TIMKEN圆锥滚子轴承的三点支撑安装
TIMKEN圆锥滚子轴承的三点支撑安装
TIMKEN圆锥滚子轴承通常用于两种基本的主轴布置形式:
- 用于重载或长主轴的三点支撑安装
- 两个单列轴承的简易安装
TIMKEN圆锥滚子轴承的三点支撑安装
两个轴向固定的轴头TIMKEN轴承(固定端)可承受两个方向的轴向力,同时尾部TIMKEN轴承为浮动端以适应主轴的热膨胀。浮动端可由TIMKEN圆锥滚子轴承或圆柱滚子轴承支撑。
这种布置主要用于中低速的专用重型机床或长主轴设计。
TIMKEN圆锥滚子轴承的三点支撑安装
TIMKEN圆锥滚子轴承通常用于两种基本的主轴布置形式:
TIMKEN圆锥滚子轴承的三点支撑安装
两个轴向固定的轴头TIMKEN轴承(固定端)可承受两个方向的轴向力,同时尾部TIMKEN轴承为浮动端以适应主轴的热膨胀。浮动端可由TIMKEN圆锥滚子轴承或圆柱滚子轴承支撑。
这种布置主要用于中低速的专用重型机床或长主轴设计。
TIMKEN轴承的锁紧装置
在大多数情况下,简单的2TS(F)主轴布置结构,通过调整尾部TIMKEN轴承内圈的位置来调整游隙。最常用的装置是采用一个精密的调整螺母。为了在游隙设定后保持螺母的锁紧状态,必须设锁紧装置:或者利用两个成180°相对方向的螺钉轴向拧紧螺纹,或者在软金属材质的衬套上施加螺钉径向压力。
为了改善精度,还可将磨制隔套、按一定垂直度磨制的主轴轴肩和精密锁紧螺母配合一起使用。良好的磨制隔套表面平行度与主轴轴肩垂直度能够保证TIMKEN轴承内圈大端面的准确定位。这种安装配置还可保证最初设定的游隙不会被最终用户改动。
一个保证主轴良好对中精度、圆度和挡肩垂直度的加工方法是,在一次加工过程中完成内圈安装面和轴肩的磨加工。按照这种方法,还可将调整螺母(如果有的话)锁紧在螺纹上,打磨螺母的支撑面。这种方法可消除由于螺母内部螺纹间隙造成的的任何可能缺陷。
TIMKEN轴承座的密封
TIMKEN轴承座的挡油环和端盖的迷宫组合形式具有高效的密封性能,防止外界异物进入TIMKEN轴承。这种密封形式建议用于较宽的速度应用范围。
对于低速应用,通常采用挡油环和接触式密封的组合形式。挡油环应进行机加工以保证旋转精度。其直径应与TIMKEN轴承座内孔同心。挡油环的外径通常成锥形,目的是将切屑物、冷却剂等液体从可能进入主轴的位置甩出。在TIMKEN轴承端盖的开式唇部附近需要开一个滴油槽或引油槽。
TIMKEN轴承座的挡油环和端盖内表面之间应留有1.600 mm(0.0629 in.)的轴向间隙。在任何设计中,液体流过的外侧径向间隙应非常紧凑,单边大约为0.089 mm(0.0035 in.)。内侧的径向间隙宜为0.380 mm(0.0149 in.)~ 0.190 mm(0.0075 in.)。
TIMKEN轴承座的材质通常采用铸铁或钢,一般情况下需要热处理,目的是减小可能的变形。对于小型的高速应用,最好使用钢制轴承座。
TIMKEN轴承座的轴承内孔宜采用磨削或镗孔工艺,在其整个长度和直径方向上检查若干点,保证其圆度和无锥度。
最好设计成在同一个铸件内进行TIMKEN轴承安装,这样可用一次设定,完成两个轴承座内孔的加工,以保证TIMKEN轴承安装后的同轴度。
在很多机床设计中,在TIMKEN轴承外圈和机器框架之间采用副轴承座或钢套,这样的好处在于,轴承装在轴上后可直接将整个单元插入机床框架内。如果机床框架材质的布氏硬度值较低(如铝和其他软金属),那么采用这种方法还可提供正确的硬度表面。
轴和轴承座的挡肩应成直角状,并且其直径应符合要求。是选择倒角还是选择切槽设计,取决于轴的具体设计和其使用的环境工况。
如果采用螺钉将端盖固定在TIMKEN轴承座上,那么螺钉孔和TIMKEN轴承座内孔的间距应足够,其目的是,当螺钉被拧紧,将端盖或其他部件夹紧时,防止轴承座内孔变形。
在装配以前,应彻底清洁轴和轴承座以及所有的润滑孔、道,除去所有可能由润滑剂带进轴承并且损坏轴承的碎屑和颗粒。
TIMKEN球轴承的轴配合
轴配合的主要目的是保证将TIMKEN球轴承内圈合理地安装在轴上。通常情况下,对于旋转轴而言,松配合下的TIMKEN球轴承内圈会在轴上发生相对转动,导致磨损和表面剥蚀。随着载荷和速度的增加,这种情况会进一步恶化。为了防止打滑(相对转动),内圈宜紧固安装到位,并且紧靠轴肩。但是,同样重要的是,这种配合不宜过紧。太多的过盈量所引起的内圈膨胀量,将会影响到TIMKEN球轴承的内部配合,并且产生热量和增加功率消耗。
一般来说,对于超精密球轴承(ABEC 7/ISO P4 和 ABEC 9/ ISOP2),建议轴的尺寸和公差要和TIMKEN轴承内孔的相同。如果是预紧的TIMKEN轴承,建议的轴配合是过渡配合,因为过紧的配合会使TIMKEN轴承内圈膨胀,增加TIMKEN轴承预载荷,从而导致过热。例如:当内部预紧力为16千克(35磅)的双联轴承 2MM9111WI DUL,安装在过盈配合量是 0.010 mm(0.0004 in.)的轴上,内部预紧力会增加至大于86 千克(180 lbs.),这会导致轴承温度急剧升高。
TIMKEN圆锥滚子轴承轴和轴承座的考虑因素
通常来说,在加工TIMKEN圆锥滚子轴承主轴和轴承座的挡肩及配合面时,要求慎重考虑它们的形位公差。以下列举了配合面的四种公差。
以下两个公差用于TIMKEN圆锥滚子轴承的挡肩:
这些形状公差的具体值需要由TIMKEN圆锥滚子轴承的等级、规格和应用来确定。通常来说,这些公差不宜大于装配后轴承的总指示读数(T.I.R.)。
有些形状公差很难精确测定,用户可有选择地测量影响它们的因素(例如,可测量圆度和锥度来代替圆柱度)。同时,用户也要考虑测量所需投资的人力和财力,这取决于TIMKEN圆锥滚子轴承应用的部位和用户对主轴及轴承座生产的置信度。
TIMKEN圆柱滚子轴承的公差配合
TIMKEN圆柱滚子轴承的设计具有安装时游隙可调的特点(Hydra-rib类型的TIMKEN轴承可实现运行时游隙可调),而不会受制于轴承和轴(轴承座)之间安装配合的影响。这将使轴和轴承座的许用公差范围变得更广,也让用户有了更大的空间去选择合适的TIMKEN轴承内外圈配合,以应对不同的应用工况。
TIMKEN圆柱滚子轴承安装配合取决于以下参数:
对于某些情况,比如轴和轴承座截面较小、非钢制轴、有色金属轴承座、临界运行条件(例如高速、异常的受热或受力条件等等)下,常用的安装配合建议就不合适。另外,TIMKEN圆柱滚子轴承有些装配步骤和方式,以及为了简化轴承游隙的调节,都需要一些特殊的配合建议。在这些情况下,宜根据经验判断或咨询铁姆肯公司的代表。
对于精密TIMKEN轴承而言,与其配合的轴及轴承座采用的公差应达到TIMKEN轴承的内外径公差的标准。此外,也需要具有高质量的表面处理。
在机床行业,几乎100%的情况都是旋转轴的应用。对于一些简单的布局,常规做法是内圈和外圈都采用紧配合,目的是消除不需要的径向游隙。
TIMKEN圆柱滚子轴承边界尺寸的公差可根据具体的应用进行调整。
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