轴系部件就像机器的 “脊梁”,由轴、轴承、联轴器等零件组成,负责传递动力和支撑旋转部件。设计轴系时,既要让轴转得稳,又要选对 “关节”—— 轴承,才能让机器耐用。
轴的设计先看 “任务”。传动轴要能扛住扭矩,就像拧毛巾时胳膊要有力;心轴只起支撑作用,轻便结实就行。某输送机的主轴因没算准扭矩,用了半年就断成两截,后来加粗轴径并改用 45 号钢调质处理,寿命延长到 3 年。轴上装齿轮、皮带轮的地方要加工精密,台阶处倒个小圆角,能避免应力集中 “扯裂” 轴颈。
轴承选型是轴系设计的 “关键一步”。滚动轴承像装了小钢珠的 “滑轮”,适合高速转动,比如电机轴用深沟球轴承,转得快还省力;滑动轴承像 “注了油的滑板”,能承受大重量,水轮机主轴就靠它支撑。选轴承先看载荷:径向力大的用向心轴承,轴向力大的加推力轴承。某机床主轴原来用单列轴承总 “跑偏”,换成成对安装的角接触球轴承后,精度提高了一倍。
安装时要注意 “松紧度”。轴承和轴过盈配合不能太松,不然会 “打滑” 发热;也不能太紧,拆的时候容易损坏。轴承间隙要调好,就像穿鞋不能太挤或太松,用垫片微调间隙,能减少噪音和磨损。
新手设计轴系可以记住 “三步法”:先算轴的粗细和材料,再按转速、载荷挑轴承型号,最后画装配图时留好润滑和密封空间。做好这几点,轴系就能平稳运转,少出故障。