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軸承設計時的跨距該如何考慮?

軸承設計時的跨距該如何考慮?

2024/9/3 14:01:25

軸承的跨距是指軸承安裝在軸上時的間距。適當?shù)妮S承跨距取決于具體的應用和設計要求,因此沒有一個固定的標準答案適用于所有情況。

在進行設備設計的時候,在給定負荷情況下的跨距決定軸系統(tǒng)支點位置,支點位置決定了在當前軸系統(tǒng)承受負荷狀態(tài)下具體到每一個軸承所承受的負荷,這直接影響著軸承的疲勞壽命。

另一方面,軸系統(tǒng)中不同的跨距影響著軸承的傾覆力矩狀態(tài),這會影響軸承內部滾動體的承載狀態(tài)和滾動狀態(tài),雖然在一般的軸承基本額定負荷中無法被納入考量,但投入實際運行過程中,傾覆力矩將會影響軸承的運行壽命。

因此,軸系統(tǒng)中,軸承的跨距問題需要在系統(tǒng)設計中納入考慮。其相關的主要因素包括:

1、軸的剛度因素:軸系統(tǒng)在承受負荷的時候,軸系統(tǒng)被軸承支撐,通常的軸系統(tǒng)多數(shù)是雙支撐軸系統(tǒng),由兩個軸承或者軸承組各自承擔一個支點的負荷。但是,通常情況下軸系統(tǒng)的受力點不一定恰恰在支點位置,因此,在軸系統(tǒng)受力的時候,軸會出現(xiàn)一定的撓曲。這種軸的撓曲對于軸承而言,就變成一個不對中負荷,如果這種撓曲較大,也就使軸承承受了較大的不對重負荷,因此軸承的壽命就會受到嚴重的影響。一般而言,軸越短,受力后軸的撓曲變形越??;軸越粗,受力后軸承的撓曲越小。對于支撐點軸承而言,跨距越小,兩個軸承之間軸受力時,軸的撓曲越小。對于軸承而言,當然希望軸的撓曲變形越小越好,不過機械設計工程師需要根據實際情況進行權衡。置于撓曲的最大值,又與軸承的類型相關,不同類型的軸承能接受的撓曲最大程度也不相同。

2、軸的負荷因素:對于相同剛度的軸而言,同一個軸上負荷的位置距離支點距離越遠,那么其傾覆力矩就越大,軸的撓曲變形就越大,此時軸承承受的傾覆力巨大,并且軸的撓曲也大,這將影響軸承壽命。用一臺電機舉例,電機越細長,軸承跨距越大,其質心位置距離兩個支點的距離越遠,軸的撓性也越大,軸承受到偏心的影響越大。(另一方面由于撓曲帶來的單邊磁拉力也會越大,這加劇了軸的撓曲和軸承的偏心負荷。

3、軸承類型的影響:不同類型的軸承所能承受的偏心負荷極限也不同,因此對于大跨距軸系統(tǒng)配置,需要選擇可以承受較大偏心負荷的軸承。在諸多類型的軸承中,由調心軸承類產品,這些軸承都能承受較大的偏心負荷,對于軸系統(tǒng)支點跨距較大的產品,大跨距和偏心負荷不可避免的情況下應采用調心軸承。一些帶密封件的調心軸承也有一定的偏心負荷角度極限。比如常用的調心滾子軸承最大可以調心1.5度左右,具體的情況應參考軸承廠家的產品樣本為準。對于非調心軸承而言,深溝球軸承一般可以承受最大10個角分的偏心,而圓柱滾子軸承最大可以承受4個角分的偏心。

4、安裝空間的影響:有些軸承的安裝需要一定的安裝空間,因此無法緊靠。同時有些軸系統(tǒng)也要求有一定的跨距,因此有時候設備設計結構要求和安裝空間要求等,使得軸承間跨距被限制住,這種情況下,軸系無法調整,只能調整軸承進行適應。

軸承跨距的選擇,影響的是軸承的負荷,同時也影響著軸承的偏心程度,在一般的基本額定壽命校核計算中考慮甚少,但是對于一些機械不得不加入考慮。

審核編輯(
王靜
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