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軸承的結構及功能
軸承,其實就在我們身邊,而且用量驚人。以汽車為例,一輛汽車中一般要使用100到150個軸承,如 果沒有軸承,車輪將咯咯作響,變速箱的齒輪無法嚙合,汽車將無法行駛。
不僅汽車,鐵道車輛、飛機、洗衣機、電冰箱、空調、吸塵器、復印機、電腦,甚至飛行于遙遠太空中的人造衛星上,都有軸承的身影。軸承在提高機械運行效率及節能方面發揮了重要作用。令人遺憾的是,由于軸承是在機械內部悄無聲息的運轉,大家很少有機會能直接看到軸承的真面目。但軸承確實是維持機械穩定發揮功效 的重要零件。
軸承的英文是“Bearing”,“Bear”有支承、承受的含義。在日語中,軸承被寫作“軸受”,這是因為軸承是用來支承旋轉的軸 的,即取“支承旋轉軸”的含義。
下面照片所示軸承,為最基本的“滾動軸承(Rolling Bearing)”。
“滾動軸承”的基本結構很簡單,由四個零件構成。
軸承的基本功能是“降低機械的摩擦”。降低摩擦有三大好處,即,
1. 提高機械的工作效率。
2. 延長機械的使用壽命。
3. 防止咬粘,減少機械故障。
軸承可降低摩擦,提高傳動效率,有利于節能。這就是人們常說“軸承環保”的原因。
維修保養
1. 使用注意事項
滾動軸承是精密部件,使用應十分謹慎。即使高質量的軸承,如果使用不當,也不會得到預期的效果。
軸承的使用注意事項如下。
a.保持軸承及其周圍環境的清潔
即使是肉眼看不到的微小灰塵,也會給軸承帶來不良影響。所以,要保持周圍清潔,使灰塵不會侵入軸承。
b.小心謹慎地使用。
在使用中給軸承強烈沖擊,會產生傷痕或壓痕,誘發事故。嚴重時,會引起裂縫、斷裂,必須加以注意。
c.使用軸承專用工具。
必須使用專用工具,不可隨意替代。
d.避免軸承生銹。
操作軸承時,手汗會造成生銹。要注意用干凈的手操作,盡量帶手套,留意腐蝕性氣體。
2. 安裝
軸承的安裝是否正確,直接影響軸承使用時的精度、壽命和性能。因此,設計及裝配部門對于軸承的安裝要充分研究,按照作業標準進行。作業標準項目通常如下:
1. 清洗軸承及相關零部件
2. 檢查相關零部件的尺寸及精度
3. 安裝
4. 軸承安裝后進行檢查
5. 填充潤滑劑
希望在安裝時,再打開軸承包裝。一般脂潤滑時,不清洗軸承,直接填充潤滑脂。油潤滑時,一般也不必清洗,但是,儀器用或高速用軸承等,要用潔凈的油清洗,除去涂在軸承上的防銹劑。除去了防銹劑的軸承,易生銹,所以不能隨意放置。
再者,已封入潤滑脂的軸承,不清洗直接使用。
軸承的安裝辦法,因軸承結構、配合、條件而異,由于一般多為軸旋轉,所以內圈需要過盈配合。圓柱孔軸承,多用壓力機壓入,或熱裝方法。錐孔的場合,直接固定在錐形軸上,或用緊定套安裝。
安裝到軸承座時,多采用間隙配合,外圈有過盈量時,通常用壓力機壓入,或使用冷卻后安裝的冷縮方法。用干冰作冷卻劑,冷縮安裝的場合,空氣中的水分會凝結在軸承的表面。所以需要采取防銹措施。
3. 運轉檢查
軸承安裝結束后,為了檢查安裝是否正確,要進行運轉檢查。小型機械可以用手旋轉,以確認是否旋轉順暢。檢查項目有因異物、傷痕、壓痕而造成的運轉不暢,因安裝不良,安裝座加工不良而產生的力矩不穩定,由于游隙過小、安裝誤差、密封摩擦而引起的力矩過大等等。如無異常則可以開始動力運轉。
大型機械不能手動旋轉,所以空載啟動后立即切斷動力,機械空轉,檢查有無振動、噪音、旋轉部件是否有接觸等等,確認無異常后,進入動力運轉。
動力運轉,從空載低速開始,緩緩的提高至所定條件的額定運轉。試運轉中檢查事項為,是否有異常音響、軸承溫度的變化、潤滑劑的泄漏或變色等等。如果發現異常,應立即中止運轉,檢查機械,必要時要拆下軸承檢查。
軸承溫度,一般可根據軸承座的外部溫度推測。但利用油孔直接測量軸承外圈的溫度更加準確。軸承溫度,從運轉開始逐漸升高,通常1~2小時后 溫度穩定。如果軸承安裝不良,溫度會急劇上升,出現異常高溫。其原因諸如潤滑劑過多、軸承游隙過小、安裝不良、密封裝置摩擦過大等。高速旋轉的場合,軸承結構、潤滑方式的選擇錯誤等也是其原因。
軸承的轉動音用聽診器等檢查,有較強的金屬噪聲、異音、不規則音等說明異常。其原因有潤滑不良、軸或軸承座精度不良、軸承損傷、異物侵入等。
4. 拆卸
在定期檢修、更換時需要拆卸軸承。拆卸后,如要繼續使用或還需檢查進行調查時,拆卸要和安裝一樣謹慎。注意不損傷軸承及零件,特別是拆卸過盈配合軸承,操 作難度大,所以在設計階段要事先考慮到便于拆卸。根據需要設計制作拆卸工具也十分重要。拆卸時,根據圖紙研究拆卸方法、順序、調查軸承的配合條件,以便拆 卸作業順利進行。
5. 軸承的檢修
檢修拆卸下的軸承時,首先記錄軸承外觀,確認潤滑劑的殘存量,取樣后,清洗軸承。清洗劑普遍使用汽油、煤油。
拆下來的軸承的清洗,分粗洗和精洗,在容器內先放上金屬網,使軸承不直接接觸容器內的臟物。粗洗時,如果軸承帶著臟物旋轉,會損傷軸承滾動面,應該加以注意。在粗洗油中,使用刷子出去潤滑脂、粘著物,基本干凈后,轉入精洗。
精洗,是將軸承在清洗油中一邊旋轉,一邊仔細地清洗。另外,清洗油也要經常更換保持清潔。
判斷拆卸下的軸承可否再使用時,要在軸承清洗后檢查,仔細檢查滾道面、滾動面、配合面的狀態、保持架的磨損情況、軸承游隙是否增加及有無影響尺寸精度下降的損傷、異常。非分離型小型球軸承等,則用單手平端內圈,旋轉外圈確認是否順暢。
圓錐滾子軸承等分離型軸承,可以對滾動體、外圈的滾道面分別檢查。
大型軸承因不能用手旋轉,注意檢查滾動體、滾道面、保持架、擋邊面等的外觀,軸承的重要性越高越需謹慎檢查。
判斷軸承可否再次使用時,要根據軸承的損傷程度、機械性能、重要性、運轉條件、檢查周期等相關因素來決定。但是檢查時若發現有下列缺陷,則軸承不能繼續使用,需要更換新軸承。
(a) 內圈、外圈、滾動體、保持架中任意一件有裂紋或缺口。
(b) 套圈、滾動體中任意一件有斷裂。
(c) 滾動面、擋邊、滾動體上有明顯擦傷。
(d) 保持架磨損明顯,或鉚釘明顯松動。
(e) 滾道面、滾動體上有銹蝕或傷痕。
(f) 滾道面、滾動體上有嚴重的壓痕或碰傷。
(g) 內圈內徑面或外圈外徑面上有明顯的蠕變。
(h) 因過熱而明顯變色。
(i) 封入潤滑脂的軸承,密封圈或防塵蓋破損嚴重。
6. 保養檢修
為保持滾動軸承的原有性能,盡可能在良好狀態下長期使用,必須定期對軸承進行檢查和維護,以預防故障,確保運轉可靠,提高效率和效益。
應按該機械運轉條件和作業標準,定期進行保養。內容包括監視運轉狀態、補充或更換潤滑劑、定期拆卸檢查。
運轉中的檢修事項包括軸承的轉動音、振動、溫度、潤滑劑的狀態等等。
運轉中發現異常狀態,以表2為參考,查找原因,并采取相應對策。根據需要對拆卸下的軸承仔細檢查。
軸承潤滑脂的選擇
型 號 技術指標
AS2 NSK潤滑脂;型號:AS2;稠度:273;說明:大負載用油脂,吸水性好,廣泛用于各種用途;
LR3 NSK潤滑脂;型號:LR3;稠度:227;說明:高溫潤滑性能好,用于中等負載、高速搬運等;
PS2 NSK潤滑脂;型號:PS2;稠度:227;說明:低溫潤滑性能好,用于高精密高速等機器;
LG2 NSK潤滑脂;型號:LG2;稠度:207;說明:潤滑性能好壽命長,用于要求半導體、液晶制造裝置和食品機械;
LGU NSK潤滑脂;型號:LGU;稠度:209;說明:與LG2相比,金屬參數非常低,并可在高溫環境下使用;品牌:NSK;
NF2 NSK潤滑脂;型號:NF2;稠度:288;說明:耐磨擦腐蝕性好,使用溫度范圍廣,適用于直線滑軌、滾珠螺桿等轉動產品;
NSL NSK潤滑脂;型號:NSL;說明:直線導軌專用油;