围绕轴承的精度,其制造公差和滚道和球之间的内部间隙或“发挥”之间的关系存在一些混乱。在这里,小型和微型轴承专家SMB轴承的董事总经理克里斯·约翰逊阐明了为什么这个神话仍然存在,以及工程师应该注意什么。
第二次世界大战期间,在苏格兰的一家军工厂里,一个名叫斯坦利·帕克(Stanley Parker)的鲜为人知的人提出了真实位置的概念,也就是我们今天所说的几何尺寸和公差(GD&T)。帕克注意到,尽管一些为鱼雷制造的功能部件在检查后被拒绝,但它们仍然被送往生产。
经过仔细检查,他发现这是公差测量的问题。传统的X-Y坐标公差创建了一个正方形公差区,即使它占据了正方形角之间弯曲圆形空间中的一点,它也会排除该部分。他接着在一本名为《图纸与尺寸》的书中发表了他关于如何确定真实位置的发现。
内部间隙
今天,这种理解帮助我们开发出表现出某种程度的发挥或松动的轴承,也称为内部间隙,或更具体地说,径向和轴向发挥。径向间隙是垂直于轴承轴测量的间隙,轴向间隙是平行于轴承轴测量的间隙。
这种玩法从一开始就设计到轴承中,以允许轴承在各种条件下支持负载,考虑到诸如温度膨胀和内外圈之间的安装将如何影响轴承寿命等因素。
具体来说,间隙可以影响噪声、振动、热应力、挠度、载荷分布和疲劳寿命。与外圈或外壳相比,内圈或轴在使用过程中预计会变得更热并膨胀,则需要更高的径向性能。在这种情况下,轴承中的发挥就会减少。相反,如果外圈比内圈膨胀得更大,游戏就会增加。
较高的轴向发挥是可取的系统,在轴和壳体之间有不对中,因为不对中可能导致具有较小内部间隙的轴承迅速失效。更大的间隙还可以允许轴承应对略高的推力负载,因为它引入了更高的接触角。
设备
重要的是,工程师在轴承的内部间隙达到正确的平衡。过紧的轴承,发挥不足,将产生过多的热量和摩擦,这将导致球在滚道打滑,加速磨损。同样,过大的间隙也会增加噪声和振动,降低旋转精度。
间隙可以通过使用不同的配合来控制。工程配合是指两个配合部件之间的间隙。这通常被描述为一个孔中的轴,并表示轴与内环之间以及外环与外壳之间的松紧或松弛程度。它通常表现为宽松的间隙配合或紧密的过盈配合。
内环和轴之间的紧密配合对于保持其到位并防止不必要的漏电或滑移非常重要,这些漏电或滑移会产生热量和振动并诱发退化。
然而,过盈配合将减少滚珠轴承的间隙,因为它扩展了内圈。在具有低径向作用的轴承中,壳体和外圈之间的类似紧密配合将压缩外圈并进一步减少间隙。这将导致负的内部间隙-有效地使轴大于孔-并导致过度摩擦和早期失效。
目的是当轴承在正常情况下运行时,具有零操作发挥。然而,为了达到这一目的,初始的径向运动可能会导致球打滑或滑动,降低刚性和旋转精度。这种初始的径向作用可以通过预压来消除。预压是一种将永久轴向载荷放在轴承上的方法,一旦安装,通过使用安装在内圈或外圈上的垫圈或弹簧。
工程师还必须考虑这样一个事实,即在薄型轴承中更容易减少间隙,因为环更薄,更容易变形。作为小型和微型轴承的制造商,SMB轴承建议其客户,必须更加注意轴到壳体的配合。对于薄型轴承,轴和壳体的圆度也更重要,因为圆轴会使薄环变形,并增加噪声、振动和扭矩。
公差
对径向和轴向发挥作用的误解导致许多人混淆了发挥和精度之间的关系,特别是由于更好的制造公差而产生的精度。
有些人认为高精度轴承应该几乎没有发挥作用,它应该旋转得非常精确。对他们来说,一个松散的径向玩法感觉不太精确,给人的印象是低质量,即使它可能是一个高精度轴承故意设计与松散玩法。例如,我们过去曾问过我们的一些客户,为什么他们想要更高精度的轴承,他们告诉我们,他们想要“减少发挥”。
然而,公差确实可以提高精度。大规模生产出现后不久,工程师们就意识到,如果制造两种完全相同的产品是不实际的,也是不经济的,甚至可能的话。即使所有的制造变量都保持不变,一个单元和下一个单元之间也总是会有微小的差异。
今天,这已经代表了一个允许或可接受的容忍。滚珠轴承的公差等级,称为ISO(公制)或ABEC(英寸)额定值,规定了允许的偏差和覆盖测量,包括内圈和外圈尺寸以及圈和滚道的圆度。等级越高,公差越紧,轴承一旦组装就越精确。
通过在使用过程中在配件和径向和轴向发挥之间取得正确的平衡,工程师可以实现理想的零操作间隙,并确保低噪音和准确的旋转。通过这样做,我们可以澄清精度和性能之间的混淆,就像斯坦利·帕克革命工业测量一样,从根本上改变我们看待轴承的方式。
SMB轴承
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了下:轴承的建议
