预紧方法分为径向预紧法和轴向预紧法两大类,简单介绍如下:
1.径向预紧法
径向顶紧法多使用在承受径向负荷的圆锥孔微型轴承中,典型的例子是
双列精密短圆柱滚子微型轴承,利用螺母调整这种微型轴承相对于锥形轴颈
的轴向位置,使内圈有合适的膨胀量而得到径向负游隙,这种方法多用于机
床主轴和喷气式发动机中。
2.轴向预紧法
轴向预紧法大体上可分为定位预紧和定压预紧两种。
在定位预紧中,可通过调整衬套或垫片的尺寸,获得合适预紧量;也可
通过测量或控制起动摩擦力矩来调得合适的预紧;还可直接使用预先调好预紧
量的成对双联微型轴承来实现预紧的目的,此时一般不需用户再行调整,总
之,凡是经过轴向预紧的微型轴承,使用时其相对位置肯定不会发生变化。
定压预紧是用螺旋弹簧、碟形弹簧等使微型轴承得到合适预紧的方法。
预紧弹簧的刚性—般要比微型轴承的刚性小得多,所以定压预紧的微型轴承
相对位置在使用中会有变化,但预紧量却大致不变。
定位预紧与定压预紧的比较如下:
(1)在预紧量相等时,定位预紧对微型轴承刚性增加的效果较大,而且定
位预紧时刚性变化对微型轴承负荷的影响也小得多。
(2)定位预紧在使用中,由于轴和微型轴承座的温度差引起的轴向长度差
,内外圈的温度差引起的径向膨胀量以及由负荷引起的位移等的影响,会使
预紧量发生变化;而定压预紧在使用中,预紧的变化可忽略不计。
轴承配置方式的选择
通常,轴是以两个轴承在径向和轴向进行支撑的,此时,将一侧的轴承
称为固定侧轴承,它承受径向和轴向两种负荷,起固定轴与轴承箱之间的相
对轴向位移的作用。将另一侧称之为自由侧,仅承受径向负荷,轴向可以相
对移动,以此解决因温度变化而产生的轴的伸缩部题和安装轴承的间隔误差
。
对于固定侧轴承,需选择可用滚动面在轴向移动(如圆柱滚子轴承)或
以装配面移动(如向心球轴承)的轴承。在比较短的轴上,固定侧与自由侧
无甚别的情况下,使用只单向固定轴向移动的轴承(如向心推力球轴承)。
轴承配置方式的选择
通常,轴是以两个轴承在径向和轴向进行支撑的,此时,将一侧的轴承
称为固定侧轴承,它承受径向和轴向两种负荷,起固定轴与轴承箱之间的相
对轴向位移的作用。将另一侧称之为自由侧,仅承受径向负荷,轴向可以相
对移动,以此解决因温度变化而产生的轴的伸缩部题和安装轴承的间隔误差
。
对于固定侧轴承,需选择可用滚动面在轴向移动(如圆柱滚子轴承)或
以装配面移动(如向心球轴承)的轴承。在比较短的轴上,固定侧与自由侧
无甚别的情况下,使用只单向固定轴向移动的轴承(如向心推力球轴承)。
MM7132平面磨床,其磨头的前后轴承外圆呈锥形,与轴承座内锥孔只有3
条等分的凸缘接触,轴承上均匀地开有12道轴向槽,轴承轴向移动时,轴承
与轴的径向间隙便发生变化;当轴承收紧时只有3条凸缘的内部间隙变小,其
余部分产生弹性变形形成3个油楔,为整体三油楔动压滑动轴承。轴承的间隙
小,刚性好,其润滑方式为自吸式润滑。在使用过程中,发生了磨头抱轴、
振动、发热现象。
一、分析故障产生的原因
经过对设备中出现故障的原因分析,发现平面磨床中砂轮轴的轴颈部分
表面有纵向裂纹,前、后轴承外观则没有明显缺陷,磨损量也不大,对磨头
进行拆检,未发现砂轮轴有弯曲,仅在轴颈部分有浅表纵向裂纹。前、后轴
承的外锥凸缘与轴承座孔接触良好,轴承内孔无明显损伤。由此认为磨头无
法工作的主要原因是:前、后轴承的几何精度发生变化,三油楔形状及大小
不一致所造成的。故决定修理采用的方案为:修复前、后轴承和镀硬铬
(0.02mm)修复砂轮轴。
二、采用刮与研相结合的方法修理轴承
采用刮与研相结合的方法修理轴承,既先对前、后轴承进行刮削显点,
再以研磨扩大接触面积并降低表面粗糙度值,刮削时采用轻刮法,绝不能刮
成鱼鳞状。
1、将前、后轴承安装到工作位置,按轴承孔配磨一长400mm的圆柱芯轴
(直径为55mm),其配磨程度以转动自如为准。在芯轴上薄薄涂一层红丹油
,将芯轴穿入轴承,适当调整前、后轴承的松紧程度,转动芯轴,抽出芯轴
轻刮划点。此项工作须反复进行以达到在前、后轴承内表面的3条矩形带接触
中显点均匀密集为止。然后磨制一根直径比该芯轴小0.02mm长400mm的铸铁研
磨棒,涂以W5氧化铬研磨膏对前、后轴承同时进行研磨,随时收紧前、后轴
承并注意清除轴承端部多余的研磨剂。经过研磨,使轴承的接触面为完整的3
条矩形接触带,最后拆下轴承座仔细清洗,使之不能有任何杂质。
2、将前、后轴承安装到位,按轴承孔配磨一长为350mm的圆柱芯轴,与
轴承内孔的配合程度以刚度能穿入为宜。调整前、后轴承至芯轴转动困难时
为止。在调整过程中,前、后轴承要交替进行,切不可先调紧其中的一个再
调整另一个,按此芯轴直径小0.01mm尺寸精磨砂轮轴轴颈,抛光后即可组装
。
3、加注润滑油依次进行装砂轮前和装砂轮后的空运转试验,最后进行磨
削试验。经过研磨,使前后轴承有3条与其外锥凸缘相对应宽为15mm的通长矩
形接触面。为了进一步降低轴承内孔的粗糙度值,我们试用牙膏对其进行了
抛光处理。检查研磨棒的最终集合精度未发现明显变化,即以此直径减去
0.01mm作为砂轮轴轴颈的尺寸。
三、采用以研代刮的方法修理轴承
1、采用车削有三头120mm导程正反螺旋槽的铸铁研磨棒进行整体研磨以
保证前、后轴承的同轴度。研磨棒的直径是在与前、后轴承配合较紧的基础
上减小0.02mm.。所用研磨剂为M28氧化铝加煤油调合而成。为了使前、后轴
承有尽可能的调整余量,在装配时用手将前、后轴承轻轻推人轴承座、带上
调整螺母,然后将调整螺杆稍用力旋紧即可。
2、研磨时磨头置于垂直状态。为便于研磨棒在研磨过程中做适当的轴向
移动并减轻劳动强度,在研磨棒正下方放一液压千斤顶,通过钢珠支承研磨
棒。为在研磨过程中使手持力对中,在研磨棒的上端加装手轮装置。
四、在研磨过程中的注意事项
使研磨棒的旋转方向与砂轮轴的工作旋转方向一致。这样有利于工作时
自吸油流迅速通过径向间隙形成油楔,从而能改善运转性能。
1、研磨过程中要不断地调紧前、后轴承(保持一定的手感)以提高研磨
效率和保证轴承的几何精度。
2、随时清除轴承端部多余的研磨剂以避免前、后轴承出现喇叭口。
3、研磨一定时间后抽出研磨棒,清除研磨棒和前、后轴承中的研磨剂,
检查研磨效果和研磨棒的研损情况,如研磨棒出现研损,则需对其进行修整
以保证前、后轴承孔径的一致性。
4、在做最后研磨时,研磨剂尽量少并适当收紧前、后轴承以保证前、后
轴承的最终几何精度。
通过对MM7132平面磨床动压轴承的修理、组装后,一次试车成功,解决
了磨头抱轴、振动、发热现象,使设备能正常安全地生产。我们认为修复质
量的关键是保证前、后轴承的同轴度、圆柱度以及较好的表面粗糙度,使三
油楔的形状、大小及厚度尽量相一致,而能保证质量的最有效的修复工艺是
对前、后轴承进行整体研磨。
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