设计与选型:轴承配合表面粗糙度的理解与选择 | 轴承学院

文摘   2024-10-15 07:30   上海  

公众号前面文章提到了轴承的精度等级与公差范围如何理解,今天我们解读一下粗糙度及轴承系统设计时对轴及轴承座粗糙度要求。

设计与选型:如何看懂轴承图纸的精度等级与公差范围?

轴承安装位的表面精度(粗糙度)对轴承性能的影响,并不如其尺寸公差和形位公差那么大。但是,配合面的精度会影响光滑度,从而减少配合中的过盈量。控制表面精度(粗糙度)可以确保获得所需的配合。

对于超精密轴承,只能在配合零件和其他相关零件按与轴承同等精度制造时,才能获得最高旋转精度、高转速和低工作温度。因而在加工配合零件时,应将相关安装面和挡肩的几何形状偏差控制在最小。

一:粗糙度的概念
轴(或轴承座)与轴承的配合面经过加工后,由于刀具、积屑瘤和鳞刺等给工件表面造成或大或小的波峰与波谷。这种微观几何形状特征,称为表面粗糙度。


二:粗糙度的评定参数

2.1:粗糙度以Ra、Rz 或其他代号加数字来表示。

  • 轮廓算术平均偏差Ra:在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。
  • 微观不平度十点高度Rz:在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。
Rz测量点不多,在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra充分,但测量起来比Ra方便。Ra测量点多,参数更能充分反映微观几何形状的高度,具有更高的准确性。轴承安装位表面通常采用Ra值。
2.2:粗糙度对比与换算
三:表面粗糙度对轴承使用性能的影响
表面粗糙度对轴承使用质量有很大的影响,主要集中在耐磨性、配合性质、抗疲劳强度、工件精度及抗腐蚀性上。
3.1 对摩擦和磨损的影响。
     表面粗糙度对零件磨损的影响,主要体现在峰顶与峰顶上,两个零件相互接触,实际上是部分峰顶的接触,接触处压强很高,能使材料产生塑形流动。表面越粗糙,磨损越严重。
3.2 对配合性质的影响。
     轴承安装配合,主要是两种形式,过盈配合和间隙配合。对于过盈配合,由于在装配时,表面的峰顶被挤平,致使过盈量减小,降低了构件的连接强度;对于间隙配合,随着峰顶不断被磨平,其间隙程度会变大。因此,表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
3.3 对抗疲劳强度的影响。
      表面越粗糙,凹痕越深,波谷的曲率半径也越小,对应力集中越敏感。因此,表面粗糙度越大,其应力集中越敏感,其承受抗疲劳强就越低。
3.4 对抗腐蚀性的影响。
     表面粗糙越大,即其波谷就越深。这样,灰尘、变质的润滑油、酸性的和碱性的腐蚀性物质就容易积存在这些凹痕处,并渗透到材料的里层,加剧零件的腐蚀。因此,降低表面粗糙度,可以增强零件的抗腐蚀性。

四:如何通过加工获得合适的粗糙度


五:轴承安装表面的粗糙度要求



备注:
  • 以上推荐来自FAG型录;
  • 液压注油法安装轴承时,Ra1.6 μm

举例:轴承NU 260 ECM,普通精度级轴承,配合面粗糙度设计.

NU 260 ECM,轴承内径 = 300 mm,轴承外径 D= 540 mm,轴尺寸公差等级选择 IT6,对应粗糙度选择 Ra = 1.6;轴承座尺寸公差等级为 IT7,对应粗糙度等级可以选择 Ra = 3.2。

六:其他

轴承配合以及加工方式(粗糙度)对过盈量的影响,参见前期文章:


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