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气胀轴和轴承的公差配合

作者:瑞安市勤捷机械有限公司 来源:http://www.shyyqd.com 发布于:2016-07-12 18:29:31

气胀轴和轴承的公差配合

在通常情况下,气胀轴的外圈和结构件之间为中型压入配合,气胀轴的内圈和轴为基孔制的间隙配合,气胀轴的内圈开有油槽,加润滑脂润滑。气胀轴和轴承的配合间隙过大,则存在较大的冲击载荷,严重影响轴和结构件的使用寿命;轴和轴承的配合间隙过小,则难以形成稳定的润滑膜,所以轴和轴承之间的间隙在保证能形成稳定的润滑膜的基础上,应尽可能的小;其最小值可通过下面公式理论技术: 
hmin=hs+y12+Ral+Ra2+△L+△LD+△ 
hs:油膜厚度最小安全值(mm) 
Y12:轴承两端面的相对挠曲变形量 
Ra1:轴的表面粗糙度 
Ra2:轴承的表面粗糙度 
△L:轴在轴承内一段的直线度 
△D:轴承内圈的圆度 
△:装配后轴承内孔收缩量 
现就徐工220LC-6型挖掘机动臂和斗杆连接处的轴和轴承做最小配合间隙的计算: 
当直轴径为90的轴的油膜厚度最小安全值hs=6(μm),对轴做挠度分析:其中液压系统的系统压力为:31.4×106Pa,油缸的缸径为140mm。 
油缸的推力为:F=π×70×70×l0-6×31.4×106=4.8×105(N) 
根据斗杆受力分析,Pl=P2=3.06×l05,则Rl=R2=3.06×105, 
气胀轴的受力图可简化为 
轴的载荷呈对称分布,现当X在(0—207)时,弯矩方程为 
M(x)=R1×X-××(X-37)×(X-37)则 
Y(X)=+cx+D= 
-+x-x +Cx+D 
由X=0,Y(x)=0得:D=0,X=0,θ(x)=0得:c=0 
所以:Y(x)=×-+X-X  
式中E=270(GPa) 
I=×D4=×(180)4=5.15×107(mm4) 
y(37)==7.5×10-7(mm) 
Y(157)==6.7×10-5(mm) 
所以,Y12=Y(157)-Y(37) 
=6.625×10-5(mm) 
轴的表面粗糙度如Ra1=1.6(μm) 
轴承的表面粗糙度:Ra2=1.6(μ m) 
轴在轴承内一段的直线度△L=20(μ m) 
轴承内圈的圆度△D=15(pm) 
装配后轴承内孔最大收缩量 
△=×δmax 
式中δmax为轴承外径最大过盈量,δmax=45(μm) 
DB为压入前轴承外径,DB=110(mm) 
do为压入前轴承内径,d0=90(mm) 
经计算△:0.91×45=40(μm) 
所以,形成油膜最小间隙为: 
hmim=hs+y12+Ra1+Ra2+△L+△D+△ 
=6+6.625×10-2+1.6+1.6+20+15+40 
=84.9(μm) 
而所选公差为90,其最小间隙为122μm,即可见此间隙是合适的。 
总之,在气胀轴和轴承的设计中,首先要考虑使用工况,其次在满足使用性能的基础上,轴和轴承的使用寿命稍长与整机的使用寿命即可,从而通过系统分析确定最佳方案。
关键词:  气胀轴  
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