轴承和轴组的装配知识点

一、轴承的装配

1.知识点分析

轴承是支撑轴和轴上零件的部件。按摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。因滚动摩擦力小于滑动摩擦力，故滚动轴承的应用很广泛，滑动轴承在润滑条件良好时，在高速、重载、高精度以及结构上要求对开的情况下应用得比较突出。

（1）滑动轴承 滑动轴承是一种滑动摩擦性质的轴承，其结构简单，工作平稳、可靠，噪声小，既能承受径向载荷也能承受轴向载荷。滑动轴承按结构可分为整体式滑动轴承、剖分式滑动轴承、内柱外锥式滑动轴承和多瓦式自动调位轴承。常用的为整体式滑动轴承和剖分式滑动轴承，如图6-61所示，其结构形式及尺寸已经标准化。

滑动轴承装配的技术要求如下。

1）保证滑动轴承与轴配合表面的接触精度达到规定的技术要求。

2）保证滑动轴承与轴的配合间隙符合技术标准，避免其在工作条件下因摩擦力过大而发热，使轴或轴承烧损。

3）保证润滑油道畅通，能够形成油膜，使轴与轴承润滑充分，保证传动精度，延长使用寿命。

图6-61 滑动轴承

a）整体式滑动轴承 b）剖分式滑动轴承

（2）滚动轴承 滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，如图6-62所示。当内、外圈相对旋转时，滚动体沿内、外圈滚道滚动，保持架的作用是把滚动体均匀隔开。滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、互换性好等优点，在机械制造中应用广泛。但滚动轴承抗冲击能力较差，高速运转时易出现噪声，使用寿命也不及润滑条件良好的滑动轴承。

滚动轴承按承受载荷的方向分，有向心轴承和推力轴承两大类，向心轴承主要承受径向载荷，推力轴承主要承受轴向载荷。按滚动体形状分，有球轴承和滚子轴承两大类。

图6-62 滚动轴承

a）球轴承 b）圆柱滚子轴承

滚动轴承装配的技术要求如下。

1）保证在装配滚动轴承时，压力或冲击力直接作用在待配合套圈的端面上，而不是通过滚动体来传递压力。

2）保证在安装滚动轴承时，将轴承上带有标记代号的端面装在可见位置，便于更换时核对。

3）保证滚动轴承在装配过程中始终保持清洁，没有污物进入轴承内。

4）保证滚动轴承装在轴上或装入机座轴承孔后，没有歪斜的现象。

5）保证装配在同一根轴上的两个滚动轴承中，有一个轴承在受热膨胀时可以有轴向移动的余地，防止轴承因附加应力的作用而损坏。

6）保证装配后的轴承转动灵活，噪声小，工作温度不超过50℃。

2.能力掌握

（1）整体式滑动轴承的装配

1）清理轴套和轴承座孔，去除杂质和毛刺，并在轴承座孔内涂抹润滑油。

2）根据轴套尺寸和配合的过盈量大小，采取敲入法或压入法将轴套压入轴承座孔内，压入时可用导向环或导向轴导向，并保证轴套上的油孔与机座上的油孔对齐。

3）轴套压入后，用紧定螺钉或定位销等对其进行固定，防止轴套转动。轴套定位方式如图6-63所示。

4）压装后，由于轴套壁较薄，容易发生尺寸和形状的变化，因此要进行修整，通常釆用铰削或刮削的方法对轴套进行修整，以保证轴颈与轴套之间有良好的配合精度。

图6-63 轴套的定位方式

（2）剖分式滑动轴承的装配 剖分式滑动轴承的结构组成如图6-64所示，其装配过程如下。

1）清理零件，去除杂质和毛刺。

2）将下轴瓦装入轴承座内，可在剖分面垫上木板，用锤子轻轻敲入，保证轴瓦的外圆柱面与轴承座的内圆柱面接触良好，保证其接触精度的要求。

3）将双头螺柱装在轴承座上，再装上垫片。

4）装上轴瓦与轴承盖，可用木锤在轴承盖顶部均匀地敲打，保证轴承盖更好地定位，拧紧所有螺母，拧紧力矩大小要一致。

5）装配时，要保证上、下轴瓦与轴承座的位置精度，径向和轴向均不能出现位移，要准确定位。轴瓦常用的定位结构如图6-65所示。

6）为提高配合精度，通常用与轴瓦配合的轴进行显点修刮。一般先刮研下轴瓦、再刮研上轴瓦。当螺母均匀紧固后，配刮研轴能轻松地转动并无明显间隙时，即可完成修配。

图6-64 剖分式滑动轴承的结构组成

图6-65 轴瓦常用的定位结构

a）台肩定位 b）定位销定位

（3）滚动轴承的装配 滚动轴承的内圈与轴颈为基孔制配合，外圈与轴承座孔为基轴制配合，其装配方法应根据轴承的结构、尺寸大小和配合性质来确定。一般滚动轴承常用的装配方法有锤击法、压力机压装法和热装法等。

1）深沟球轴承的装配 深沟球轴承是不可分离型轴承，其内、外圈不能分离。由于装配时不能使滚动体受到力的作用，因此通常按照内、外圈配合的松紧程度来确定其装配顺序和装配方法。

当轴承内圈与轴配合较紧，轴承外圈与轴承座孔配合较松，则应先将轴承安装在轴上，然后将轴连同轴承一起安装到轴承座孔内。若轴承外圈与轴承座孔配合较紧，轴承内圈与轴配合较松，则应先将轴承压装在轴承座孔内，然后再把轴装入轴承。压装轴承内圈与轴时，压力应作用在轴承内圈端面上；压装轴承外圈与轴承座孔时，压力应作用在轴承外圈端面上。当轴承内、外圈装配的松紧程度相同时，可用专用安装套使力同时作用在轴承内、外圈端面上，把轴承压入轴颈和轴承座孔中，如图6-66所示。

当配合处过盈量较小时，可采用锤击法压装，但不能用锤子直接敲击轴承的内圈或外圈；当配合处过盈量较大时，可用压力机械进行压装；当配合处过盈量较大且轴颈尺寸也较大时，可采用热装法进行装配，即将轴承用油或设备加热到80～100℃后，再与常温下的轴进行装配。

图6-66 深沟球轴承的压装

a）压装轴承内圈 b）压装轴承外圈 c）同时压装轴承的内、外圈

2）推力球轴承的装配。在装配推力球轴承时应注意区分紧圈和松圈的位置，松圈的内孔径比紧圈的内孔径大，且松圈不随轴运动，装配时一定要使紧圈靠在转动零件的端面上，松圈靠在静止零件的端面上，否则会使滚动体失去作用，造成轴承发热或卡死，从而加速配合零件的磨损，如图6-67所示。

图6-67 推力球轴承的装配

3）圆锥滚子轴承的装配。圆锥滚子轴承的内、外圈是可以分离的。装配时，将内圈安装到轴上，外圈安装到机座轴承孔内。在轴颈上安装内圈时，将内圈装在轴颈上，要摆正放平，用敲入法从四周对称地轻轻敲打，当装入1/3以上时，可以加大敲击力，直至内圈装配到位。将装好内圈的轴装入轴承孔中，再将轴承外圈从轴承孔座的另一端装入孔中，使之与内圈配合，装配方法与内圈相同，但装配时要对正轴心，如图6-68所示。

（4）滚动轴承游隙的调整 滚动轴承内、外圈与滚动体之间存在一定的间隙，因此内、外套圈之间可以有相对位移，其最大位移量称为轴承游隙，分为轴向游隙和径向游隙。游隙的存在是润滑膜形成的必要条件，它影响轴承的载荷分布、振动、噪声和使用寿命。滚动轴承的游隙不能太大或太小。游隙太大，会造成同时承受载荷的滚动体的数量减少，使单个滚动体的载荷增大，从而降低了轴承的旋转精度和使用寿命；游隙太小，会使摩擦力增大，产生的热量增加，磨损加剧，同样使轴承的使用寿命降低。因此，许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。通常采用使轴承的内圈对外圈做适当的轴向相对位移的方法来调整游隙。

图6-68 圆锥滚子轴承的装配(www.xing528.com)

a）安装轴承内圈 b）安装轴承外圈

1）螺钉调整法。如图6-69a所示的结构，先松开锁紧螺母，调整螺钉，使其顶紧或放松盖板，待游隙调整好后再拧紧螺母，完成调整。

2）调整垫片法。如图6-69b所示的结构，通过调整轴承盖与壳体端面间的垫片厚度来调整轴承的游隙，即根据所需间隙的大小选择垫片的厚度，完成调整。

图6-69 滚动轴承游隙的调整

a）螺钉调整法 b）调整垫片法

（5）滚动轴承的润滑与密封

1）滚动轴承的润滑。要保证滚动轴承的正常运转，就必须有良好的润滑，良好的润滑可以减少摩擦阻力和减轻磨损，也具有吸振、冷却、防锈和减少噪声的作用。

常用滚动轴承的润滑剂有润滑脂和润滑油两种。脂润滑不易流失，适用于速度不高的轴承，一般以填满轴承自由空间的1/4到1/3为宜；油润滑比脂润滑摩擦阻力小，并能散热，适用于高速旋转或工作温度较高的轴承。

2）滚动轴承的密封。滚动轴承密封的目的是防止外界灰尘、水分等杂质侵入轴承，同时阻止润滑剂从轴承中流失。密封方法分为接触式密封和非接触式密封两大类。

接触式密封是在轴承盖内放置软的密封材料，与轴直接接触而起到密封的作用，这种密封适用于低中速运转的场合。图6-70所示为常用的密封结构。图6-70a所示为径向密封圈密封结构，主要采用皮碗密封，若密封唇向外安装，可以防止外界杂质进入箱体内；若密封唇向内安装，可以防止润滑油流出；也可按需要同时使用两只皮碗，同向或异向安装，以提高密封效果。图6-70b所示为密封毡圈密封结构，用于工作环境比较清洁、轴的转速较低、工作温度在90℃以下的场合。

图6-70 接触式密封

a）径向密封圈密封 b）密封毡圈密封

非接触式密封是不与轴发生直接摩擦，多用于高速、高温和无压力的场合，图6-71所示为常用的密封结构。图6-71a所示为油沟式密封结构，在轴或轴承盖上加工有直槽或螺旋槽，一般用于油润滑的场合；图6-71b所示为迷宫式密封结构，可用于脂润滑或油润滑的场合，通常轴的运转速度越高，密封效果越好。

图6-71 非接触式密封

a）油沟式密封 b）迷宫式密封

二、轴组的装配

1.知识点分析

轴是机械中的重要零件之一，齿轮、带轮、链轮、蜗轮等回转件都要装到轴上才能传递运动和转矩。通常把轴、轴上零件以及两端轴承支座的组合，称为轴组。轴组的装配指将装配好的轴组部件安装到箱体或机架中，并使其达到装配的技术要求，能按预期的要求正常运转。

轴组的装配内容主要有：将轴组装入箱体（或机架）中；进行轴承的固定，调整轴承的游隙，轴承的预紧，轴承的密封和轴承润滑装置的装配。

2.能力掌握

图6-72所示为某车床主轴部件，其主要结构为：轴上有用键联接的大齿轮，靠螺母实现轴向定位，以实现运动的传递；轴的前端用一圆柱滚子轴承支承，可以承受切削时的背向力；轴的另一端采用一个推力球轴承和一个圆锥滚子轴承，可以承受主轴的进给力。该轴组的装配过程如下。

图6-72 某车床主轴部件

1—圆螺母 2—盖板 3—衬套 4—圆锥滚子轴承 5—轴承壳体 6—推力球轴承 7—垫圈 8—开口垫圈 9—螺母 10—键 11—齿轮 12—调整螺母 13—调整套 14—弹性挡圈 15—圆柱滚子轴承 16—轴承透盖 17—轴

1）将弹性挡圈14和圆柱滚子轴承15的外圈装入箱体的前轴承孔中。

2）装配分组件1：将圆柱滚子轴承15的内圈从主轴的后端套入到轴的圆锥面位置，并依次装入调整套13和调整螺母12，适当预紧调整螺母，用紧定螺钉紧固，防止轴承内圈位置变动，如图6-73a所示。

3）装配分组件2：将圆锥滚子轴承4的外圈装入轴承壳体5内，如图6-73b所示。

4）将分组件1从箱体的前轴承孔中穿入，在此过程中，依次将键10、齿轮11、螺母9、垫圈7、开口垫圈8和推力球轴承6装在主轴17上，然后把主轴安装到要求的位置。

5）从箱体的后端把分组件2装入箱体，并拧紧螺钉。

6）将圆锥滚子轴承4的内圈装在主轴上，注意敲击时用力不要过大，以免使主轴移动。

7）依次装入衬套3、盖板2、圆螺母1及装有密封圈的前轴承透盖16，并拧紧所有螺钉。

8）对上述装配过程进行全面检查，防止漏装和错装。

3.能力应用

（1）轴承的固定和调整 如图6-72所示，主轴前端采用的是带锥孔的圆柱滚子轴承15，调整螺母12通过衬套13使轴承内圈移动，因为内圈为锥形孔，因此可以调整轴承的游隙，并用螺母12紧固；轴承15的外圈是靠弹性挡圈14和前端透盖16固定的，从而可以控制主轴的径向跳动。主轴后端采用的圆锥滚子轴承4，圆螺母1通过衬套3使轴承内圈移动，调整间隙并用螺母1紧固，轴承4的外圈是靠轴承壳体5固定的，从而可以控制主轴的轴向窜动量。这种结构可以在主轴运转使温度升高后，允许主轴向前端伸长，而不影响前轴承所调整的间隙。

图6-73 分组件的装配

a）分组件1 b）分组件2

轴在工作时，既不能有径向移动也不能有较大的轴向移动，更不能受热膨胀而卡死，因此要求轴承有合理的固定方式。轴承的径向固定是靠外圈与轴承座孔的配合来实现的；轴承的轴向固定方法有一端双向固定一端游动式和两端单向固定式。

1）一端双向固定一端游动式。如图6-74a所示，将左端轴承内、外圈通过轴肩、螺母和轴承盖、轴承座做双向固定，右端轴承外圈两侧均不固定，可随轴做一定的轴向移动。这种固定方式既可以使轴在工作时不会产生轴向窜动，又可以在工作温度较高时补偿轴的热膨胀量而不致被卡死。这种结构适用于轴的跨距较大或工作温度较高的场合。

2）两端单向固定式。如图6-74b所示，两端轴承都靠轴肩和轴承盖做单向固定，两个轴承合起来限制了轴的双向移动。一般在一端的轴承外圈与轴承盖之间留有不大于1mm的间隙，可通过调整垫片的厚度来实现，以补偿轴的热膨胀量。这种结构适用于工作温度变化不大的短轴。

图6-74 轴承的固定

a）一端双向固定一端游动式 b）两端单向固定式

（2）主轴部件的检验

1）轴承内圈径向圆跳动误差的检验。如图6-75所示，检测时，保持轴承外圈固定不动，在内圈端面上均匀地加上适当的载荷，旋转内圈，即可通过百分表测得轴承内圈表面的径向圆跳动量。

2）轴承外圈径向圆跳动误差的检验。如图6-76所示，检测时，转动轴承外圈，并沿百分表向上下或左右方向对外圈施加一定的负荷，则百分表的最大读数差即为轴承外圈的最大径向跳动。

图6-75 轴承内圈径向圆跳动误差的检验

图6-76 轴承外圈径向跳动误差的检验

3）主轴锥孔轴线误差的检验。如图6-77所示，检测时，将主轴置于V形架上，在主轴的锥孔中插入测量用检验棒，转动主轴，则可通过百分表测量出锥孔轴线的径向跳动误差大小。

图6-77 主轴锥孔轴线误差的检验