第2章机械系统讲述.ppt

2．轴系零件的密封 密封的目的是防止灰尘、水分和其他杂质侵入轴承内部和传动件的啮合面中，防止润滑剂流失。按密封的方法不同，分为接触式密封和非接触式密封。 接触式密封用于接触处线速度υ＜5?m／s的情况下，使用图2.54（a）、（b）所示的毡圈式密封，或图2.54（c）、（d）所示的皮碗式密封（图（c）采用单皮碗式密封，密封唇口朝外时防尘性能好，如果密封唇口改成朝内，则封油效果好；图（d）采用双皮碗式密封，兼顾了防尘与封油）。 唇形油封是标准件，主体采用橡胶材料，用于旋转零件之间的接触式动密封。油封与轴之间通过一圈或几圈较窄的环形区域接触，接触区域可以形成较大的压力，但接触面积小，摩擦功耗小，可用于高速旋转的零件。由于油封内有弹簧箍紧，可以自动补偿磨损，使油封与轴径保持接触，有些油封可以与轴径有多个接触唇。无骨架油封刚度较差，装配时需要用压盖压紧，如图2.55（a）所示。为提高油封自身刚度，可在油封外加装钢套，也可在油封内放置钢制骨架，如图2.55（b）所示。 非接触式密封装置在工作过程中不与运动件接触，避免了轴颈与密封件间的摩擦、磨损和发热，适用于高速工作环境。常用的有间隙式和迷宫式两种，如图2.56所示。间隙式密封通过在轴颈与轴承盖之间设计较长的环状间隙（约0.1 mm～0.3 mm）并填满润滑剂来达到密封的目的，如图2.56（a）所示。这种方式适用于脂润滑和低速油润滑。迷宫式密封是通过在旋转件与固定件之间构成迂回曲折的小缝隙来实现密封的，如图2.56（b）所示。缝隙中填满润滑剂，对油和脂均有良好的密封效果，允许圆周速度可达30 m/s，密封可靠，但结构复杂。 2.4.3 轴承间隙及轴上零件位置的调整 构成滚动轴承轴向间隙的尺寸要素通常较多，如果通过控制这些尺寸要素的公差实现轴承间隙，将会对这些尺寸提出过高的精度要求，有些要求甚至无法实现。在轴系结构设计中，通常在构成轴承间隙的尺寸链中设置一个可以方便调整的尺寸环节，在装配过程中，通过调整这个尺寸可以得到所需要的轴承间隙。 如图2.57（a）所示，靠加减轴承端盖与箱体间垫片厚度进行调整。如图2.57（b）所示，利用调整螺钉1推动压盖3移动滚动轴承外圈进行调整，调整后用螺母2锁紧。 轴系工作中的磨损会使轴承间隙发生变化，在设备维修过程中也可以通过调整这些环节的尺寸恢复正确的轴承间隙。 有些轴系对轴上零件的轴向位置有较高的精度要求，例如蜗杆传动要求蜗轮的中心平面与蜗杆轴线重合；圆锥齿轮传动要求两轮的节圆锥顶点重合，这些精度要求也可以通过在轴系结构中设置调整环节的方法实现。 在同一轴系中如果有多个轴向位置参数需要调整，就需要在轴系结构中设置多个可独立调整的尺寸环节。 如图2.58所示的圆锥齿轮传动轴系中，两个轴系都同时需要调整轴承间隙和节圆锥顶点位置，在小圆锥齿轮轴系中，通过套环与机座之间的垫片可以调整锥顶位置，通过两轴承间垫圈的厚度可调整轴承间隙；在大圆锥齿轮轴系中，通过两端轴承端盖处的两组垫片厚度之和可调整轴承间隙，通过两组垫片厚度之差可调整锥顶位置。 2.4.4 滚动轴承与轴颈和座孔的配合 滚动轴承的内径、外径都是按标准加工的，设计者只能用改变轴颈和机座尺寸公差的方法来得到不同的配合，因此，轴承内圈与轴的配合为基孔制，轴承外圈与机座孔的配合为基轴制。 要特别注意轴承内外径公差带都为单向负公差，这使得同样尺寸的轴和轴承孔配合一定比与一般圆柱体基准孔的配合偏紧些。 选择滚动轴承的配合应综合考虑滚动轴承的功能要求、工作条件和工艺条件。 当载荷相对于座圈摆动或旋转时，座圈容易松动，应选择较紧的配合；当载荷相对于座圈的方向固定时，可选择较松的配合；当载荷较大时应选择较紧的配合。 滚动轴承的发热所引起的温升使得座圈的温度高于相邻零件，温升使内圈配合变松，使外圈配合变紧，所以在温升较大的场合，应将内圈的配合选择得稍紧，外圈的配合稍松。 轴系中位于游动支点上轴承的一个座圈（通常为外座圈）需要相对于箱体移动，应选择间隙配合；如果游动支点采用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承或滚针轴承，内、外座圈均可采用过盈配合。 对于要求旋转精度较高的轴承应避免采用间隙配合。 对于需要经常拆卸的轴承，特别是安装位置操作困难的场合应采用较松配合。 一般情况下的原则是保证运转精度、便于安装拆卸和有利于提高轴承寿命。通常，滚动轴承为内圈回转，与内圈配合的轴承多采用js6、k6、m6和n6公差，配合后得到一定过盈；与外圈配合的机座孔常采用H7、J7公差，这是间隙较小的间隙配合或较松的过渡配合。对于外圈游动的轴承，为保证游动所需要的间隙，机座孔可选用H7、H8和