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机床维修中轴承的安装与润滑 ■ 瓦房店轴承集团有限责任公司 辽宁 1 1 6 3 0 0 李财林于晓岩纪恩杰赵淑明 栏目主持 卢 燕 明 摘要 这里主要是从使用维修 的角度 出发，讨论机床所使用的滚动轴承安装与润滑。通过具体 数据和实例 分析，以其实践总 结的经验表述达到提升操作者维修保养技能，确保轴承安装精度和延长使 用寿命的 目的。供机械 维修和操作人 员参考。 1 ． 滚动轴承装配公差与配 合的选择 根据滚 动轴承装 配公差与 配 合总 体原则 ，轴 承内径与轴 的配 合采 用基孔制 ，轴承外径 与外 套 的 配合采用基轴 制 ，也就是说 始 终把轴 承作为 基准 。轴承 与轴的 配合、轴承与 外套的配合 与一般 机械 加工业 中所采用的 公差与配 合制不 同，轴 承的 内径 公差多为 负公差 ，在采 用相 同配 合的条件 下轴承 内径 与轴的配合 比其他装 配通常 配合较 为紧密 。轴承的外 径虽为 负公差 ，但其 公差值与一 般公差制也不相 同。 应该正确 选择轴承 与轴 、轴 承与外 套的配合 ，为防止轴承 与 配合件 的滑动 ，适 当采取 比一 般 装 配关 系较紧些是 必要的 ，但 是 又不能 太紧 ，太 紧会使 内圈弹 性 膨胀 和外 圈的收 缩而使轴承 径向 游 隙被挤压而减 小 ，甚至于 完全 消失 ，有可能卡住。 轴 与 向心轴 承和推 力轴 承配 合的公差带选择 ，外壳 与向心轴 承和推 力轴 承配合 的公差带选择 均可参考化学 工业 出版社2 0 0 4 年 出版的 机械设计手册 。 通过查 机械设计 手册 可 以看出，同样一种轴承装配公差与 配合的选择应随负荷条件变化、规 格不同而有所区别，当然轴承类型 的变化公差与配合种类的选择更是 应做 出与之相应的调整。 在设计 与制造过 程 中是可 以 按 机械设计手 册的规 范来执 行 ，但实际维修 中 由于专业性 的 差 距 ，可能偏 离要求 ，做好 了也 很 难 。经实践 探索总结 ，可以依 据 机械设计手 册采取排 除法 的方式利用 几种常用 的公差种类 便 于对于 公差与配合基础 掌握不 太全面的维修人 员使用。 对于一般 机械而言 ，大部分 的轴承 与轴 的配合 ，轴的公差选 择k 6；轴承 与孔 的配合 ，孔 的公 差选择H 7 。 建议轴 承与轴 的配合 ，轴 的 公差选择k 6 ，较松一级的配合可以 采用j s 6 ，较 紧密一级的配合可以 采用m6 ；轴承与孔的配合 ，孔的 公差选择K 7 ，较松一级的配合可 以采用J s 7 ，较紧密一级的配合可 以采用M7 ；特别要提 醒的是在选 择轴承内外径松紧程度时 ，应让外 径比内径的配合松一个等级 。 通过 质化 与量化分析评 定装 配紧密程 度可做以参 考 ，装 配力 8 0 参 磊 ⋯ 度为手锤打入 状态时 ，过盈概率 达到4 1 ． 7 ％～4 5 ％左右 ，用于受不 大的冲 击载荷处 ，同心度较的 好 常拆 卸部位 。配合方式基 L H7 ／ k 6 轴承 内径与轴 的配合 ，基 轴 K7 ／ h 6 轴承外径与孔的配合 ， 为广泛采用的一种过渡配合。 装 配力度为铜锤 打入 。过 盈 概率达N5 o ％～6 2 ． 1 ％左右 ，用于 配合 紧密不经 常拆卸的地 方。配 合方 式基 孔H7 ／ m6 轴承 内径 与 轴 的配 合 ，基 轴M7 ／ h 6 轴承 外径与孔的配合 。 考 量与选择 轴承 内外径配 合 的种类 ，很大 程度还得具 体情 况 具 体分析 ，不能完全把 框框束 缚 在不 同的环境 下 、使用 于不 同机 床的不 同部位 ，用不 同的轴承 都 应 区别 对待 ，灵活掌握 。如果 总 是选择偏 紧的装 配配合关 系，那 么与轴 承装配相 关的孔或轴 可持 续使用 的寿命会大 大缩短 ，这 些 都应是充分考虑的因素 。 2 ． 滚 动轴承装配表面粗糙 度的选择 滚 动轴承 的公差等级 一般分 G、E、D、c和B五 个 级 别 ，G 为普 通级 ，从E级 开始 分 别为高 级 、精 密级 、超精密级和最精 密 级 ，这 些等级的划分一般是指 产 品在设 计和制造时所规 定的尺 寸 与形位公差等相关标准 。 使 用 精 密 级 轴 承 时 ， 只 有 在 与轴 承装配相关轴或者外壳 配 合表面 的尺寸与形位公差 、表 面 粗糙 度同轴承精密等级 匹配的条 件 下 ，才能发挥 出精密级轴承 的 精 密作用 ，也就是说如果选择 使 用精 密轴承 ，没有相应精 度的轴 或者 外壳 ，轴承装上去精度 照样 低 。 一 般 地 ，G级轴 承相 配合 的 相关件 最低表面粗糙度值也应选 择JR 3 ． 2 p ． m，其他等级的轴承 依 次调 整一个级别 。同一轴承 的装 配相关 件外壳可 比轴调低一个 等 级 。 3 ． 滚动轴承的装配操作方法 轴承的正 确装配 、拆卸操作 方法是 轴承及其相关轴或者 外壳 寿命得以延长的重要前提之一 。 正规轴承 装配过 程 ，可以使 用压 力机特 别是液力压 力机等具 有专业 能力的设施装配 ，而在 实 际维修 中是做不到的。 正确的装 配方法建议按如下 方式操作 1 同一轴承的内外套圈配 合等级 外套圈较内套圈相 比大 多 情况下应松一级。 2 轴 承 的装 配 、拆 卸不 能通过轴承滚 动体传递压力 ，压 力应直接加在轴 承内外套 圈端面 上 。这是 由于轴 承的保持架 、密 封 圈 及 防 尘 盖 等零 件 很 容 易变 形 ，这样会在轴承 工作表面造成 压痕 ，影响轴承正 常工作 ，甚至 会使挖掘机轴承损坏。 3 内套圈与轴配合、外套 圈与外壳配合要单独施 力 ，不能 加 载一个套 圈传递给 另一套 圈同 时 装配。要先装 紧配合的套 圈， 再装松配合的套圈。 4应 自制 装 配套 管装 配 轴 承 ，内径 、外径各制 一套 。内 套圈装配套管的 内径应 比轴颈直 径 略大 ，外径应小于轴 承内 圈的 挡边直径 ，以免压在保 持架上 ； 同理外套 圈装配 套管的外径应略 小于轴承装配外 壳尺寸 ，内径应 大 于挡边 内径 。套管深 度应视轴 伸长度而定 。套管可加 上一个手 柄 ，受锤击的端面应制 成球 形 ， 这 样锤击力能均 匀地传 到轴承套 圈端 面的整个 圆周上 。利用套管 装 配应先装轴承内 圈或 者外 圈紧 配合的一个 ，而后再连 同配件一 起与松的一个配合套圈装 配。 采 取 手 锤 和 冲 子 不 对 称 敲 击 轴承外套 圈端面 ，可 能导致装 配受力状态歪斜 ，外壳 孔被单 向 冲击后严重变形 ，外壳 尺寸不断 扩 大直 至松动不能使用 ；或者轴 承 内套圈与轴装 配可能 出现轴径 缩 小甚 至断裂 。轴承装 配相关零 件 尺 寸 超 差 的 补 救 措 施 及 方 法 有 ①补焊法 。这是一 种维修中 最 常用的与轴承装配零件 失效的 补救方法 ，通过对 已扩张 的外壳 孔径或 已缩小的轴径进行补焊 ， 重新加 工至所需的尺寸再 装配轴 承 ，获取 使用效果的 目的。缺 点 是对于外 壳薄 、轴径细 的零件 变 形大 ，尤 其大件和造价高制 作困 难 的应慎 重采用 ，在冬季 气温 低 特 别是外 壳为铸 件的地方更 易开 裂 。②镀 层法。对于实 际尺寸 与 设计尺寸 变化 不大 ，但轴承装 配 后还松动 的零件 可以采取镀 层法 解决 ，通 常用镀 硬铬增加镀层 。 这种 方法优点是对原件 的形体破 坏性 小 ，但大件的镀 层操 作上存 在 困难 ，精度要求高 的装配需镀 后磨 削的零件镀层 易起皮 。③加 套法 。对于与轴承装 配的外壳和 轴在 使用强度 、结构尺 寸允许的 条件 下 ，采取镶装 套的办法解决 零件 失效的 问题 ，但前提 是镶装 的套 皮不能太薄 ，太薄 的套不易 加工 ，装配变形较难控制 ，建议 一 般 中小尺寸的零件加 套厚度不 小于 4～5 mI T 。加套法 最大优 点 是零件 的可持续使用效果 佳 ，多 次更换 套不影响装 配质量 。外壳 扩孔加 套 由于尺寸偏大 ，轴承旋 转转矩 大 ，外套 易转动 ，可用骑 缝螺钉 固定 。这一方法值 得使用 和推广。 4 ． 滚动轴承用润滑油的选择 滚动轴 承用润滑油通 常包含 两个 层面 ，即稀油润滑和 干油润 滑 。稀 油的性能及使 用方 法维修 者 了解和 掌握相对全面 ，而干油 即润滑 脂由于种类繁 多 ，加 之在 滚动轴承 和滑动及铰接部 位中较 多的使 用了润滑脂润滑 ，往往在 润滑 脂的选 择上难以把握 ，这里 着重讨论脂润滑 。 1 润滑脂简介 。润滑脂是 以润滑油为 基油 ，掺入亲 油性 强 的 固体稠化 剂及为提高某 些特 殊 性能而加入 的添加剂混合而成 的 半固体状润滑剂 。 一 般来说 ，润 滑脂的机械稳 定性 、使用温 度范 围及抗水性 等 特性 由稠化 剂决定 。添加剂可 改 善润滑脂的用途 。 2 润滑脂的特点。与润滑 油相 比，润滑 脂具 有许多优 点 ， 如使用温度范 围较 广 ，在高温下 润 滑脂比润滑油能 形成更坚韧 的 参磊 冷 加 工 8 1 润滑 膜 ，易于保持 在滑动面 上 ， 不 易流失和泄漏 ；密封结构 与润 滑 回路可以简化 ，能有效地封 住 污染 物和灰尘 ，防锈性与热 氧化 安 定性优 良 ；节省能源 ，如相 同 尺 寸的滚动轴 承以同样转速 运转 时 ，用润滑脂 润滑比采用 油浴润 滑所消耗 的能量要低得 多。润滑 脂 的 不 足 之 处 是 更 换 脂 较 为 困 难 ，不 易清理 ，散热性 差 ，摩擦 力矩 较使用润 滑油大一些 ，而且 在高速场合应用效果较差 。 3 润滑脂的选择条件 。选 择 不同脂润滑 应遵循 ①考虑工 作状态 的原 则 ，其 中包括负荷大 小 、运动 条件 。②考 虑所处环境 的原则 ，其 中包括温 度 、潮湿 条 件和砂 尘等 。③考 虑摩擦副情 况 的原 则 ，其 中包括表 面粗糙度 、 间隙大 小 、摩擦副表 面垂直或 水 平位置影响等 。 选择 润滑脂润滑 粘度是一 项 很 重要 的 因素 。一般来说 ，负荷 越大 ，工作温 度越 高使用润滑 脂 的粘度也应越 高 ，而转速越 高使 用润滑脂的粘度则应越低 。 5 ． 不同润滑脂的区别与使用 前面 已对 润滑脂选择 条件等 做 了分析 ，关键应 了解不 同品牌 润滑脂 中的稠化剂和添 加剂适用 的范 围 ，以及通过颜 色状态识 别 不 同润 滑脂的类 型 ，以便在维 修 中准确 运用 ，轴承 常用的润滑 脂 有钙基 润滑脂 、钠 基润滑 脂、钙 钠 基润滑脂 、锂 基润滑 脂、铝基 润滑脂和二硫化钼润滑脂等。 1 润滑脂成分分析和外观 判别 。有关 润滑脂的组 成 、技术 指标及理性 分析的 内容 很多 ，需 要 探讨的 问题也 不少 ，很 多维修 者可能始终 也搞不 明白润滑脂的 优劣 ，更 不明 白什 么场 合用什 么 样 的润滑 脂 。经过长 期的生产 实 践总结 ，觉得如果 明 白如下两 点 可能对润滑脂的认识帮助很大 。 2 润 滑 脂 的组 成 。基 础 油 一般地 ，基 础油一种是采 用 矿物 基础油 ，另一种是利用化 学 方 法生 产 的 合 成 油 ，这 种 油 较 好 ，但价格贵一些。 稠 化 剂 它 是 以 锂 、 钙 和 钠 等 金 属 皂 基 为 主 体 ，但 根据 用 途 不 同 ，也 使 用 非 金 属 皂 基 硅胶等无机物 、化合物 以及有 机 物等 为稠化 剂 。其 中单 一皂 基脂是指 由一种金属皂 基加润滑 油组成的润 滑脂 ，常 见几种及特 点如下 ①锂基润滑脂 。耐水 、 耐寒 、耐 高温且化学安 定性好 。 ②钙基润 滑脂 。抗水性 好 ，耐热 性差 ，也 是使用较 多的一种 。③ 钠基润滑 脂 。耐热 性好 ，抗水性 差 ，同水能形成乳 化液 。④铝基 润滑 脂。抗水性好 ，能抵抗机械 运转 中的离心 力、耐盐及海水 腐 蚀 。⑤钡基润滑 脂 。耐水 、耐寒 和 耐高温 ，对 金属表面有 很强的 保护能力。 混 合 皂 基 脂 是 指 由 两 种 金 属混合皂基 加润滑油组 成的润滑 脂 ，如 钙一 钠 基 润 滑 脂 耐 高 温、又能抗水。 复合皂 基脂是指 由一种金属 皂基加 复合剂加润 滑油组成 的润 滑脂 ，如复合钙基 润滑脂 、复合 铝基 润滑脂 都具 有最高 的耐 热 性 、抗湿性好 、有 良好的机 械安 定性和化学稳定性。 添加 剂 根据 用途不 同 ，润 滑脂 中还加 入各类添加 剂。 ①极 压添 加剂 。轴 承承受重 负荷 或冲 击负荷时使 用 。②抗氧化 剂 。长 8 2 参磊 ⋯ 时间不补充润滑脂时使用。 其他还有 结构稳定 剂 、防锈 剂和防腐剂等。 一 般润滑 脂中基础 油含量 约 为7 5 ％～9 0 ％，稠 化剂 含量约 为 1 0 ％～2 0 ％，添加 剂及填 料 的含 量在5 ％以下 。 3 润滑脂的外观判断 。为 了润 滑脂区别使 用在不 同部 位 、 不 同受力条件 、不同环境及 不 同 类 型 的 轴 承 ，使其 达 到 预 期 目 标 ，就需要用更直 观的方法 判断 润滑 脂的种类 ，外观上润滑 脂颜 色 的不同可以粗 略地判断 出润滑 脂的 品种。 润 滑脂通常也 被称为干 油或 者黄 油 。称为 干油是相对 稀油而 言不具备流 动性的半 固体状 ；而 称为黄油通 常是指使 用干油的颜 色 ，其 实这 种说法是 不准确的 ， 润 滑 脂 的 颜 色 很 多 ，包 含 黄 、 褐 、黑 、绿 、棕和 白色等 多种 ， 只是黄 色润滑脂 品种 较 多和使 用 量较大 的原 因。影 响润滑脂 的颜 色主要 成分是稠化 剂和添加 剂 ， 像石 墨钙基润滑 脂呈黑 色就是 与 石墨的颜色相关。 下 列列 出的多种润滑 脂颜色 可供实际 中维修 参考 。①1 ～4 号 钙 基润滑脂 呈淡黄色 到褐色 。 ⑦zG一2 H～z G一3 H合成钙 基润 滑脂 呈深 黄色到暗褐 色 。③合 成复合钙 基润滑脂 呈深褐色 。 ④石 墨 钙 基 润 滑 脂 呈 黑 色 。 ⑤zN～2～zN一 4 钠 基润滑 脂 呈深黄色到暗褐色。⑥4 号高温润 滑脂 呈黑绿色 。⑦钙钠 基润滑 脂 呈黄色到深 棕色。 ⑧1 ～3 号 通 用锂基润滑 脂 呈淡 黄色到暗 褐 色。⑨z L l H～Z L 一4 H 合成 锂 基润滑 脂 ，浅 褐色到暗 褐色 。 降低变速箱噪声的措施 一 齐重数控装备股份有限公司 黑龙江齐齐哈尔 1 6 1 0 0 5 郭玉英王祠 ； 凯黄鹏 摘要 通过合理地选取高速传动链的齿轮精度 等级，对零件或组件进行静、动平衡要 求等方法，降低 变速箱的噪声。 国家现行标准 已把 机床噪声 列为机床 质量 划分等级的重要项 目，并对机床重量小于1 0 t 的机床 噪声合格品的要求 由原8 5 d B 降至 8 3 d B 。而机床的噪声大小主要取 决于主传动链 。因此 ，在变速箱 设计时 ，应 充分注意降低变速箱 噪声 问题 。笔者经过在工厂 多年 实践 ，总结 下列措施是行之成效 的。 1 ． 合理拟定主传动链 在拟定 主传动链时 ，应 尽量 不采 用升速传动副 ，若 需要也应 选用较 小的升速传动 比。升速传 动副在 一般情况下会提 高传动噪 声 ，否则通常采取提高 升速传动 副的齿轮精度等级才能满足要求。 2 ． 合理地选取高速传动链 的齿轮精度等级 一 般情 况下 ，传动链 中齿轮 精度等级 主要依据齿轮 的线速度 大小来确 定。经验证 明，在正常 的条件下 ，齿轮精度等级越 高则 传动副 的噪声越低 。 目前 国外机 床主传动 链齿轮精度等级 多选用 6 5 - 5。立 式 车床 的主 传 动链 齿 轮 精 度 曾全 部 选定 7 ． 7 - 6 ，后 将 高速传动 链的齿轮精 度等 级提高 为 7 - 6 - 6 ，对 降低 噪 声是 有效 果 的 。 ⑩2 号航空润滑脂呈黄色到浅褐 色。⑩铝基润滑脂 呈浅黄 色到 暗褐色。 4 润滑 脂 的正 确使 用 。 润滑对 滚动轴承的疲劳寿命 与摩 擦 、磨 损 、温度及振动等有 重要 影 响 ，分 析 轴 承 损 坏 的 原 因表 明 ，4 0 ％左右 的轴 承损坏都 与润 滑 不良有关。 良好的轴承润 滑还 有散热 、防锈 、密封及缓和 冲击 等多种作用 ， 正确使用 润滑脂除 了选择 品 种 、粘 度外 ，填充量也是非 常重 要 的一 环 ，那 么填充量究竟 多少 才算合适呢 多项资料 表明 ，滚动轴 承的 润滑脂填充量应按下式计算 G d 2 ． 5 ／ K g 式 中 ，d 为轴 承 内径 mm ； 为据轴 承类型确定 ，用滚子 轴承 时 一3 5 0 ，用球轴承时 9 0 0 。 显 然 ，滚动轴承 的润滑脂填 充量是可以通过上述 公式计算确 定。但生产实 际中维修 者不可能 放下操作工具来计算一 下 ，而 只 能通过感观粗略处理即可 。 基 本指导意见是轴 承中填充 润滑脂的数量 ，以充满 轴承 内部 空 间的 1 1 2～1 ／ 3 为适宜 。高速时 应减少至 1 ／ 3 ，这是 由于过 多的润 滑脂将使温升增 高。垂直安装 的 一 对轴承上侧填充量为 1 ／ 3 ，下侧 填充量为1 1 2 。 更换 润滑脂时 ，不 同类型的 润滑脂不能混用 ，新 旧润滑脂也 不能混用 ；另外 ，即使是 同类型 的润滑脂也不提 倡混 用 ，因为 旧 的润滑脂含有大量 的有机酸和杂 质 ，将加速新润滑脂氧化 。 6 ． 结语 只有在轴承装配公差与配合的 正确选择、表面粗糙度对应匹配、 相应 可靠的装配技能保 障以及相 适应 的润滑条件 ，轴承 使用周期 会 大大延长 。当然 ，随 着润滑脂 添加 剂领域的科技进 步 ，必将能 使润 滑脂的特性和 各项 质量指标 都 有一个很大的改善 ，即可在零 下 低温时流动性能非 常好 、也可 在高温时粘度不会降低太多的新 产 生润滑脂会替代 老产品 ，保证 足够 的油膜强度的 目标 很快能实 现 ，轴承 的工作状况也会更好。 参考文献 【 1 】 成大先 ． 机械设计手册 第二 卷【 M】 ． 3 版． 北京化学工业 出版社，2 0 0 4 ． 啊W 收稿 日期 2 0 1 5 0 3 2 0 参 磊 r冷 加 工 一 8 3