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减速机检修技术 神东设备维修二厂四部制作 什么是减速机减速机是一种动力传达机构 利用齿轮的速度转换器 将马达的回转数减速到所要的回转数 并得到较大转矩的机构 减速机的作用1 降速同时提高输出扭矩 扭矩输出比例按电机输出乘减速比 但要注意不能超出减速器额定扭矩 2 速同時降低了负载的惯量 惯量的减少为减速比的平方 大家可以看一下一般电机都有一个惯量 其惯性大小的物理量 数值 在目前用于传递动力与运动的机构中 减速机的应用范围相当广泛 几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹 从交通工具的船舶 汽车 机车 建筑用的重型机具 机械工业所用的加工机具及自动化生产设备 到日常生活中常见的家电 钟表等等 其应用从大功率的传输工作 到小负荷 精确的角度传输都可以见到减速机的应用 而且在工业应用上 减速机具有减速及增加转矩功能 因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备中 1 减速机作用 减速机的作用主要是把高速旋转小转矩运动转换为低转速大转矩运动 根据公式 减速机扭矩 9550 电机功率 速比 使用效率 电机输入转数T Nm 9549 P KW I n r min P是电机的额定 输出 功率单位是千瓦 KW 分母是额定转速n单位是转每分 r min 额定转数一般4p 电机的级对数 极对数多了 转速低 但转矩大 少了 转速高 但转矩小 的电机为1500转以上公式是减速机的输出扭矩 但是选择电机 要选择减速器承载能力相匹配的电机功率才行 不同速比应选择不同功率的电机 功率过大 会降低减速机的寿命 可知当电机输入功率一定 转速与转矩成反比 转速降低 则转矩增大 在实际应用中 我们很多时候需要很大的转矩 并且低速的运动 而减速机刚好能提供这样的功能 使用减速机最大的目的有下列几种 1 动力传递 2 获得精确转速 3 获得大的输出扭矩 2 减速机类别 减速机是一种相对精密的机械 它的种类繁多 型号各异 不同种类有不同的用途 按照传动类型可分为齿轮减速器 蜗轮蜗杆减速器和行星齿轮减速器 按照传动级数不同可分为单级和多级减速器 按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器 圆锥齿轮减速器和圆锥 圆柱齿轮减速器 斜齿圆柱齿轮传动 因其接触线倾斜 同时啮合的齿数多 重合度大 故传动平稳 噪声小 承载能力高 常在速度较高的传动系统中使用 按照传动的布置形式又可分为展开式 分流式 简单地讲就是一分二 一个齿轮同时带动两个齿轮 和同轴式减速器 1减速器类型 减速器结构形式分类 齿轮减速器 蜗杆减速器 行星减速器 圆柱齿轮减速器 圆锥齿轮减速器 圆锥 圆柱齿轮减速器 圆柱蜗杆减速器 圆弧齿蜗杆减速器 锥蜗杆减速器 蜗杆 齿轮减速器 渐开线行星齿轮减速器 摆线齿轮减速器 谐波齿轮减速器 常见减速器的主要类型 特点及应用 1 齿轮减速器 1减速器类型 1减速器类型 1减速器类型 展开式就是不同轴 一般输入轴在一侧 输出轴在另一侧的非输入轴轴线上 2 蜗杆减速器 1减速器类型 蜗杆 齿轮减速器 1减速器类型 1减速器类型 蜗杆 齿轮减速器 1 下箱体 2 油标指示器 3 上箱体 4 透气孔 5 检查孔盖 6 吊环螺钉 7 吊钩 8 油塞 9 定位销钉 10 起盖螺钉孔 3减速器结构 1 圆柱齿轮减速机优缺点 优点 结构简单 修理方便 而且从价格的因素考虑 它比较便宜 圆柱齿轮减速机运行起来比较稳定 圆柱齿轮减速机应用是最广泛 应用场合最多的一类 极高的性价比赢得了众多设计师的亲睐 缺点 体积较大 占用面积大 给整机设计和空间安排造成困难 圆柱齿轮减速器功能演示 涡轮蜗杆减速机最主要的优点就是具有反向自锁的功能 而且相比其它几种减速机具有较大的减速比 涡轮蜗杆减速机的输入 输出轴不在同一轴线上 甚至不在同一个平面上 2 涡轮蜗杆减速机特点 缺点 传动效率不够高 精度也不是很高 涡轮减速器动画运动仿真 3 行星减速机优缺点 优点 结构比较紧凑 回程的间隙较小 齿轮减速机来讲 它是由一系列的齿轮构成的 当主动轮正转时 第一齿轮和第二齿轮的一个齿啮合 在反转的时候 第一齿轮在和前面的齿啮合到和后面的齿啮合要有一段行程 这个行程叫做回程间隙 如老款汽车方向盘 精度也比较高 它的使用寿命也比较长 同时它还具备较大输出扭矩的特点 缺点 优异的性能决定了它制造麻烦 结构复杂 价格很高 3 减速机中的零部件 1 箱体 箱体的作用是为齿轮 轴 轴承等零部件提供安装空间 装润滑油 安装固定整机 箱体一般都是铸铁制造 用铸铁制造方便 能够有较大刚度 且有吸收振动和噪声的作用 但有个缺点是不耐冲击 当采用悬挂方式安装的时候应特别注意这种情况 采取适当的缓冲措施 避免冲击而导致安装处断裂 当然特殊情况下也有铸钢制造的情况 2 齿轮 齿轮是减速机中最重要的零件 负责传递转矩和转速 齿与齿之间配合为线接触 且运动过程中磨损严重 冲击承受较大冲击 因此需要齿轮有很大的表面硬度而芯部有一定的韧性 一般齿轮都是经过表面硬化处理 从而满足力学性能要求 特点和类型齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力 其圆周速度可达到300m s 传递功率可达105KW 齿轮直径可从不到1mm到150m以上 是现代机械中应用最广的一种机械传动 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点 1 传递动力大 效率高 2 寿命长 工作平稳 可靠性高 3 能保证恒定的传动比 能传递任意夹角两轴间的运动 齿轮传动与带传动相比主要缺点有 1 制造 安装精度要求较高 因而成本也较高 2 不宜作远距离传动 3 无过载保护 4 需专门加工设备 1 按两轴位置 直齿圆柱齿轮机构 轮齿与轴平行 斜齿圆柱齿轮传动 轮齿与轴不平行 人字齿轮传动 轮齿成人字形 传递相交轴运动 锥齿轮机构 传递交错轴运动 直齿斜齿曲线齿 交错轴斜齿轮蜗轮蜗杆准双曲面齿轮 类型 空间齿轮机构 齿轮机构 平面齿轮机构 圆柱齿轮机构 外啮合直齿圆柱齿轮机构 内啮合直齿圆柱齿轮机构 齿轮齿条机构 直齿条 外啮合斜齿圆柱齿轮机构 人字齿轮机构 齿轮齿条机构 斜齿条 直齿圆锥齿轮机构 曲齿圆锥齿轮机构 螺旋齿轮机构 交错轴斜齿轮机构 蜗杆机构 准双曲面齿轮机构 2 按工作条件 3 按齿形 渐开线 常用摆线 计时仪器圆弧 承载能力较强 开式 适于低速及不重要的场合半开式 农业机械 建筑机械及简单机械设备 只有简单防护罩闭式 润滑 密封良好 汽车 机床及航空发动机等齿轮传动中 4 按使用情况分 动力齿轮 以动力传输为主 常为高速重载或低速重载传动 传动齿轮 以运动准确为主 一般为轻载高精度传动 二 对齿轮传动的基本要求 1 传动准确平稳 齿轮传动的最基本要求之一是瞬时传动比恒定不变 以避免产生动载荷 冲击 震动和噪声 这与齿轮的齿廓形状 制造和安装精度有关 2 承载能力强齿轮传动在具体的工作条件下 必须有足够的工作能力 以保证齿轮在整个工作过程中不致产生各种失效 这与齿轮的尺寸 材料 热处理工艺因素有关 当一直线沿半径为rb的圆作纯滚动时 该直线上任一点K的轨迹称为该圆的渐开线 该圆称为渐开线的基圆 直线x x称为渐开线的发生线 角 K称为渐开线AK段的展角 渐开线与渐开线齿廓啮合传动的特点一 渐开线的形成及其特性1 渐开线的形成 1 齿顶圆 过所有轮齿顶端的圆 其半径用ra表示 2 齿根圆 过所有齿槽底部的圆 其半径用rf表示 3 基圆 形成渐开线齿廓的圆 其半径用rb表示 4 分度圆 位于轮齿的中部 是设计 制造的基准圆 其半径用r表示 5 齿顶高 齿顶圆与分度圆之间的径向距离 其长度用ha表示 5 齿根高 齿根圆与分度圆之间的径向距离 其长度用hf表示 7 全齿高 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离 其长度用h表示 且h ha hf 8 齿厚 每个轮齿在某一个圆上的圆周弧长 不同圆周上的齿厚不同 在半径 为rk的圆上 齿厚用sk表示 在半径为r的分度圆上 齿厚用s表示 9 齿槽宽 相邻两个齿间在某一个圆上的齿槽的圆周弧长 不同圆周上的齿槽宽不同 在半径为rk的圆上 齿槽宽用ek表示 在半径为r的分度圆上 齿槽宽用e表示 10 齿距 或称周节 相邻两个轮齿同侧齿廓之间在某一个圆上对应点的的圆周弧长 不同圆周上的齿距不同 在半径为rk的圆上 齿距用pk表示 显然有pk sk ek 在半径为r的分度圆上 齿距用p表示 同样p s e 若为标准齿轮 则有s e p 2 11 法向齿距 相邻两个轮齿同侧齿廓之间在法线方向上的距离 用pn表示 由渐开线特性可知 pn pb 基圆齿距 齿轮基本尺寸的名称和符号 同一圆上 齿根圆 df和rf 齿顶圆 da和ra 分度圆 d和r 基圆 db和rb 齿厚si 齿槽宽ei 齿距pi 景德镇陶瓷学院专用 一 外齿轮 1 名称与符号 齿顶圆 da ra 齿根圆 df rf 齿厚 sk任意圆上的弧长 齿槽宽 ek弧长 齿距 周节 pk sk ek同侧齿廓弧长 齿顶高ha 齿根高hf 齿全高h ha hf 齿宽 B 分度圆 人为规定的计算基准圆 表示符号 d r s e p s e 法向齿距 周节 pn pb 8 4渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸 景德镇陶瓷学院专用 2 基本参数 模数 m 齿数 z 出现无理数 不方便为了计算 制造和检验的方便 分度圆周长 d zp 称为模数m 模数的单位 mm 它是决定齿轮尺寸的一个基本参数 齿数相同的齿轮 模数大 尺寸也大 于是有 d mz r mz 2 人为规定 m p 只能取某些简单值 景德镇陶瓷学院专用 分度圆压力角 得 i arccos rb ri 由rb ricos i 定义分度圆压力角为齿轮的压力角 对于同一条渐开线 ri i b 0 景德镇陶瓷学院专用 由d mz知 m和z一定时 分度圆是一个大小唯一确定的圆 规定标准值 20 由db dcos 可知 基圆也是一个大小唯一确定的圆 称m z 为渐开线齿轮的三个基本参数 对于分度圆大小相同的齿轮 如果 不同 则基圆大小将不同 因而其齿廓形状也不同 是决定渐开线齿廓形状的一个重要参数 或rb rcos arccos rb r db dcos 景德镇陶瓷学院专用 齿轮各部分尺寸的计算公式 齿顶高 ha ha m 齿根高 hf ha c m 全齿高 h ha hf 齿顶圆直径 da d 2ha 齿顶高系数 ha 齿根圆直径 df d 2hf 顶隙系数 c 分度圆直径 d mz 2ha c m z 2ha m z 2ha 2c m 正常齿 ha 1短齿制 ha 0 8 正常齿 c 0 25短齿制 c 0 3 景德镇陶瓷学院专用 基圆直径 法向齿距 标准齿轮 一个标准齿轮的基本参数和参数的值确定之后 其主要尺寸和齿廓形状就完全确定了 mzcos db z mcos pcos 统一用pb表示 m ha c 取标准值 且e s的齿轮 db dcos pn pb 景德镇陶瓷学院专用 二 齿条 特点 齿廓是直线 各点法线和速度方向线平行1 压力角处处相等 且等于齿形角 2 齿距处处相等 p m 其它参数的计算与外齿轮相同 如 s m 2e m 2 z 的特例 齿廓曲线 渐开线 直线 ha ha mhf ha c m pn pcos 为常数 景德镇陶瓷学院专用 1 轮齿与齿槽正好与外齿轮相反 2 df d da 三 内齿轮 3 为保证齿廓全部为渐开线 da d 2ha df d 2hf 结构特点 轮齿分布在空心圆柱体内表面上 不同点 要求da db 景德镇陶瓷学院专用 pb1 pb2 pb1 pb2 pb1 pb2 不能正确啮合 不能正确啮合 能正确啮合 一对齿轮传动时 所有啮合点都在啮合线N1N2上 渐开线齿廓能满足齿廓啮合基本定律 那么 是否任意两个渐开线齿轮都能组成一对齿轮传动呢 m1 m2 从外观看齿1比齿2小 m1 m2 外观齿1比齿2大 8 5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 景德镇陶瓷学院专用 要使进入啮合区内的各对齿轮都能正确地进入啮合 两齿轮的相邻两齿同侧齿廓间的法向距离应相等 1 正确啮合条件 pb1 pb2 将pb mcos 代入得 m1cos 1 m2cos 2 因m和 都取标准值 使上式成立的条件为 m1 m2 1 2 结论 一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们模数和压力角应分别相等 传动比 景德镇陶瓷学院专用 二 标准中心距a 对标准齿轮 确定中心距a时 应满足两个要求 1 理论上齿侧间隙为零 2 顶隙c为标准值 储油用 此时有 a ra1 c rf2 r1 ha m r1 r2 为了便于润滑 制造和装配误差 以及受力受热变形膨胀所引起的挤压现象 实际上侧隙不为零 由公差保证 s 1 e 2 0 c c m c m r2 ha m c m m z1 z2 2 景德镇陶瓷学院专用 两轮节圆总相切 a r 1 r 2 r1 r2 两轮的传动比 i12 r 2 r 1 r 1 r1r 2 r2 在标准安装时节圆与分度圆重合 r2 r1 必须指出 1 分度圆和压力角是单个齿轮就有的 而节圆和啮合角是两个齿轮啮合后才出现的 2 非标准安装时 两分度圆将分离 此时由 提问 有可能 吗 景德镇陶瓷学院专用 1 一对轮齿的啮合过程 轮齿在从动轮顶圆与N1N2线交点B2处进入啮合 主动轮齿根推动从动轮齿顶 随着传动的进行 啮合点沿N1N2线移动 在主动轮顶圆与N1N2线交点处B1脱离啮合 主动轮 啮合点从齿根走向齿顶 而在从动轮 正好相反 B1B2 实际啮合线 N1N2 因基圆内无渐开线理论上可能的最长啮合线段 N1 N2 啮合极限点 阴影线部分 齿廓的实际工作段 理论啮合线段 一 重合度 B1 终止啮合点 B2 起始啮合点 景德镇陶瓷学院专用 2 连续传动条件 一对轮齿啮合传动的区间是有限的 要保证齿轮连续转动 则在前一对轮齿脱离啮合之前 后一对轮齿必须及时地进入啮合 为保证连续传动 要求 实际啮合线段B1B2 pb 齿轮的法向齿距 定义 B1B2 pb为一对齿轮的重合度 一对齿轮的连续传动条件是 为保证可靠工作 工程上要求 从理论上讲 重合度为1就能保证连续传动 但齿轮制造和安装有误差 即 B1B2 pb 1 1 采用标准齿轮 总是有 1故不必验算 齿轮啮合间隙调整 齿轮副法向侧隙的计算为保证齿轮副始终呈单面啮合的正常运转 其工作齿面之间需有油膜润滑 而非工作齿面之间则要考虑到温升变形的影响 故齿轮副的工作齿面间和非工作齿面间都应有一足够而不过大的最小侧隙 前者用于储油 后者用于弥补热膨胀所需 这两者最小法向值之和称为齿轮副的最小法向齿侧间隙 简称最小侧隙jnmin 其最小值取决于齿轮副的工作速度 润滑方式和温升 与齿轮副的精度等级无关 齿轮副侧隙的检验 齿轮副侧隙的测量方法有单点法 单啮法和双啮法 单点法在箱体上对安装好的齿轮副进行测量 也可在滚动试验机上进行测量 是实际检测中常用的测量方法 单啮法是用齿轮式单面啮合检查仪和传动测量仪来测量 双啮法用双面啮合检查仪 单点法测量单点法测量圆周侧隙时 在中心距和使用中心距相同的情况下 将齿轮副的一个齿轮固定 在另一个齿轮的分度圆切线方向上置一百分表然后晃动此齿轮 其晃动两由百分表读出 即为圆周侧隙值 单点测量法向侧隙时 在中心距和使用中心距相同的情况下 用压铅法和百分表法测量法向侧隙值 1 1压铅法在小齿轮上沿齿宽放置两根以上的铅丝 铅丝的直径根据间隙大小选定 一般不宜超过侧间隙的3倍 铅丝的长度一般为3 5个齿 并用干油粘在齿上 铅丝放好后 均匀转动齿轮 铅丝被压扁 厚度小的是工作侧隙 厚度最厚的是齿顶间隙 厚度较大的是非工作侧隙 其厚度可用千分尺测量 齿的工作侧隙和非工作侧隙之和即为齿侧隙 此法简单适用 测量结果比较准确 应用较多 1 2千分表法打表法测量时将一个齿轮固定 在另一个齿轮上装上夹紧杆 测量装有夹紧杆的齿轮的摆动角度 在千分表或百分表上得到读数差j 齿侧间隙jn为 Jn 2xsin nsin 式中 n法向压力角 为锥角也可以将表有直接顶在非固定齿轮的齿面上 迅速使轮齿从一侧啮合转向另一侧啮合 表上的读数差值即为侧隙值 此法用于较精确的啮合当测量的齿侧间隙超出规定时 可通过变动齿轮轴位置和刮研齿面来调整 也可以通过调整轴承座或修刮轴瓦等方法实现 锥齿轮的侧隙检查方法与圆柱齿轮的基本相同 其调整可以通过大齿轮的轴向移动实现 若侧隙过大 可将大齿轮沿轴向移近 侧隙过小则将大齿轮沿轴向移出 法向侧隙jn与大齿轮的轴向移动量x的关系为 jn j R LR为装夹齿轮的分度圆半径 L为百分表触头至齿轮回转轴线的距离 齿轮的直径计算方法 齿顶圆直径 齿数 2 模数分度圆直径 齿数 模数齿根圆直径 齿顶圆直径 4 5 模数 比如 M432齿齿顶圆直径 32 2 4 136mm分度圆直径 32 4 128mm齿根圆直径 136 4 5 4 118mm这种计算方法针对所有的模数齿轮 不包括变位齿轮 模数表示齿轮牙的大小 齿轮模数 分度圆直径 齿数 齿轮外径 齿数 2 中心距 a 1 2 m z1 z2 标准齿轮模数 齿数计算公式 减速比计算公式 减速比 从动齿轮齿数 主动齿轮齿数 如果是多级齿轮减速 那么将所有相啮合的一对齿轮组的从动轮齿数 主动轮齿数 然后将得到的结果相乘即可 定义计算方法 减速比 输入转速 输出转速i n2 n1 Z1 Z2n2 被动齿轮转速n1 主动齿轮转速Z2 被动齿轮齿数Z1 主动齿轮齿数减速机的传动比等于各级速比的乘积比如说从动齿轮齿数30 主动齿轮齿数10 从动齿轮齿数28 主动齿轮齿数14 它的减速比是多少 齿轮常见缺陷及失效形式有 点蚀 胶合 裂纹 断齿 磨损等 齿轮在啮合过程中 既有相对滚动 又有相对滑动 而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反 从而产生脉动载荷 这两种力的作用结果使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的剪应力 当这种剪应力超过齿轮材料的剪切疲劳极限时表面将产生疲劳裂纹 裂纹扩展 最终会使齿面金属小块剥落 在齿面上形成小坑减少点蚀现象的措施主要有两个 提高表面硬度和提高表面粗糙度 胶合的情况主要发生在两软齿面齿轮啮合过程中 由于表面硬度达不到要求造成 减速机中齿轮基本上都是硬齿面啮合 因此这种情况比较少见 裂纹的出现除了制造缺陷外 更多的原因是应力集中 把点蚀或原有的微小缺陷放大造成的 裂纹的产生会导致齿的强度急剧下降 若不及时更换 会发生断齿 断齿现象在齿轮故障中最为常见 齿轮两齿面相对运动过程中 会发生磨损现象 磨损也是影响齿轮寿命的一个关键因素 要减少磨损 在实际应用中 通常采取提高齿面硬度和合理的润滑两个措施 在减速机中 润滑的方式主要有两种 一种是飞溅润滑 一种是油浸润滑 润滑方式选择的依据是齿轮线速度 减速器的设计 类型和尺寸也要加以考虑 当V 6M S时 常用油浸润滑 V 15M S时 对斜齿轮常选用飞溅润滑 V 12M S时 对锥齿轮用飞溅润滑 因此 我们在检修或维护过程中 对润滑油量的控制很重要 润滑油并不是越多越好 很多时候因为油量过多 把飞溅润滑变为油浸润滑 从而使润滑效果降低 使减速机温度升高 而油量太少又达不到润滑效果 是磨损加大 噪音增加 影响齿轮寿命 吊车减速机齿轮报废标准通常为 裂纹 断齿 齿面点蚀损坏达啮合面的30 且深度达原齿厚的10 齿厚的磨损量达到齿厚的10 从理论上讲 一对齿轮中只有一个达到报废标准时 我们在检修过程中应该两个齿轮同时更换以消除一新一旧齿轮啮合时模数不匹配 增加磨损和噪声的影响 3 轴承和密封 轴承的选用是以使用寿命为标准计算得到 一般来说能够达到设计使用寿命 但实际中的轴承寿命却远远达不到设计寿命就报废了 究其原因主要有以下几点 1 安装过程中同轴度没达到要求 使轴承承受了多余载荷和冲击 2 润滑条件没有达到要求 加速轴承磨损 3 密封不严导致杂质进入轴承 产生磨粒磨损 4 轴承本身质量原因 滚动轴承的失效形式主要有疲劳剥落 过量的永久变形和磨损 疲劳剥落是正常失效形式 它决定了轴承的疲劳寿命 过量永久变形使轴承在运转中产生剧烈的振动和噪声 磨损使轴承游隙 噪声 振动增大 降低轴承的运转精度 由于轴承的损坏的主要是由于温度 速度 振动 对中 润滑情况 轴承状态等因素造成的 在轴承工作位置可安装相应的传感器和测试仪器进行检测 根据检测信号的频率 相位 幅值等的异常程度即可判断轴承是否损坏 对于齿轮箱的轴承应进行实时监测 以便提前发现故障 3 1轴承的类型 轴承的作用 轴承的作用 1 支撑轴及轴上零件 保持轴的旋转精度 2 减少转子在旋转过程中的摩擦和磨损 二 轴承的分类 1 根据摩擦性质 轴承分为 滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承 轴承的分类 第二章滚动轴承的代号 滚动轴承的种类很多 为了便于选用 国家标准规定用代号来表示滚动轴承 代号能表示出滚动轴承的结构 尺寸 公差等级和技术性能等特性 滚动轴承代号用字母加数字组成 完整的代号包括前置代号 基本代号和后置代号三部分 基本代号表示轴承的基本类型 结构和尺寸 是轴承代号的基础 5 常用滚动轴承的代号 滚动轴承代号是用字母加数字来表示轴承结构 尺寸 公差等级 技术性能等特征的产品符号 国家标准GB T272 93规定轴承的代号由三部分组成 前置代号 字母 基本代号 数字 字母 后置代号 字母 数字 轴承分部件代号 密封与防尘代号 五四三二一 类型代号 宽度系列代号 直径系列代号 内径代号 保持架及材料代号 特殊轴承材料代号 公差等级代号 内部结构代号 游隙代号 其他代号 滚动轴承 6103 6 深沟球轴承 1 特轻系列 03 内径d 17mm 公差等级为0级 游隙组为0组 6308 6 深沟球轴承 3 中系列 08 内径d 40mm 公差等级为0级 游隙组为0组 7214AC P4 7 角接触球轴承 2 轻系列 14 内径d 70mm 公差等级为4级 游隙组为0组 N105 P5 N 圆柱滚子轴承 1 特轻系列 05 内径d 20mm 公差等级为5级 游隙组为0组 30213 3 圆锥滚子轴承 2 轻系列 13 内径d 65mm 0 正常宽度 0不可省略 公差等级为0级 滚动轴承 前置代号 第二章滚动轴承的代号 0 双列角接触轴承 1 调心球轴承 2 调心滚子轴承和推力调心滚子轴承 3 圆锥滚子轴承 4 双列深沟球轴承 5 推力球轴承 6 深沟球轴承 7 角接触球轴承 8 推力圆柱滚子轴承 N 圆柱滚子轴承 U 外球面球轴承 QJ 四点接触球轴承 基本代号由轴承类型代号 尺寸系列代号和内径代号三部分自左至右顺序排列组成 1 类型代号 基本代号 第二章滚动轴承的代号 尺寸系列代号由轴承的宽 高 度系列代号 一位数字 和直径系列代号 一位数字 左右排列组成 它反映了同种轴承在内圈孔径相同时内 外圈的宽度 厚度的不同及滚动体大小不同 显然 尺寸系列代号不同的轴承其外廓尺寸不同 承载能力也不同 尺寸系列代号有时可以省略 除圆锥滚子轴承外 其余各类轴承宽度系列代号 0 均省略 深沟球轴承和角接触球轴承的10尺寸系列代号中的 1 可以省略 双列深沟球轴承的宽度系列代号 2 可以省略 2 尺寸系列代号 基本代号 续 第二章滚动轴承的代号 内径代号 第二章滚动轴承的代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 1 内部结构代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 2 密封件 防尘盖与外部形状变化代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 3 保持架结构 材料的代号 后置代号 第二章滚动轴承的代号 4 公差等级代号 表示圆锥滚子轴承 游隙代号 振动代号 配置代号 带附件轴承代号 C1C2CmC0C3C4C5 小 大 Z1Z2Z3Z4V1V2V3V4 加速度型 速度型 DB成对背对背安装DF成对面对面安装DT成对串联安装 轴承代号 附件代号带紧定套带退卸套带内圈带斜挡圈 后置代号 第二章滚动轴承的代号 轴承代号示例 第二章滚动轴承的代号 第三章滚动轴承的性能 1 深沟球轴承 深沟球轴承结构简单 使用方便 是生产批量最大 应用范围最广的一类轴承 主要承受径向载荷 也可承受一定的轴向载荷 当增大轴承的径向游隙时 具有角接触球轴承的功能 可承受较大的轴向载菏 但不能单独承受轴向负荷 与同尺寸其它类型轴承相比 此类轴承磨擦系数小 极限转速高 其产量占轴承总产量的60 70 是产量最高 使用最广 价格最低廉的一类轴承 第三章滚动轴承的性能 2 调心球轴承 调心球轴承有两列钢球 内圈有两条滚道 外圈为内球面形 具有自动调心的性能 可以自动补偿由于轴的挠曲形变产生的同轴度误差 适用于支承座孔不能保证严格同轴度的部件中 第三章滚动轴承的性能 3 调心滚子轴承 调心滚子轴承具有两列滚子 主要用于承受径向载荷 同时也能承受任一方向的轴向载荷 有较高的径向承载能力 特别适用于重载或振动载荷下工作 但不能承受纯轴向的载荷 调心性能良好 能补偿同轴度的误差 第三章滚动轴承的性能 4 圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承主要用于承受径向载荷为主的径向与轴向联合载荷 而大锥角的圆锥滚子轴承可以用于承受以轴向载荷为主的径向 轴向联合载荷 单列圆锥滚子轴承必须成对使用 因为圆锥滚子轴承在承受径向负荷时有轴向力产生 为抵消这种额外的附加负荷必须由相对的另一套轴承承受 相互抵消轴向分力的影响 圆锥滚子轴承为可分离型轴承 其内圈和外圈可以分别安装 在安装和使用过程中可以调整轴承的径向游隙和轴向游隙 也可以预过盈安装 第三章滚动轴承的性能 5 圆柱滚子轴承 圆柱滚子的滚子通常由一个套圈的两个挡边引导 保持架 滚子和引导套圈组成一个组合件 可与另一个轴承套圈分离 属于可分离型轴承 此种轴承安装 拆卸比较方便 尤其当要求内 外圈与轴 壳体都是过盈配合时更显其优点 此类轴承一般只用于承受径向负荷 只有当内 外圈均带挡边的单列轴承可承受较小的定向轴向载荷 与外形尺寸相同的深沟球轴承相比 该轴承具有较大的径向承载能力 第三章滚动轴承的性能 6 滚针轴承 滚针轴承装有细长而长的滚子 因此径向结构紧凑 其内径尺和承载能力与其它轴承类型相同时 外径很小 特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构 根据使用场合的不同 可选用无内圈的轴承或滚针与保持架的组件 此时和轴承相配的轴颈表面和外壳孔表面直接作为轴承的内 外滚道表面 为保证承载能力和运转性能与套圈轴承相同 轴或外壳孔滚动表面的硬度 加工精度和表面质量应与轴承套圈的滚道相仿 第三章滚动轴承的性能 7 角接触球轴承 角接触球轴承钢球和外圈滚道接触点承载作用线和轴承径向平面之间存大一事实上的角度 这个角度就是公称接触度 角接触球轴承的极限转速高 可以同时承受径向和轴承载荷 也可以承受纯轴向载荷 其轴向承载能力由接触角大小决定 单列角接触轴承只能承受一个方向的轴向负载 在承受径向力时 将引起附加轴向力 并且只能限制轴或外壳在一个方向上的轴向位移 第三章滚动轴承的性能 8 推力球轴承 推力球轴承是分离型轴承 接触角为90 只能承受轴向负载 极限转速低 此类轴承常用于立式钻床 立式水泵 车床顶针座 汽车离合器 千斤顶 阀门 钻探机转盘 第三章滚动轴承的性能 9 推力滚子轴承 推力滚子轴承包括推力圆锥滚子 推力调心滚子轴承 推力圆柱滚子轴承和推力滚针轴承 第三章滚动轴承的性能 10 组合轴承 组合轴承是有两种或两种以上的滚动体 用来承受径向和轴向负荷或起轴向限位作用的轴承 正确装拆轴承的重要性 合理 有效地使用轴承的保证 使轴承可以达到它应有的寿命 精度等指标 使主机达到设计所预期的性能指标 如安全性 振动 噪音 保养周期等 降低用户开支及成本 3 2轴承的安装 挡边被敲坏的轴承 正确装拆轴承的重要性 续 不正确装拆轴承的后果 内圈和外圈滚道表面被敲坏的痕迹 正确装拆轴承的重要性 续 不正确装拆轴承的后果 正确装拆轴承的重要性 续 不正确装拆轴承的后果 用乙炔喷枪加热后的轴承 表面变成黑色 变蓝 轴承安装操作一般原则 保证环境 轴承 主机 操作者和工具的清洁 注意轴承防锈措施 禁止裸手触摸轴承 采用合适的工具或专用工具 谨慎操作 施力均匀 对称 平稳 避免直接冲击 避免通过滚动体施力 操作者须经培训 具有轴承安装技能 禁止用铁锤直接敲击轴承来安装 轴承安装一般原则 续 禁止通过滚动体来传递安装力 轴承安装一般原则 续 轴承安装一般原则 续 安装前准备 必须有一个安装作业程序 准备好安装所必需的工具设备 手套 抹布等 按图纸要求核查安装部位的配合尺寸 形位公差和表面粗糙度 对主机安装配合表面可能存在的毛刺 锈斑 磕碰凸痕 附着物作彻底清除 对轴承和附件进行认真清洗 清洗剂可用汽油 煤油 甲苯 二甲苯等 然后涂上润滑油 脂 注意 在安装准备工作没有完成前 不要拆开轴承的包装 以免使轴承受到污染 轴承安装一般原则 续 1 轴承的准备由于轴承经过防锈处理并加以包装 因此不到临安装前不要打开包装 另外 轴承上涂布的防锈油具有良好的润滑性能 对于一般用途的轴承或充填润滑脂的轴承 可不必清洗直接使用 但对于仪表用轴承或用于高速旋转的轴承 应用清洁的清洗油将防锈油洗去 这时轴承容易生锈 不可长时间放置 2 轴与外壳的检验清洗轴与外壳 确认无伤痕或机械加工留下的毛刺 外壳内绝对不得有研磨剂 SiC Al2O3等 型砂 切屑等 其次检验轴与外壳的尺寸 形状和加工质量是否与图纸符合 轴承安装一般原则 续 分几处测量轴径与外壳孔径 如右图 还要认真检验轴与外壳的圆角尺寸及挡肩的垂直 安装轴承前 在检验合格的轴与外壳的各配合面涂布机械油 注意 倒角半径必须小于轴承的倒角半径 圆柱孔轴承的安装 压力法适用 中 小型轴承 指OD 150mm 过盈量不太大的配合 工具 机械或液压式压力机或设备 内圈过盈配合 外圈过盈配合 内 外圈均过盈配合 加热法适用 尺寸较大的轴承 过盈量较大的配合 加热方式 油浴加热电感应加热 油浴加热 加热的轴承 用筛网将轴承与底部隔开 油温在80 100 一般不超过100 最高不超过120 火焰燃烧器 支撑块 机械油 圆柱孔轴承的安装 续 加热法安装轴承 高温油浴加热轴承优点 统一加热缺点 较脏乱轴承容易被污染加热时间长燃烧后有毒气体危害人体健康存在火灾危险对于新轴承 将损坏防护油的作用 电感应加热 优点 安全 可靠加热均匀清洁无污染定时 定温操作简单 圆柱孔轴承的安装 续 加热法 续 严禁使用的加热方法 使用气焊 氧炔焰优点速度快缺点没有温度控制功能 加热不均匀极易损坏轴承和轴不能统一进行加热存在火灾危险燃烧轴承防护油后产生有毒气体 危害人体健康 轴承径向游隙的测量方法 国家和轴承行业都有专门的检测标准 JB T3573 93 来规定 在轴承制造工厂都有专用的检测仪器来测量轴承的径向游隙 对于调心滚子轴承的径向游隙 通常采用塞尺测量方法 下面介绍用塞尺测量调心滚子轴承径向游隙的方法 A 将轴承竖起来 合拢 要点 轴承的内圈与外圈端面平行 不能有倾斜 将大拇指按住内圈并摆动2 3次 向下按紧 使内圈和滚动体定位入座 定位各滚子位置 使在内圈滚道顶部两边各有一个滚子 将顶部两个滚子向内推 以保证它们和内圈滚道保持合适的接触 B 根据游隙标准选配好塞尺 要点 由轴承的内孔尺寸查阅游隙标准中相对应的游隙数值 根据其最大值和最小值来确定塞尺中相应的最大和最小塞尺片 C 选择径向游隙最大处测量 要点 轴承竖起来后 其上部外圈滚道与滚子之间的间隙就是径向游隙最大处 D 用塞尺测量轴承的径向游隙 要点 转动套圈和滚子保持架组件一周 在连续三个滚子能通过 而在其余滚子上均不能通过时的塞尺片厚度为最大径向游隙测值 在连续三个滚子上不能通过 而在其余滚子上均能通过时的塞尺片厚度为最小径向游隙测值 取最大和最小径向游隙测值的算术平均值作为轴承的径向游隙值 在每列的径向游隙值合格后 取两列的游隙值的算术平均值作为轴承的径向游隙 对于单列角接触球轴承 圆锥滚子轴承和推力轴承 其安装的最后工作是调整轴承的轴向游隙 轴承的轴向游隙需要根据安装结构 载荷 工作温度和轴承性能进行精确调整 下面介绍轴向游隙的测量方法和如何调整轴向游隙 1 感觉法用手指检查滚动轴承的轴向游隙 这种方法应用于轴端外露的场合 当轴端封闭或因其他原因而不能用手指检查时 可检查轴是否转动灵活 2 测量法 1 用塞尺检查 操作方法与用塞尺检查径向游隙的方法相同 但轴向游隙应为c 2sin 式中c 轴向游隙 mm 塞尺厚度 mm 轴承锥角 2 用千分表检查 用撬杠窜动轴使轴在两个极端位置时 千分表读数的差值即为轴承的轴向游隙 但加于撬杠的力不能过大 否则壳体发生弹性变形 即使变形很小 也影响所测轴向游隙的准确性 轴向游隙的测量方法 利用千分表测量汽车轮毂轴承轴向游隙的方法 轴承的径向间隙 只有锥面圆柱 向心轴承才能调整 而且调整量特别小 其它轴承径向 轴向间隙都不能调 轴承运行前检查 轴承安装结束后 在正常运行前应进行以下检查 手动运转 如可能 检查是否有卡紧 非正常摩擦 转矩不均或过大等现象 无负载动力运转 点动 对于不能作手动运转的以此替代无负载动力运转 短期 检查噪音 温升是否正常带负载运转 有条件的应逐步加载 检查振动 噪音 温升 润滑剂泄漏 变色等对于出现的异常情况可参照下表处理 运行前检查异常状态原因分析和对策 轴承运行前检查 续 轴承运行前检查 续 运行前检查异常状态原因分析和对策 续 轴承的拆卸方法 适用 维修设备时临时拆卸 轴承损坏后拆卸更新 若轴承拆下后还需再次使用 则绝不允许通过滚动体来传递拆卸力 对非分离型轴承 首先从较松配合面 一般是外圈与壳体孔径的配合面 将轴承拆出 然后使用压力机将轴承从紧配合表面压出 对于非分离型轴承 还可以使用专门的拆卸装置 俗称 拉马 拆卸轴承 这种方式比较方便 双拉杆拆卸器 三拉杆拆卸器 轴承的拆卸方法 续 在拆卸外圈过盈配合的轴承时 如果所装部位在设计时就考虑到拆卸的问题 则会更方便 在壳体挡肩上设置几处切口 设置顶出螺钉的螺纹孔 轴承的拆卸方法 续 对可分离型轴承 如单列圆柱滚子轴承 NU NJ型 内圈与轴一般都采用紧配合 如果采用轴承感应加热器加热内圈 在内圈热膨胀状态下进行拆卸 就容易得多 采用轴承感应加热器加热内圈来拆卸 轴承的拆卸方法 续 拆卸小型锥孔轴承的方法 拆卸带紧定套的锥孔轴承 只要将螺母转松几圈后 使用垫块用锤子敲打即可拆卸 直接利用退卸套 靠拧紧螺母来拆卸锥孔轴承 轴承的拆卸方法 续 在拆卸条件困难的情况下 在螺母圆周上设置螺钉孔 靠顶压螺钉来拉拔退卸套拆卸锥孔轴承 拆卸大型锥孔轴承 往往利用油压的方法 在锥形轴上的油孔中加压送油 使内圈膨胀来拆卸锥孔轴承 在实际操作中必须设置某种形式的止动装置 如螺母或端盖 以限制轴承的轴向脱出 轴承的拆卸方法 续 轴承的维护保养 目的 为了使轴承的性能长期维持在良好的状态 确保轴承运转的可靠性 方法和内容 由设备维护保养标准操作程序规定 轴承的维护保养内容可以包括 运转状况监视润滑系统维护 补充和更换润滑剂日常点检定期检查 润滑的目的 分隔相邻的运动件 防止干摩擦 减少能耗 减少或防止磨损 延长轴承精度寿命 改善微观接触应力状态 延长疲劳寿命 附带作用防腐作用 密封作用 采用脂润滑 散热作用 采用循环油方式 润滑油膜厚度取决因素 油膜厚度取决于 粘度温度速度载荷 润滑因素 表面光滑程度轴承几何精度最合适 之比大于1 5 润滑脂基础知识 润滑脂的组成 基础油 矿物油 合成油 稠化剂 皂 有机物 无机物 添加剂 抗氧剂 防锈剂 极压添加剂 油 稠化剂 添加剂 润滑脂 脂的主要技术项目 稠度 针入度 表征脂的软硬程度的量 太稠则易产生贫油 增加阻力 太稀则保持力不足漏脂 我国和国际上通用的稠度等级是按照美国润滑脂会 NLGI 的稠度等级 共分9个等级 见下表 稠化剂的种类 锂基脂 脂肪酸锂皂 综合优点最多的稠化剂 滴点200 复合锂基脂 复合锂皂 滴点300 脲基脂 聚脲 滴点300 轴承寿命长 复合磺酸钙基脂 复合磺酸钙皂 滴点大于300 使用温度高 承载能力高 滴点是指润滑脂受热溶化开始滴落的最低温度 是润滑脂的重要指标之一 轴承润滑脂选用时须考虑的因素 负荷性质工作转速 用DN值衡量 工作温度 工作温度影响着润滑油的粘度变化和润滑效果 轴承精度结构特点环境条件工作载荷 油脂的添加量 油脂过多 使轴承在运转时产生大量热能并泄漏 油脂过少 使套圈滚道与滚子表面缺乏油膜保护 当Ng N 1 25时 润滑脂占轴承内部空间1 3 当1 25 Ng N 5时 润滑脂占轴承内部空间1 3 2 3 Ng 轴承脂润滑的极限转速 r min N 轴承的实际工作转速 r min 储油室内润滑脂添加1 2空间 为了防止灰尘等杂物进入轴承 通常会在输入输出轴上采取密封措施 通常密封的方式有 密封环密封 迷宫式密封 组合式密封 密封环装在轴承盖上 用耐油橡胶或毛毡加工而成 这种密封方式可靠 但易磨损和老化 迷宫密封是不接触密封 可防止密封件磨损 所以他们不需要维修且可以保证良好的温度特性 但这种密封仅适用于水平放置的低转速减速机上 且环境灰尘不能太大 3 3密封 迷宫密封 组合式密封是专为灰尘很大的环境里面工作的减速机设计的 由一系列密封件组合在一起 包括径向轴封环 层状密封和添加润滑脂的迷宫密封 以防止灰尘渗入 SchoolofMechanicalEngineering 上海电机学院机械学院 第五章密封件 液压与气压传动 密封的作用是阻止泄漏 造成泄漏的原因主要有两方面 一是密封面上有间隙 二是密封部位两侧存在较大压力差 消去或减小任一因素都可以阻止或减小泄漏 因此 密封的方法通常有 1 封住结合面的间隙 2 切断泄漏通道 3 增加泄漏通道中的阻力 4 设置作功元件 对泄漏介质造成压力 以抵消或平衡泄漏通道的压力差 2 密封的分类 H P SchoolofMechanicalEngineering 上海电机学院机械学院 第五章密封件 液压与气压传动 表5 1密封的分类 根据被密封的偶合面在设备运转时有无相对运动 可将密封分为静密封和动密封两大类 另外按照密封件的制作材料 结构形式和密封机理等还可进一步细分 密封的分类见表5 1 H P H P SchoolofMechanicalEngineering 上海电机学院机械学院 第五章密封件 液压与气压传动 Back 3 2O型密封圈 3 2 1O型密封圈的定义O形封圈是一种截面为圆形的橡胶圈 如图所示 其材料主要为丁腈橡胶或氟橡胶 O形密封圈是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件 它主要用于静密封和移动密封 O形密封圈d1 O形圈内径d2 O形圈截面直径 其使用速度范围一般为0 005 0 3m s 当圆周速度小于2m s用于旋转运动密封 如液压挖掘机的中央回转接头的分配阀动密封机构 一般O形密封圈在旋转运动密封装置中使用较少 O形密封圈与其他形式密封圈比较 具有以下优点 1 结构小巧 装拆方便 2 静 动密封均可使用 3 动摩擦阻力比较小 4 使用单件O形密封圈 可对两个方向起密封作用 5 价格低廉 但是 当设备闲置时间过久而再次起动时 O形密封圈的摩擦阻力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增 并出现蠕动现象 3 2O型密封圈 3 2 2O型密封圈的密封原理1 用于静密封时的密封原理 当没有介质压力时 密封圈在自身的弹性力作用下 对接触面产生一个预接触应力p0 如图所示 O形密封圈的静密封原理a 空载状态 O形密封圈装入密封槽后 其界面承受接触压缩应力而产生变形 3 2O型密封圈 而当容腔内充入有压力的介质后 则在介质压力p的作用下 O形密封圈发生位移 移向低压侧 且其弹性变形进一步加大 填充和封闭了密封间隙 此时 作用于密封副偶合面的接触压力上升为p1 p pm 从而大大增加了密封效果 如图所示 当容腔内的介质卸压后 p 0 则由于O形密封圈仍具有初装时的预接触应力p0 故仍能保证密封性能 此即所谓O形密封圈的自密封作用 O形密封圈的静密封原理b 承载状态 3 2O型密封圈 2 用于往复运动密封时的密封原理 O形密封圈在往复运动滑移面上的接触情况 如图所示 此时O形密封圈的动密封作用主要还是依靠其预压缩和加压后作用于耦合面上的接触应力 且由于O形密封圈自身的弹性而具有磨损后自动补偿的能力 O形密封圈的动密封原理 3 2O型密封圈 油封各部位的名称 什么是油封 橡胶的试验方法 泄漏的检查 三 油封各部位的作用 什么是油封 橡胶的试验方法 泄漏的检查 什么是油封 橡胶的试验方法 泄漏的检查 4 组装前的准备工作 油封 使用正在保管的油封时 请不要使用附着有砂 尘等异物的油封 这会造成泄漏 请不要用指甲及硬物摩擦油封唇口端部 唇口端部是承担油封功能的最重要的部分 T型 K型油封等是带有2个以上唇口的油封 对唇口部填充润滑脂 在唇口之间填充矿物油型锂基润滑脂对唇口部润滑 S型 V型 TCK型等油封只有一个唇口 请在唇口端部涂润滑脂对唇口部进行润滑 轴 腔体 轴表面与腔体孔内面确认不得附有防锈油或砂尘等异物 如已附有时 请予以洗净 用洗净油和汽油清洗时 请拭干净 此时用压缩空气喷射 可使看不见的部位一样清除干净 洗净油与汽油在轴与腔体孔中残留 会使油封膨胀 而发生故障 腔体孔内面及倒角部分与油封在通过轴端与轴时 不应有毛刺及缺陷 因为毛刺及缺陷会在安装时成为唇口端部与外周面损伤的原因 请用金刚砂纸予以除去 请确认在唇口部接触轴表面时无缺陷及锈 轴表面的缺陷与锈是泄漏的直接原因 5 向腔体孔安装油封的安装关系密封功能的成败 优良的油封设计如果没有正确的装配将无法发挥密封的效果 故必须使用正确的装配治具及依照正确的安装步骤来安装 安装前油封必须用油或油脂预先润滑唇口 以降低安装时接触面滑动摩擦 同时也可以防止初始旋转油封唇口因润滑不良而损坏 什么是油封 橡胶的试验方法 泄漏的检查 1 正确的施力方式 避免造成油封变形 在没有压力机或没有使用压力机的情况下 应选用一适当的挡板作为治具 均匀施压 切勿以锤直接敲打 造成油封变形 2 正确的安装治具 选用治具时注意治具与油封接触位置 档板 腔体 请不要只在油封部分敲打 变形