用高质量的机床冲压劣质金属可能不会成功。但是,有多少操作员在不了解低档材料的情况下,会责怪机床呢?这一事件提醒我们,在任何情况下,将责任归咎于错误的事情都是无济于事的。但正如 SMB Bearings 董事总经理 Chris Johnson 所解释的那样,轴承也发生了类似的替罪羊。
当轴承旋转时,一个套圈通常会在其圆周的所有点上承受载荷。根据应用的不同,这可能是内圈或外圈。在这种情况下,内圈将有绕轴旋转的趋势,或者外圈将在轴承座内旋转并导致轴承和轴或轴承座的磨损。这种运动也被称为“蠕变”。
完美契合
轴或轴承座必须加工成正确的公差,以确保适当紧密的配合,以防止这种情况发生。在存在大量振动的情况下,还需要紧密的轴或轴承座配合,这样可以防止振动导致轴承在其安装座内移动。如果轴承承受非常重的载荷,紧密配合通常也用于为内圈或外圈提供额外的支撑。
在使用紧密配合的情况下,将轴承压在轴上或轴承座上的行为将通过去除少量表面金属来平滑轴或轴承座的表面。这样做的效果是使轴略小,或外壳略大。
地面受压制过程的影响较小。车削或车削表面受到的影响更大,因为初始表面光洁度更粗糙。空心轴可能更容易被压缩,这意味着最终的配合不如实心轴那么紧密。薄壳体比厚壳体更容易拉伸,因此薄壳体的壳体配合可能更松。轴承用户在决定轴和轴承座公差之前必须考虑所有这些因素。
如果需要紧密配合,则必须根据轴承的内部游隙仔细检查轴或轴承座的公差。例如,“过盈”轴配合是指轴实际上大于轴承内圈。将轴承安装到轴上需要很大的力,从而在轴周围拉伸内圈。内圈尺寸的轻微增加会导致轴承内部游隙减小。
如果轴承的内部游隙不够大,无法应对这种减小,轴承在安装后可能无法旋转,并且会很快失效。
举个例子
轴承制造商使用气压计来检查轴承尺寸。这些精度精确到千分之一毫米的一半或更好。如果轴或轴承座制造商没有相同精度的测量设备,则轴或轴承座尺寸可能不如轴承尺寸精确,并且可能会出现问题。
轴和轴承座公差也控制圆度。轴承套圈的圆度受到严格控制。如果轴承安装在不圆的轴或轴承座上,轴承套圈可能会从其最初的“圆形”状态变形,并假定制造不良的轴或轴承座的圆度较差。轴承依靠良好的圆度来安静地运行,因此,当这种情况发生时,轴承会变得嘈杂。轴或轴承座圆度对于薄截面轴承更为重要,因为较薄的套圈更容易变形。
这些都表明,轴和轴承座公差对轴承性能非常重要。如果客户意识到轴和轴承座公差对轴承性能的影响,他们将首先投入更多精力来确保这些公差是正确的。当出现问题时,他们应该在责怪轴承之前准确考虑检查轴和轴承座的尺寸、材料和振动水平。
测量很重要
如果其他部件的制造精度与轴承不同,轴承在最终产品中的性能将无法充分提高。当轴承不可避免地出现故障时,不是轴承制造商的过错,只能归咎于轴承。
轴承厂可以就轴和轴承座公差提供指导。设计工程师应能够提供相关信息,例如径向载荷和轴向载荷、哪个轴承套圈旋转、转速(以rpm为单位)、哪个轴承套圈在所有点上受荷、安装和工作温度、轴和轴承座材料(车削或研磨)、实心轴或空心轴以及轴承座的厚度。这些信息使轴承厂工程师能够推荐轴和轴承座公差,以获得比较好的性能。
然后,设计工程师需要准确检查轴和轴承座的公差,以确保它们符合规格。这应该使用精确的测量设备来完成:气压计、环规或塞规。虽然并非所有企业都会拥有气压计,但从长远来看,将这种零件检测外包给第三方可能会带来好处——特别是因为它可以确保轴承与工具完美匹配。
消除人为错误
重要的是,工程师必须仔细选择测量方法。他们应该对轴和轴承座的公差和圆度承担与轴承公差和圆度相同的责任。如果确实出了问题,并且似乎发生了轴承故障,SMB 总是很乐意让工厂重新检查轴承公差,但如果对系统中可能导致故障的其他组件和变量进行检查,则可以节省时间。
如果工程师在测试产品时采用更全面的方法来提高轴承性能,他们应该可以节省宝贵的时间和精力。