軸承內外溝槽內外徑測量軸承檢測
軸承過盈配合計算
一個相對于負載旋轉的軸承套圈應該安裝一個過盈配合,以避免套圈滑動。過盈配合會降低軸承的有效間隙。溫度和離心力對過盈配合的有效間隙和性能有額外的影響。給出了考慮干涉、溫度和離心力的干涉配合的在線計算。
通常用厚環理論計算干涉配合,假設有兩個圓柱環和平面應力。零件之間的干涉是由制造公差決定的,可以考慮一些由于表面粗糙度引起的嵌入。DIN 7190(2001)提出有效干擾降低0.8*Rz,而DIN 7190(2017)提出有效干擾降低0.4*Rz。應考慮接觸的兩部分表面粗糙度之和,但由于大多數情況下軸承環的表面要比軸和軸承座光滑得多,所以只考慮軸/軸承座表面粗糙度就足夠了。
在計算過盈配合時,要求各環的內徑與外徑之比。對于內環的外徑和外環的內徑,問題是如何確定這個直徑。一些軸承目錄提到滾道直徑,其他滾道直徑之間的平均直徑和肩部。
為了估算軸承套圈肩部對有效間隙變化的影響,在MESYS軸承計算軟件中加入軸對稱有限元計算,根據厚環理論計算圓柱環時,其外輪廓的直徑展開如圖所示。厚環理論有兩種選擇。無論是螺距直徑加上/減去球直徑Dpw±Dw用于第二直徑的環或直徑導致相同的截面面積作為實際截面包括肩部。

圖1顯示了一個71910C軸承內環在考慮Iw = 13mm和速度為0的干擾下的直徑擴展。實線顯示了擴張的外輪廓環根據有限元分析計算,虛線顯示擴張使用厚環理論和等效截面的直徑和虛線顯示了厚環的擴張理論和外徑Dpw-Dw。
可以看出,在軸承中間的膨脹非常接近不考慮肩部的值,而在左肩部的膨脹更接近等效截面的值。需要注意的是,這種差異約為0.3 mm,所以表面粗糙度的不可靠平滑效果要大于這種變化。

圖2顯示了相同示例的結果,但是轉速為30000 rpm。這里等截面情況下的展開式比不考慮肩部的情況下的展開式大。其原因是離心力的質量和有效直徑較大。
圖3顯示了這兩個計算中使用的網格。軸的寬度略大于軸承的寬度,因為它是在實際應用中使用二次元。

對于相同的示例,圖4和圖5考慮的是內徑dsi = 30mm的空心軸,而不是實心軸。圖4顯示了基于厚環理論的兩種情況下的較大差異,等效截面的情況在這里太僵硬了,包括離心力,差別又很小。


這些例子表明,在許多情況下不需要考慮肩部的配合計算,在低速情況下使用簡化的Dpw±Dw方法可以得到更準確的結果。但大多數情況下,這種差異比表面粗糙度的影響要小得多。
如果采用與軸承寬度相等的軸寬,則基于有限元計算的環的膨脹會更小,更接近考慮等效截面的結果。但在實際應用中,軸和殼體的寬度幾乎在所有情況下都大于軸承的寬度,這也是有限元計算中假定的。
在MESYS滾動軸承計算軟件12/2017中加入了基于有限元的對比。
德國DIATEST適用于生產現場用的內徑測量儀器。目前軸承行業外徑棱面度測量是用V型叉檢測,而內徑棱面度由于條件所限,只能用圓度儀抽檢替代,檢測效率較低,而BMD塞規式測頭有2點式和三點式兩種類型,分別檢測內徑的尺寸和棱面度,解決了軸承行業生產現場工序間中小型軸承套圈內徑棱面度的檢測問題。
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