机械结构的装配工作中,滚动轴承装配是一项非常基础的工作。某些工艺类的手册中,对于轴承装配的方法和注意事项都有基本介绍。实际工作中,还会遇到各种各样的问题。
滚动轴承,正常的装配,不管是轴还是孔,一般都是过盈配合。过盈配合的装配方法,常用的有:温差法,压入法等。
其实,在机械装配现场,温差法用的要少一些,主要是操作比较复杂。温差法装配,冷却法要比加热法简单些,一般我们用液氮,优点是温差大,线形膨胀量大,干净。
比如轴承装到孔中,直接把轴承泡在液氮里就行了。加热法比较麻烦。为了加热均匀,一般需要把零件(轴承)放到液体里煮。如果是煮轴承,要求就比较高了。比如,加热介质要干净,温度要控制好,等等。
温差法最大的缺点是,零件的体积受限制。比如车床主轴装配,需要同时安装主轴和轴上的齿轮等零件,温差法根本无法到。
压入法应用最广泛。一把榔头,一根铜棒就能搞定。细说起来,操作上还是有不少区别和注意事项的。
装轴承时,尽量采用非冲击的方式。如,用压力机。榔头敲击的方式,对零件和轴承都是保护不利的。小规格,小过盈的轴承,用手动的压力机,如丝杠式的,就可以,甚至台钳即可。
大尺寸的轴承,一般要用液压才可以。安装轴承,开始的时候,要随时注意轴承是否倾斜,需要及时调整受力位置,防止损坏安装孔或者轴。
当然,安装前的准备工作也非常重要,如清洗零件安装
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面,去除孔口、轴端毛刺等。清理干净后,在安装表面涂上干净的机油,等等。准备工作一定要细心。如果由于毛刺、灰尘等研入装配表面,导致轴承无法装配到位,后面就比较难搞了,往往陷入进退两难的地步,甚至整个轴或者零件都要报废掉。
同理,拆卸轴承时,也应尽量避免冲击的方式。如,能用压力机就用压力机,能用拉卸器(三个腿的那个东西)尽量用拉卸器。
很多时候只能用敲击的方式装、拆轴承,冲击就不可避免了。所以榔头的功夫,到现在也是钳工重要的基本训练。不同装卸方式,敲击也不一样。如果是用铜棒,只能左一下,右一下的对称敲击,每次力气不要过大,将轴承逐渐敲击进去。一般来说,两侧对称敲击就好了,不用三点式的敲击。
另外一种比较好的方法是,用一个与轴承外环或内环尺寸类似的圆筒垫在轴承上,榔头敲击圆筒的这一端(我们自己做的专用工具,敲击的这一头是死的)在轴承已经入位的状况下(全部进入孔内或者轴上),敲击的力量可以大些,其实这种状况下,原则上应该是用尽量少的敲击次数将轴承打击到位。因为敲击的特点是,频繁的轻敲,会产生铆接效果,倒是容易伤到轴或者孔的表面。
刚刚独立工作的时候,曾经修理一台插床的离合器,拆卸离合器轴的时候,准备不足,前期敲击方法不对,力量不够,导致已经有些变形的轴端进入轴承内。后来十八磅的大锤都用上了,震得整个机床好像都在晃,也没拆下来。之后还是自制了一个拉卸器搞定。此事记忆犹新。
以上是轴承通用的装配注意事项。基本原则是,
1,装配时施加的外力,不要通过轴承的滚子或者滚珠传递,以避免损伤轴承; 2,优先选用非冲击的方式装卸;
3,需要敲击时,方式要正确
对于要求传动精度的轴承,如主轴的轴承,往往还有预紧力的要求。因为这些轴承只有在合理的预紧力下,才能达到标称的精度。比如,车床的主轴,一般前、后两个是向心推力滚子轴承。组装后,需要通过两端的螺母预紧,以达到主轴跳动的要求。
一般预紧力是轴承厂提供的参数。但是在实际装配过程中,不是能够很好的测量到预紧力是否符合要求,传统上往往是装配工人凭经验安装。
某些结构中,可以采用预先测量预紧变形量的方法。如,一个向心推力轴承,预紧力为20kg。我们可以把轴承外环在下,架在平台上,然后在内环上施加20kg 力。测量施力前后内外环的高度差变化量,一般通过杠杆百分表就可以测到。得到变形量后,在预紧结构中设计一个垫片,垫片的高度差正好是预紧前后的变化量。这样,保证螺母紧死后,预紧量保持不变。改变以往凭工人手劲的装配方法。
此方法我们在制造组合机床时使用过,效果非常好。
轴承的装配,对于机械结构的最终使用效果有决定性的影响。如,运行精度,平稳性,噪音,寿命等等。德国有的CNC机床,我们也可以买到,加工出相同精度的产品。但是同样质量的零件,我们不一定能够组装、调试出相同精度的产品。
国人做事,经验的东西更多些,特别是手工工作,大多是口传心授的。希望能将相关的经验文字化,
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化,以提高中国制造业的整体水平。
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