移動都應(yīng)該避免。我們需要清楚，相對移動靠配合本身很難實(shí)現(xiàn)，那么就需要使用外界其他的設(shè)計來保證。比如，軸肩、軸承室臺階等在軸向進(jìn)行限定；使用止動卡槽的軸承設(shè)計或者O型環(huán)阻止圓周方向的相對移動。這些方式通常是對配合無法滿足的時候的一種阻止相對運(yùn)動發(fā)生的補(bǔ)充，保證一定的可靠性。

◆配合的邊界
從上面討論我們知道軸承與相關(guān)零部件的配合存在一個最小的邊界。如果配合帶來的配合力太小，則會出現(xiàn)軸承與配合面的相對運(yùn)動，就起不到固定的作用。軸承發(fā)生跑圈的概率就會提高。

從機(jī)械零件的設(shè)計理論出發(fā)：配合越緊，配合力就越大，這種配合帶來的“止動”效果就越大。但是，配合的“松”和“緊”也有一個度的問題，如果配合過緊，一方面雖然可以保證配合面的相對固定，但是軸承內(nèi)部其他尺寸以及軸承鋼材質(zhì)本身將受到影響，因此不能通過單純的增加配合來進(jìn)行固定。

另一方面，在某些應(yīng)用場合中，相互配合的兩個面之間產(chǎn)生的“配合力”是會發(fā)生變化的(例如某些振動場合)。因此，當(dāng)配合面相對運(yùn)動的趨勢發(fā)生在上述配合面相對運(yùn)動的力波動的時候，我們需要的“配合力”就要更大。為什么會更大？因為我們要保證在相對運(yùn)動的“強(qiáng)”和“弱”兩個階段，這個配合力都不會讓配合面產(chǎn)生相對運(yùn)動。比如，當(dāng)我們按照這個相對運(yùn)動的“強(qiáng)”階段選擇“配合力”時，那么當(dāng)振動運(yùn)動到“弱”階段，這個“配合力”會顯得過大了。反之，如果我們按照“弱”階段來選擇“配合力”，那么當(dāng)振動到“強(qiáng)”階段是，我們就會發(fā)現(xiàn)這個力不夠了，配合面的相對運(yùn)動發(fā)生了。因此，為了照顧波峰，也不得不使用較大的配合力。
這也就是為什么在振動的工況中，一般軸承的相關(guān)配合會推薦更緊一級的原因。

這就是我們需要討論的，軸承與相關(guān)零部件的配合存在一個最大值邊界，如果配合力過大，會導(dǎo)致軸承其他性能的變化，從而帶來問題。
總
結(jié)一下，軸承公差配合的選擇的最終指向是軸承配合面之間的配合力。這個配合力過小，則容易出現(xiàn)軸承與配合零件之間的相對運(yùn)動(跑圈)；如果配合力過大，則會影響軸承的內(nèi)部運(yùn)行性能(游隙過小，預(yù)緊力變大)。這也就是軸承與軸、軸承室公差配合選擇的基本邊界和計算方向。

2、軸承與軸、軸承室配合的最小配合力
以通用的臥式內(nèi)轉(zhuǎn)式電機(jī)軸承來舉例子。

普通臥式內(nèi)轉(zhuǎn)式電機(jī)的軸系統(tǒng)是最簡單的軸承配置，其他類型的軸系統(tǒng)可以根據(jù)這個軸系統(tǒng)的情況類推。

臥式內(nèi)轉(zhuǎn)式電機(jī)運(yùn)行的時候，電機(jī)轉(zhuǎn)軸會帶著軸承內(nèi)圈進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，“旋轉(zhuǎn)”是從電機(jī)轉(zhuǎn)子傳遞到軸承內(nèi)圈上的，也就是說軸承內(nèi)圈是被動旋轉(zhuǎn)的。既然被“帶著轉(zhuǎn)”，就需要較大的帶動的力。

這種帶動包括軸承內(nèi)圈，也包括軸承滾動體和保持架旋轉(zhuǎn)所需要的力。因此，帶動軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)最苛刻的工況是啟動或者變速，此時的圓周加速度乘以軸承內(nèi)圈的質(zhì)量就是最小的帶動力。

當(dāng)軸承勻速旋轉(zhuǎn)時，情況就不太一樣。昌暉儀表在下篇跟大家再繼續(xù)討論。
作者：王勇

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