带座轴承轴设计及滑动方钢尺寸.pdf

49 9 轴及底座的设计 9.1 轴的设计 为了充分发挥轴承组件原有的性能，并使其长期保持， 选择适合使用条件的轴是很重要的。轴应具有足够的刚性， 没有弯曲、伤痕、毛刺等。 9.1.1 轴的精度 （1） 带止动螺钉的圆柱孔轴承使用的轴的尺寸公差 带止动螺钉的圆柱孔轴承为了安装简便所使用的轴采 用可以形成比较松的配合的公差带。轴承内圈与轴的配 合，轴承的转速越高配合间隙应该越小。 带止动螺钉的圆柱孔轴承的转速与使用的轴的公差带 的大致标准如表9.1所示。 带止动螺钉的圆柱孔轴承在重负荷 （Pr /C r0.12） 及 有振动、冲击存在的场合，为了防止轴承内圈与轴的配合 面产生蠕变和剥落，使用的轴采用可以形成比较紧的配合 的公差带。 与带止动螺钉的圆柱孔轴承形成比较紧的配合时所使 用的轴的公差带的大致标准如表9.2所示。 另外，轴的圆度及圆柱度的推荐值如表9.3所示。 表9.1 带止动螺钉的圆柱孔轴承使用的轴的尺寸公差 （推荐） （间隙配合或过渡配合时） 单位 m 轴 径 （mm） 轴的尺寸公差 j6h6h7h8 大于小于等于上下上下上下上下 610 7 2 0 9 0 15 0 22 1018 8 3 0 11 0 18 0 27 1830 9 4 0 13 0 21 0 33 3050 11 5 0 16 0 25 0 39 5080 12 7 0 19 0 30 0 46 80120 13 9 0 22 0 35 0 54 120180 14 11 0 25 0 40 0 63 适用转速大于120 000大于100 000 大于60 000 小于等于60 000 dn）小于等于120 000小于等于100 000 注1） dnd （轴承内径，mm） n （转速，min-1） 表9.2 带止动螺钉的圆柱孔轴承使用的轴的尺寸公差 （推荐） （过渡配合或过盈配合时） 单位 m 轴 径 （mm） 轴的尺寸公差 k6k7m6 大于小于等于上下上下上下 610 10 1 16 1 15 6 1018 12 1 19 1 18 7 1830 15 2 23 2 21 8 3050 18 2 27 2 25 9 50802123223011 80120 25 3 38 3 35 13 120180 28 3 43 3 40 15 表9.3 轴承组件使用的轴的推荐精度 单位 m 轴 径 （mm） 轴的圆度及圆柱度的 允许值 （最大） 大于小于等于 6106 10188 18309 305011 508013 8012015 12018018 049-053_技術解説09_C.indd 49049-053_技術解説09_C.indd 492010-9-28 17:10:022010-9-28 17:10:02 50 9 轴及底座的设计 （2） 通风设备用轴承 （带止动螺钉、 固定轮圆柱孔） 使用的轴的 尺寸公差 通风设备用轴承 （特殊记号 S3、S5） 因为在高速旋转 的状态下工作，同时为了抑制运转中的振动 噪音，所以 将轴承的内部游隙 （C2） 和轴承的加工精度提高了一个等 级。 因此，通风设备用轴承 （带止动螺钉、固定轮圆柱孔） 使用的轴推荐如表9.4所示的公差等级。 表9.4 通风设备用轴承 （带止动螺钉、固定轮圆柱孔） 使用 的轴的尺寸公差 （推荐） 单位 m 轴 径 （mm） 轴的尺寸公差 h5j5 大于小于等于上下上下 10180 8 5 3 18300 9 5 4 30500 11 6 5 50800 13 6 7 801200 15 6 9 1201800 18 7 11 （3） 圆锥孔轴承 （带紧固件） 使用的轴的尺寸公差 圆锥孔轴承用紧固件将轴承固定在轴上。因此，为了 安装简便选择的轴采用可以形成比较松的配合的公差带。 圆锥孔轴承 （带紧固件） 使用的轴的尺寸公差如 表9.5所 示。 表9.5 圆锥孔轴承 （带紧固件） 使用的轴的尺寸公差 （推荐） 单位 m 轴 径 （mm） 轴的尺寸公差 h8h9 大于小于等于上下上下 18300 33 0 52 30500 39 0 62 50800 46 0 74 801200 54 0 87 1201800 63 0 100 （4） 带偏心固定圈的圆柱孔轴承使用的轴的尺寸公差 带偏心固定圈的圆柱孔轴承在结构上如果轴承内圈与轴 的配合间隙大，就会有轴被安装倾斜的危险。 因此，带偏心固定圈的圆柱孔轴承使用的轴推荐与通 风设备用轴承( 特殊记号S3, S5 ) 使用的轴具有相同的公差 等级 （h5 或j5）（参照表9.4） （5） 带切槽的同心固定轮 （NC） 轴承所使用的轴的尺寸公差 对于带切槽的同心固定轮轴承所使用的轴，推荐使用与 通风设备用轴承上使用的轴相同的公差等级 （h5或j5） 。 （参 照表9.4） 9.1.2 阶梯轴的尺寸 在轴向负荷大及存在激烈的振动 冲击的用途中使用圆 柱孔轴承时，采用阶梯轴并用螺母紧固轴承内圈。但是，轴 承组件上使用阶梯轴时，建议将轴承组件安装后，将阶梯轴 和端面之间在设计上留有2mm以上的间隙。 阶梯轴的轴肩直径及拐角的圆角半径如表9.6所示。 dad ra 表9.6 阶梯轴的轴肩直径及拐角的圆角半径 （推荐） 单位 mm 内径 型号 轴承 公称 内径 d 直径系列）直径系列） UC2、UCXUC3 轴肩 直径 da 拐角的圆角半径 ra （最大） 轴肩 直径 da 拐角的圆角半径 ra （最大） 0112170.6 0215200.6 0317220.6 0420301 0525351351 0630401401 0735451451.5 0840501501.5 0945551551.5 1050601602 1155651.5652 1260701.5752 1365751.5802 1470801.5852 1575851.5902 16809029525 189010021052.5 19951102.5 201001152.5 211051202.5 221101252.5 241201352.5 261301503 281401603 注1） 轴承的基本型号，由直径系列后续内径型号构成。 049-053_技術解説09_C.indd 50049-053_技術解説09_C.indd 502010/09/27 16:40:052010/09/27 16:40:05 51 9.1.3 热作用时的对策 一般一根轴上使用2个以上的轴承组件。轴承组件的安 装间隔小或由于温度造成的轴的伸缩小时，各个轴承组件可 作为固定端安装。 但是，安装间隔大或轴受到热作用时，可将1个带座轴 承作为固定端安装以确定轴的位置，而将其它带座轴承作为 自由端安装。 这是因为轴受到热作用时会在轴向伸长，从而使轴承上 作用着很大的轴向负荷，存在着轴承发生早期破损的危险。 因此，轴的伸缩可以用自由端的带座轴承吸收。 温升与轴的伸长量的关系如式 （9.1） 所示。 3 3t l （9.1） 上式中 3： 轴的伸长量，mm ： 轴的线膨胀系数 普通钢时 1112 10 6 3t： 温升值， l ： 组件的安装间隔，mm 轴受到热作用而伸缩较大时，采取的对策如下。 （1） 在自由端使用顶端带销的止动螺钉的方法 轴受到热作用而产生伸长时，必须将轴或带座轴承安 装成能够在轴向自由移动。 转速较低时，自由端组件采用在轴上加工键槽，在轴 承上安装顶端带销的止动螺钉 （特殊记号G6） 的方法。将止 动螺钉顶端的销嵌入轴的键槽中，引导轴的轴向移动。 自由端组件在轴上加工键槽，使用顶端带销的止动螺 钉的结构图如图9.1所示。顶端带销的止动螺钉用键槽尺寸 如表9.7所示。 采用该方法时，自由端组件采用的轴的公差带推荐 h7。 轴的温度比轴承内圈的温度还高时，使用的轴应该采 用可以形成更大配合间隙的公差带。 另外采用这种方法的自由端组件，轴承内圈与轴的配 合面有时会产生磨蚀。为了防止磨蚀的发生，带座轴承安 装时，推荐在轴承内径面涂敷润滑脂。 顶端带销的 止动螺钉 图9.1 在自由端使用顶端带销的止动螺钉的方法 表9.7 顶端带销的止动螺钉用键槽尺寸 （在自由端使用时） 止动螺钉的 公称型号 键槽尺寸 （mm） 适用轴承的公称型号 JKUC200UCX00UC300 M6 X 0.755 4201206X05305, 306 M8 X 16 6207209X06X08307 M10 X 1.256.5 7210212X09X11308, 309 M12 X 1.57 9213218X12X17310314 M14 X 1.57 10X18315, 316 M16 X 1.58 12X20317319 M18 X 1.58 13320324 M20 X 1.58 15326, 328 键槽尺寸 （K） 的公差 ： M10以下为0.20 mm M12以上为0.30 mm （推荐） K J 顶端带销的 止动螺钉 049-053_技術解説09_C.indd 51049-053_技術解説09_C.indd 512010-9-28 20:53:402010-9-28 20:53:40 52 9 轴及底座的设计 （2） 在自由端使用带环形座轴承的方法 转速较高或存在振动的用途中，推荐在自由端使用带 环形座轴承的方法，机械的安装孔与轴承座的外径面之间 可以在轴向相对移动。 将带环形座轴承作为自由端组件使用的结构例如图9.2 所示。 轴承组件受到热作用时，要对轴的轴向伸缩采取对策 的同时，还须计算轴承内部游隙的减小量，正确选择轴承 内部游隙 （参照 7 使用温度与轴承规格） 。 9.2 底座的设计 9.2.1 底座的刚性及安装面的平面度 轴承组件所安装的底座的刚性底或安装面的平面度差 时，在轴承组件运转时会产生振动、异常音，并成为早期破 损的原因。另外，还存在使轴承座强度降低的危险。 因此，安装带座轴承的底座应具有足够的刚性，并且安 装面必须加工到具有不使轴承和轴承座产生变形的精度。 轴承组件的底座，其安装面的平面度的推荐值如图9.3所 示。 图9.2 在自由端使用带环形座轴承的方法 图9.3 底座安装面的平面度 （推荐） 9.2.2 带环形座轴承的安装孔 带环形座轴承作为自由端组件直接安装在底座的圆柱孔 中。 在一般的使用条件下，安装带环形座轴承的圆柱孔的公 差带选定为H7。轴和轴承在高温下使用时，底座的圆柱孔的 公差带选定为G7。 在有振动和冲击存在的用途中，推荐采用底座的圆柱孔 与带座轴承的配合间隙小的公差带。 安装带环形座轴承的底座的圆柱孔的尺寸公差如表9.8所 示。 表9.8 带环形座轴承安装用圆柱孔的尺寸公差 （推荐） 单位 m 圆柱孔的公称内径 （mm） 圆柱孔的尺寸公差 H7G7 大于小于等于上下上下 5080 30 0 40 10 80120 35 0 47 12 120180 40 0 54 14 180250 46 0 61 15 250315 52 0 69 17 315400 57 0 75 18 9.2.3 带滑块座轴承的安装关联尺寸 带滑块座轴承安装在底座一侧的2根导轨间，可以通过 调整螺栓调整轴中心的支承位置。 将带滑块座轴承安装在底座上的导轨、调整螺栓及圆螺 母的尺寸表如表9.9所示。 LL 最大 L/1 000 mm 049-053_技術解説09_C.indd 52049-053_技術解説09_C.indd 522010-9-28 17:12:122010-9-28 17:12:12 53 表9.9 带滑块座轴承的安装关联尺寸 （推荐） A1r D B H1r0.5Hd 锥销 单位 mm 轴承座的 公称型号 导轨尺寸调整螺栓及圆螺母尺寸 A1rH1r H （参考） dDB T204 117789162814 T205 T206 1190102183214 T207 T20815103114244216 T209 15103117244216 T210 T211 201311463055 20 T21227 T213 24152167366027T214 T215 T21624166184366027 T21728174198426030 TX05 1190102183214 TX06 TX0715103114244216 TX08 15103117244216 TX09 TX10 201311463055 20 TX1127 TX12 24152167366027TX13 TX14 TX1526166184366027 TX16 26174198426030 TX17 单位 mm 轴承座的 公称型号 导轨尺寸调整螺栓及圆螺母尺寸 A1rH1r H （参考） dDB T305118189223212 T306 15 911002436 14 T3071011112640 T308 16 113124284516 T309126138305018 T31018141151325520 T311 20 151163346022 T312161178366524 T313 24 171190386526 T314181202408028 T315193216408028 T31628205230469034 T317 30 216240469034 T318230255509538 T31932242270509538 T320 32262290