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5.7 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
絕大多數(shù)中、小型減速器均采用滾動軸承,滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件,設(shè)計時只需要選擇軸承的類型和型號并進(jìn)行軸承的組合設(shè)計即可。
滾動軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮軸承的支承結(jié)構(gòu)型式、支承剛度、以及軸承的固定、調(diào)整、拆裝、密封及潤滑等。下面就軸承端蓋結(jié)構(gòu)、調(diào)整墊片、軸承的潤滑與密封等方面作一介紹。
1 .軸承端蓋
軸承端蓋用以固定軸承、調(diào)整軸承間隙并承受軸向力。
軸承端蓋的結(jié)構(gòu)有嵌入式和凸緣式兩種。每種又有悶蓋和透蓋之分。
嵌入式軸承端蓋結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,無需固定螺釘,外徑小,重量輕,外伸軸尺寸短。但裝拆端蓋和調(diào)整軸承間隙困難,密
2、封性能差,座孔上開槽,加工費時。嵌入式軸承端蓋多用于重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊的場合,其結(jié)構(gòu)和尺寸見表 5.1 。
凸緣式軸承端蓋安裝、拆卸、調(diào)整軸承間隙都比較方便,密封性能也好,所以應(yīng)用廣泛。但缺點是外廓尺寸大,又需一組螺釘來聯(lián)接。其結(jié)構(gòu)和尺寸見表 5.2 。
表 5.1 嵌入式軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸
e 2 =5~10mm
s=10~15mm
m 由結(jié)構(gòu)確定
D 3 =D+e 2 , 裝有 o 型圈的,按 o 型圈外徑取整
d1 、 b1 等由密封尺寸確定
表 5.2 凸緣式軸承端蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸
do =d3 +1mm , d3 —端蓋聯(lián)接螺栓直
3、徑,尺寸見右表。
D1=D+2.5d3
D2 =D1 +2.5d3
e=1.2d3
e 1 ≥ e
m 由結(jié)構(gòu)確定
D4 =D- ( 10~15 ) mm
b1、d1由密封尺寸確定
b=5~10mm
h=(0.8~1)b
軸承外徑 D
螺栓直徑 d 3
端蓋上螺栓數(shù)目
45~65
70~100
110~140
150~230
6
8
10
12~16
4
4
6
6
當(dāng)端蓋與孔的配合處較長時,為了減少接觸面,在端部鑄出或車出一段較小的直徑,但必須保留有足夠的長
4、度 e1 ,一般此處的配合長度為e1= ( 0.10~0.15 ) D , D 為軸承外徑,圖中端面凹進(jìn)δ值,也是為了減少加工面。如圖 5.8 所示。
圖 5.8 軸承端蓋端部結(jié)構(gòu)
圖 5.9 穿通式軸承端蓋
由于端蓋多用鑄鐵鑄造,所以要很好考慮鑄造工藝。例如在設(shè)計穿通式軸承端蓋圖 5.9 時,由于裝置密封件需要較大的端蓋厚度(圖 5.9a ),這時應(yīng)考慮鑄造工藝,盡量使整個端蓋厚度均勻,如圖 5.9b )、 c )所示是較好的結(jié)構(gòu)。
2 .軸伸出端的密封
軸伸出端的密封的作用是防止軸承處的潤滑劑流出和箱外的污物、灰塵和水氣進(jìn)入軸承腔內(nèi),常見的密封種類有接觸式密封
5、和非接觸式密封兩大類,接觸式密封有氈圈密封、 O 形橡膠圈密封、唇形密封,非接觸式密封有溝槽密封和迷宮密封。
下面主要介紹氈圈密封和 O 形橡膠圈密封。
( 1 )氈圈密封
將矩形氈圈壓入梯形槽中使之產(chǎn)生對軸的壓緊作用而實現(xiàn)密封,如圖 5.10 。它的結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,安裝方便,但接觸面的摩擦磨損大,氈圈壽命短,功耗大,一般用在軸頸圓周速度 v < 5m/s 、工作溫度 t < 90 0 C 、脂潤滑的軸承中。安裝前,氈圈需用熱礦物油( 80~90 C )浸漬。
圖 5.10 氈圈密封裝置
( 2 ) O 形橡膠圈密封
利用安裝溝槽使 O 形橡膠圈受到壓縮而實現(xiàn)密封
6、,在介質(zhì)作用下產(chǎn)生自緊作用而增強密封效果。 O 形橡膠圈有雙向密封的能力,其結(jié)構(gòu)簡單, O 形橡膠圈為標(biāo)準(zhǔn)件,可直接選用。
3 .調(diào)整墊片
調(diào)整墊片可用來調(diào)整軸承間隙、游隙以及軸的軸向位置。在端蓋與機體之間放置由若干薄片組成的調(diào)整墊片組,如圖 5.9 所示。墊片組是由厚度不同的墊片組成的,墊片的厚度及片數(shù)見表 5.3 。也可根據(jù)需要自行設(shè)計調(diào)整墊片,墊片材料多為軟鋼片或薄銅片。
表 5.3 調(diào)整墊片組
組別
A 組
B 組
C 組
厚度
0.50
0.20
0.10
0.50
0.15
0.10
0.50
0.15
0.12
7、
片數(shù)
3
4
2
1
4
4
1
3
3
注: 1. 材料:沖壓銅片或 08 鋼片拋光;
2. 凸緣式軸承端蓋用的調(diào)整墊片:
d 2 =D+(2~4), D: 軸承外徑; D 0 、 D 2 、 n 、和 d 0 由軸承端蓋結(jié)構(gòu)定。
3. 嵌入式軸承端蓋用的調(diào)整環(huán) D 2 =D-1
d 2 按軸承外圈的安裝尺寸決定;
4. 建議準(zhǔn)備 0.05mm 墊片若干,以備調(diào)整微量間隙用。
4 .軸承的潤滑與密封
1 )潤滑
根據(jù)軸頸的速度,軸承可以用潤滑脂或潤滑油潤滑。當(dāng)浸油齒輪圓周速度小于 2m/s 時,宜用潤滑脂潤滑;當(dāng)
8、浸油齒輪圓周速度大于 2m/s 時,可以靠機體內(nèi)油的飛濺直接潤滑軸承,或引導(dǎo)飛濺在機體內(nèi)壁上的油經(jīng)機體剖分面上的油溝流到軸承進(jìn)行潤滑,這時必須在端蓋上開槽,如圖 5.8 。為防止裝配時端蓋上的槽沒有對準(zhǔn)油溝而將油路堵塞,可將端蓋的端部直徑取小些,使端蓋在任何位置油都可以流入軸承(圖 5.11 所示)。
圖 5.11 油潤滑端蓋
2 )軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封
當(dāng)潤滑方式確定后,要考慮箱體內(nèi)側(cè)的密封,按密封作用可分為封油環(huán)和擋油環(huán)兩種。
( 1 )封油環(huán)
它用于脂潤滑軸承,為了防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承將油脂稀釋而帶走潤滑脂,圖 5.12a )、 b )、 c )所示為固定式封油環(huán),結(jié)構(gòu)尺寸可參考軸伸出處的密封裝置確定。圖 5.12d )、 e )、所示為旋轉(zhuǎn)式封油環(huán),利用離心力可以甩掉從箱壁流下的油以及飛濺起來的油和雜質(zhì),封油效果比固定式好。圖 e )中旋轉(zhuǎn)式封油環(huán)尺寸見) f 圖。
圖 5.12 封油環(huán)密封裝置
( 2 )擋油環(huán)
對于斜齒輪傳動,為了防止?jié)櫥捅惠嘄X沿軸向推動,造成一個軸承內(nèi)的潤滑油被吸出,而另一個軸承內(nèi)進(jìn)油較多,應(yīng)在軸承面向箱體內(nèi)壁的一側(cè)加設(shè)擋油環(huán)。如圖 5.13 所示,擋油環(huán)與座孔留有較大的間隙,允許一定的油量仍能濺入軸承腔內(nèi)進(jìn)行潤滑。
圖 5.13 擋油環(huán)密封裝置
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