轴承和轴组的装配与修理

2020/5/201轴承和轴组的装配与修理田国强2013年9月2020/5/202轴承和轴组的装配与修理轴承在机械中是用来支承轴和轴上旋转件的重要部件。它的种类很多，根据轴承与轴工作表面间摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。2020/5/203滚动轴承的装配与修理滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体及保持架组成。内圈与轴颈采用基孔制配合，外圈与轴承座孔采用基轴制配合。工作时，滚动体在内、外圈的滚道上滚动，形成滚动摩擦。滚动轴承具有摩擦力小、轴向尺寸小、旋转精度高、润滑维修方便等优点，其缺点是承受冲击能力较差、径向尺寸较大、对安装的要求较高。2020/5/204深沟球轴承的典型结构2020/5/205一、滚动轴承装配的技术要求(1)装配前，应用煤油等清洗轴承和清除其配合表面的毛刺、锈蚀等缺陷。(2)装配时，应将标记代号的端面装在可见方向，以便更换时查对。(3)轴承必须紧贴在轴肩或孔肩上，不允许有间隙或歪斜现象。(4)同轴的两个轴承中，必须有一个轴承在轴受热膨胀时有轴向移动的余地。(5)装配轴承时，作用力应均匀地作用在待配合的轴承环上，不允许通过滚动体传递压力。(6)装配过程中应保持清洁，防止异物进入轴承内。(7)装配后的轴承应运转灵活、噪声小，温升不得超过允许值。(8)与轴承相配零件的加工精度应与轴承精度相对应，一般轴的加工精度取轴承同级精度或高一级精度；轴承座孔则取同级精度或低一级精度。滚动轴承配合示意如图1所示。2020/5/206图l滚动轴承配合示意图a)轴承内径与轴配合b)轴承外径与轴承座孔配合2020/5/207二、滚动轴承的装配滚动轴承的装配应根据轴承的结构、尺寸大小和轴承部件的配合性质而定。一般滚动轴承的装配方法有锤击法、压人法、热装法及冷缩法等。1．装配前的准备工作(1)按所要装配的轴承准备好需要的工具和量具。按图样要求检查与轴承相配零件是否有缺陷、锈蚀和毛刺等。(2)用汽油或煤油清洗与轴承配合的零件，用干净的布擦净或用压缩空气吹干，然后涂上一层薄油。(3)核对轴承型号是否与图样一致。(4)用防锈油封存的轴承可用汽油或煤油清洗；用厚油和防锈油脂封存的可用轻质矿物油加热溶解清洗，冷却后再用汽油或煤油清洗，擦拭干净待用；对于两面带防尘盖、密封圈或涂有防锈、润滑两用油脂的轴承则不需要进行清洗。2020/5/2082．装配方法(1)圆柱孔轴承的装配1)不可分离型轴承(如深沟球轴承、调心球轴承、调心滚子轴承、角接触轴承等)应按座圈配合的松紧程度决定其装配顺序。当内圈与轴颈配合较紧、外圈与壳体较松配合时，先将轴承装在轴上，然后，连同轴一起装入壳体中。当轴承外圈与壳体孔为紧配合、内圈与轴颈为较松配合时，应将轴承先压人壳体中；当内圈与轴、外圈与壳体孔都是紧配合时，应把轴承同时压在轴上和壳体孔中。2020/5/2092)由于分离型轴承(如圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等)内、外圈可以自由脱开，装配时内圈和滚动体一起装在轴上，外圈装在壳体内，然后再调整它们之间的游隙。轴承常用的装配方法有锤击法和压人法。图2a是用特制套压人，图2b是用铜棒对称地在轴承内圈(或外圈)端面均匀敲人。图3是用压人法将轴承内、外圈分别压入轴颈和轴承座孔中的方法。图2锤击法装配滚动轴承a)用特制套压入b)用铜棒敲入图3压入法装配滚动轴承a)将内圈装到轴颈上b)将外圈装入轴承孔中c)将内、外圈同时压人轴承孔中2020/5/2010如果轴颈尺寸较大、过盈量也较大时，为装配方便可用热装法，即将轴承放在温度为80～100~C的油中加热，然后和常温状态的轴配合。轴承加热时应搁在油槽内网格上(图4)，以避免轴承接触到比油温高得多的箱底，又可防止与箱底沉淀污物接触。对于小型轴承，可以挂在吊钩上并浸在油中加热。内部充满润滑油脂带防尘盖或密封圈的轴承，不能采用热装法装配图4轴承在油箱中加热的方法2020/5/2011(2)圆锥孔轴承的装配过盈量较小时可直接装在有锥度的轴颈上，也可以装在紧定套或退卸套的锥面上(图5)；对于轴颈尺寸较大或配合过盈量较大而又经常拆卸的圆锥孔轴承，常用液压套合法拆卸(图6)。图5圆锥孔轴承的装配a)直接装在锥轴颈上b)装在紧定套上c)装在退卸套上图6液压套合法装配轴承2020/5/2012(3)推力球轴承的装配推力球轴承有松圈和紧圈之分，装配时应使紧圈靠在转动零件的端面上，松圈靠在静止零件的端面上(图7)，否则会使滚动体丧失作用，同时会加速配合零件间的磨损。图7推力球轴承的装配l、5一紧圈2、4一松圈3一箱体6一螺母2020/5/2013三、滚动轴承的调整与预紧1-滚动轴承游隙的调整滚动轴承的游隙是指将轴承的一个套圈固定，另一个套圈沿径向或轴向的最大活动量。它分径向游隙和轴向游隙两种。滚动轴承的游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，会造成同时承受载荷的滚动体的数量减少，使单个滚动体的载荷增大，从而降低轴承的寿命和旋转精度，引起振动和噪声。游隙过小，轴承发热，硬度降低，磨损加快，同样会使轴承的使用寿命减少。因此，许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。其方法是使轴承的内、外圈作适当的轴向相对位移来保证游隙。2020/5/2014图8用垫片调整轴承游隙(1)调整垫片法通过调整轴承盖与壳体端面间的垫片厚度δ，来调整轴承的轴向游隙(图8)。图9用螺钉调整轴承游隙l一压盖2一锁紧螺母3一螺钉(2)螺钉调整法如图9所示的结构中，调整的顺序是：先松开锁紧螺母2，再调整螺钉3，待游隙调整好后再拧紧锁紧螺母2。2020/5/20152．滚动轴承的预紧对于承受载荷较大，旋转精度要求较高的轴承，大都是在无游隙甚至有少量过盈的状态下工作的，这些都需要轴承在装配时进行预紧。预紧就是轴承在装配时，给轴承的内圈或外圈施加一个轴向力，以消除轴承游隙，并使滚动体与内、外圈接触处产生初变形。预紧能提高轴承在工作状态下的刚度和旋转精度。滚动轴承预紧的原理如图10所示。预紧方法有：图10滚动轴承的预紧原理2020/5/2016(1)成对使用角接触球轴承的预紧成对使用角接触球轴承有3种装配方式(图11)，其中图a为背靠背式(外圈宽边相对)安装；图b为面对面(外圈窄边相对)安装；图c为同向排列(外圈宽窄相对)安装。若按图示方向施加预紧力，通过在成对安装轴承之间配置厚度不同的轴承内、外圈间隔套使轴承紧靠在一起，来达到预紧的目的。图11成对安装角接触球轴承a)背靠背式b)面对面式c)同向排列式2020/5/2017(2)单个角接触球轴承预紧如图12。所示，轴承内圈固定不动，调整螺母4改变圆柱弹簧3的轴向弹力大小来达到轴承预紧。如图12b所示为轴承内圈固定不动，在轴承外圈1的右端面安装圆形弹簧片对轴承进行预紧。图12单个角接触轴承预紧a)可调式圆柱压缩弹簧预紧装置1一轴承外圈2一预紧环3一圆柱弹簧4一螺母5一轴b)固定圆形片式弹簧预紧装置l一轴承外圈2一圆形弹簧片3一轴(3)内圈为圆锥孔轴承的预紧如图13所示，拧紧螺母l可以使锥形孔内圈往轴颈大端移动，使内圈直径增大形成预负荷来实现预紧。图13内圈为圆锥孔轴承的预紧l一螺母2一隔套3一轴承内圈2020/5/2018四、滚动轴承的修理滚动轴承在长期使用中会出现磨损或损坏，发现故障后应及时调整或修理，否则轴承将会很快地损坏。滚动轴承损坏的形式有工作游隙增大，工作表面产生麻点、凹坑和裂纹等。对于轻度磨损的轴承可通过清洗轴承、轴承壳体，重新更换润滑油和精确调整间隙的方法来恢复轴承的工作精度和工作效率。对于磨损严重的轴承，一般采取更换处理。2020/5/20192滑动轴承的装配与修理一、滑动轴承的分类和特点滑动轴承是仅发生滑动摩擦的轴承。1．滑动轴承的分类(1)按滑动轴承的摩擦状态分1)动压润滑轴承如图14所示，利用润滑油的黏性和高速旋转把油液带进轴承的楔形空间建立起压力油膜，使轴颈与轴承之间被油膜隔开，这种轴承称为动压润滑轴承。图14内柱外锥式动压润滑轴承1一后螺母2一箱体3一轴承外套4一前螺母5一轴承6一轴2020/5/2020图15静压润滑轴承2)静压润滑轴承如图15所示，将压力油强制送人轴承的配合面，利用液体静压力支承载荷，这种轴承称为静压润滑轴承。2020/5/2021(2)按滑动轴承的结构分1)整体式滑动轴承如图16所示，其结构是在轴承壳体内压人耐磨轴套，套内开有油孔、油槽，以便润滑轴承配合面。2)剖分式滑动轴承如图17所示，其结构是由轴承座、轴承盖、上轴瓦(轴瓦有油孔)、下轴瓦和双头螺栓等组成，润滑油从油孔进入润滑轴承。图16整体式滑动轴承l一轴承座2一润滑孔3一轴套4一紧固螺钉图17剖分式滑动轴承2020/5/2022图18多瓦式自动调位轴承a)五瓦式b)三瓦式3)锥形表面滑动轴承，有内锥外柱式和内柱外锥式两种。4)多瓦式自动调位轴承如图18所示，其结构有三瓦式、五瓦式两种，而轴瓦又分长轴瓦和短轴瓦两种。2020/5/20232．滑动轴承的特点滑动轴承具有结构简单、制造方便、径向尺寸小、润滑油膜吸振能力强等优点，能承受较大的冲击载荷，因而工作平稳，无噪声，在保证液体摩擦的情况下，轴可长期高速运转，适合于精密、高速及重载的转动场合。由于轴颈与轴承之间应获得所需的间隙才能正常工作，因而影响了回转精度的提高；即使在液体润滑状态，润滑油的滑动阻力摩擦因数一般仍在0．08～0．12之间，故其温升较高，润滑及维护较困难。2020/5/2024二、滑动轴承的装配滑动轴承装配的主要技术要求是在轴颈与轴承之间获得合理的间隙，保证轴颈与轴承的良好接触和充分的润滑，使轴颈在轴承中旋转平稳可靠。1．整体式滑动轴承的装配(1)装配前，将轴套和轴承座孔去毛刺，清理干净后在轴承座孔内涂润滑油。(2)根据轴套尺寸和配合时过盈量的大小，采取敲人法或压人法将轴套装入轴承座孔内，并进行固定。(3)轴套压入轴承座孔后，易发生尺寸和形状变化，应采用铰削或刮削的方法对内孔进行修整、检验，以保证轴颈与轴套之间有良好的间隙配合。2020/5/2025图19剖分式滑动轴承装配工艺l一螺母2一双头螺栓3一轴承座4一下轴瓦5一垫片6一上轴瓦7一轴承盖2．剖分式滑动轴承的装配剖分式滑动轴承的装配工艺如图19所示。先将下轴瓦4装入轴承座3内，再装垫片5，然后装上轴瓦6，最后装轴承盖7并用螺母l固定。剖分式滑动轴承装配要点：(1)上、下轴瓦与轴承座、盖应接触良好，同时轴瓦的台肩应紧靠轴承座两端面。(2)为实现紧密配合，保证有合适的过盈量，薄壁轴瓦的剖分面应比轴承座的剖分面高一些。(3)为提高配合精度，轴瓦孔应与轴进行研点配刮。2020/5/20263．内柱外锥式滑动轴承的装配(图14)(1)将轴承外套3压人箱体2的孔中，并保证有H7/r6当的配合要求。(2)用心棒研点，修刮轴承外套3的内锥孔，并保证前、后轴承孔的同轴度。(3)在轴承5上钻油孔，要求与箱体、轴承外套油孔相对应，并与自身油槽相接。(4)以轴承外套3的内孔为基准研点，配刮轴承5的外圆锥面，使接触精度符合要求。(5)把轴承5装入轴承外套3的孔中，两端拧上螺母1、4，并调整好轴承5的轴向位置。(6)以主轴为基准，配刮轴承5的内孔，使接触精度合格，并保证前、后轴承孔的同轴度符合要求。(7)清洗轴颈及轴承孔，重新装入主轴，并调整好间隙。2020/5/2027三、滑动轴承的修理滑动轴承的损坏形式有工作表面的磨损、烧熔、剥落及裂纹等。造成这些缺陷的主要原因是油膜因某种原因被破坏，从而导致轴颈与轴承表面产生直接摩擦。对于不同轴承形式的缺陷，采取的修理方法也不同。(1)整体式滑动轴承的修理，一般采用更换轴套的方法。(2)剖分式滑动轴承轻微磨损，可通过调整垫片、重新修刮的办法处理。(3)内柱外锥式滑动轴承，如工作表面没有严重擦伤，仅作精度修整时，可以通过螺母来调整问隙；当工作表面有严重擦伤时，应将主轴拆卸，重新刮研轴承，恢复其配合精度。当没有调整余量时，可采用喷涂法等加大轴承外锥圆直径，或车去轴承小端部分圆锥面。加长螺纹长度以增加调整范围等方法。当轴承变形、磨损严重时，则必须更换。(4)对于多瓦式滑动轴承，当工作表面出现轻微擦伤