非标机械设计培训之轴承的选型、配置与失效预防

轴承的选型、配置与失效预防——构建稳定的非标回转系统

1. 类型选择：承载特性决定方向
选型首要考虑载荷方向、大小及转速。深沟球轴承应用广泛，主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷，适用于轻、中载荷及较高转速。角接触球轴承可承受较大的单向轴向载荷和径向载荷，需成对使用以承受双向轴向力，常见于主轴、丝杠支撑。圆锥滚子轴承承载能力高，可同时承受较大的径向和单向轴向载荷，也需成对配置，适用于中低速重载场合。在纯轴向载荷场景下，推力球轴承或推力圆柱滚子轴承是恰当选择。

2. 配置方案：刚性与游隙的平衡
常见的轴系配置有两端固定（如“面对面”或“背对背”的角接触轴承组合）、一端固定一端游动等。固定端承担轴向定位功能，需选择能承受双向轴向力的轴承组合；游动端则允许轴因热膨胀产生轴向位移，防止卡死。设计时需明确轴承的预紧或游隙要求：预紧可提高系统刚度，但会增加温升；游隙则可补偿热膨胀，适用于温升较高的场合。

3. 配合与润滑：细节决定寿命
轴承与轴、座孔的配合公差至关重要。通常，旋转圈（内圈或外圈）采用过盈配合，以防止“跑圈”磨损；固定圈采用小间隙或过渡配合。润滑能极大影响轴承寿命与噪音。脂润滑结构简单，维护周期长；油润滑冷却效果更好，适用于高速高温场合。设计中需设计有效的密封结构（如迷宫密封、唇形密封）防止润滑剂泄漏和污染物侵入。

4. 失效预防与日常维护
非标设备中轴承的早期失效，多源于设计不当：如选型承载能力不足、配合公差错误、润滑不良或密封失效。设计阶段应充分考虑这些因素。在设备使用说明中，也应明确轴承的定期润滑、温升监控等维护要求，通过预防性维护延长其使用寿命。

优秀的轴承系统设计，如同为高速旋转的轴系搭建了坚实而灵活的舞台，让动力传递与运动转换得以平稳、精确、长久地运行。