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轴承内外沟槽内外径测量轴承检测
  • 发布日期:2019-11-27      浏览次数:83
    • 轴承过盈配合计算

      一个相对于负载旋转的轴承套圈应该安装一个过盈配合,以避免套圈滑动。过盈配合会降低轴承的有效间隙。温度和离心力对过盈配合的有效间隙和性能有额外的影响。给出了考虑干涉、温度和离心力的干涉配合的在线计算。

      通常用厚环理论计算干涉配合,假设有两个圆柱环和平面应力。零件之间的干涉是由制造公差决定的,可以考虑一些由于表面粗糙度引起的嵌入。DIN 7190(2001)提出有效干扰降低0.8*Rz,而DIN 7190(2017)提出有效干扰降低0.4*Rz。应考虑接触的两部分表面粗糙度之和,但由于大多数情况下轴承环的表面要比轴和轴承座光滑得多,所以只考虑轴/轴承座表面粗糙度就足够了。

      在计算过盈配合时,要求各环的内径与外径之比。对于内环的外径和外环的内径,问题是如何确定这个直径。一些轴承目录提到滚道直径,其他滚道直径之间的平均直径和肩部。

      为了估算轴承套圈肩部对有效间隙变化的影响,在MESYS轴承计算软件中加入轴对称有限元计算,根据厚环理论计算圆柱环时,其外轮廓的直径展开如图所示。厚环理论有两种选择。无论是螺距直径加上/减去球直径Dpw±Dw用于第二直径的环或直径导致相同的截面面积作为实际截面包括肩部。

       

      图1显示了一个71910C轴承内环在考虑Iw = 13mm和速度为0的干扰下的直径扩展。实线显示了扩张的外轮廓环根据有限元分析计算,虚线显示扩张使用厚环理论和等效截面的直径和虚线显示了厚环的扩张理论和外径Dpw-Dw。

      可以看出,在轴承中间的膨胀非常接近不考虑肩部的值,而在左肩部的膨胀更接近等效截面的值。需要注意的是,这种差异约为0.3 mm,所以表面粗糙度的不可靠平滑效果要大于这种变化。

       

       

      图2显示了相同示例的结果,但是转速为30000 rpm。这里等截面情况下的展开式比不考虑肩部的情况下的展开式大。其原因是离心力的质量和有效直径较大。

      图3显示了这两个计算中使用的网格。轴的宽度略大于轴承的宽度,因为它是在实际应用中使用二次元。

       

      对于相同的示例,图4和图5考虑的是内径dsi = 30mm的空心轴,而不是实心轴。图4显示了基于厚环理论的两种情况下的较大差异,等效截面的情况在这里太僵硬了,包括离心力,差别又很小。

      这些例子表明,在许多情况下不需要考虑肩部的配合计算,在低速情况下使用简化的Dpw±Dw方法可以得到更准确的结果。但大多数情况下,这种差异比表面粗糙度的影响要小得多。

      如果采用与轴承宽度相等的轴宽,则基于有限元计算的环的膨胀会更小,更接近考虑等效截面的结果。但在实际应用中,轴和壳体的宽度几乎在所有情况下都大于轴承的宽度,这也是有限元计算中假定的。

      在MESYS滚动轴承计算软件12/2017中加入了基于有限元的对比。

       

      德国DIATEST适用于生产现场用的内径测量仪器。目前轴承行业外径棱面度测量是用V型叉检测,而内径棱面度由于条件所限,只能用圆度仪抽检替代,检测效率较低,而BMD塞规式测头有2点式和三点式两种类型,分别检测内径的尺寸和棱面度,解决了轴承行业生产现场工序间中小型轴承套圈内径棱面度的检测问题。

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