旋转机械各零部件间装配公差及配合关系

1.轴与轴承的装配公差配合（1）径向配合对于大多数旋转机械中的轴颈与滚动轴承内圈的配合，通常采用过渡配合，如k6、m6等。这种配合可以保证轴承内圈在轴颈上不会产生过大的间隙，避免轴承在运转过程中发生内圈与轴颈的相对滑动，从而减少磨损。例如，在小型电机的转子轴与轴承配合中，采用m6的过渡配合，轴颈的公差带为（+0.015，+0.002）mm，轴承内圈的公差带与之相匹配，使得轴承安装后能紧密贴合在轴颈上，保证电机的稳定运转。在一些高速重载的旋转机械中，如大型离心压缩机，为了确保轴承内圈与轴颈的紧密配合，防止因配合松动而引起的振动和疲劳损坏，甚至会采用过盈配合，如r6、s6等。但过盈量要控制在合适的范围内，过大会导致轴承内圈在安装过程中变形，影响轴承的正常工作性能。一般来说，过盈量根据轴的尺寸和转速等因素来确定，过盈量Δd通常在0.02-0.05mm之间（对于直径在100-200mm的轴）。（2）轴向配合轴肩与轴承内圈的轴向定位精度很重要。轴肩的高度应不大于轴承内圈的厚度(不超过内圈的3/4)，有时轴肩略高，一般轴肩高度比轴承内圈厚度大0.05-0.1mm，以确保轴承内圈在轴向方向上得到可靠的定位。同时，轴肩的表面粗糙度Ra值应控制在0.8-1.6μm之间，这样可以减少轴承内圈与轴肩接触时的摩擦力，防止轴承内圈在运转过程中产生轴向窜动。对于一些需要承受轴向力的轴承，如角接触球轴承和圆锥滚子轴承，轴承外圈与轴承座孔的轴向配合也需要精确控制。通常采用间隙配合，如H7/g6，但间隙值要适中，一般轴向间隙在0.05-0.15mm之间，以保证轴承在承受轴向力时能够正常工作，同时避免因间隙过大而引起的轴承外圈在轴承座孔内的轴向窜动。2.轴与联轴器的装配公差配合（1）圆柱轴与联轴器轮毂的配合一般采用过渡配合，如H7/k6。这种配合可以保证联轴器轮毂在轴上的安装精度，并且在传递扭矩时能够保证两者之间不会产生相对滑动。在装配过程中，轴的表面硬度通常要高于联轴器轮毂的内孔硬度，这样可以防止在安装和拆卸过程中轴表面被划伤。例如，在普通泵与电机之间的联轴器装配中，轴的直径公差为（+0.018，+0.002）mm，联轴器轮毂内孔的公差与之相匹配，安装时可以采用冷压或热装的方法，使联轴器轮毂紧密地装配在轴上。对于一些高精度要求的旋转机械，如精密机床的主轴与联轴器的配合，公差等级可能会更高，甚至会采用H6/k5的配合。同时，为了保证联轴器的平衡性能，在装配后需要对联轴器进行动平衡测试，其不平衡量要控制在允许的范围内，一般对于转速在1000-3000r/min的旋转机械，联轴器的不平衡量eper应小于10g・mm/kg。（2）圆锥轴与联轴器轮毂的配合圆锥轴与联轴器轮毂的配合主要依靠圆锥面的自锁特性来传递扭矩。圆锥轴的锥度通常采用1:10或1:20，圆锥面的表面粗糙度Ra值应控制在0.8μm以下。在装配时，要保证圆锥面的接触面积达到75%以上，通过轴向力将联轴器轮毂压紧在圆锥轴上，实现可靠的连接。同时，为了防止联轴器在运转过程中松动，通常会采用键连接作为辅助手段，键与键槽的配合一般采用过渡配合，如N9/h9。3.叶轮与轴的装配公差配合（1）过盈配合为主在旋转机械中的叶轮与轴的配合，如离心式水泵、风机等的叶轮，通常采用过盈配合。这是因为叶轮在旋转过程中需要承受较大的离心力和流体作用力，过盈配合可以保证叶轮与轴之间有足够的连接强度，防止叶轮在轴上松动。一般过盈量根据叶轮的尺寸、转速和工作压力等因素来确定。例如，对于直径在200-500mm的水泵叶轮与轴的配合，过盈量Δd通常在0.03-0.08mm之间。在装配叶轮时，可以采用热装或液压装配的方法。热装是将叶轮加热到一定温度，使其内孔膨胀，然后迅速套在轴上，待冷却后叶轮就紧密地装配在轴上。对于采用液压装配的情况，通过在叶轮内孔与轴之间施加液压油压力，使叶轮在液压作用下装配到轴上，这种方法可以更精确地控制装配过程中的过盈量。（2）轴向定位精度要求高叶轮在轴上的轴向定位精度对于旋转机械的性能也非常重要。通常采用轴肩、轴套或锁紧螺母等方式来对叶轮进行轴向定位。轴肩的高度和表面粗糙度的要求与轴和轴承的装配类似，轴套的公差配合一般采用过渡配合，如H7/k6，锁紧螺母的螺纹精度要高，一般采用6H级别的内螺纹与相应的外螺纹配合，并且要保证螺母拧紧力矩符合设计要求，以防止叶轮在轴上产生轴向窜动。4.机壳与其他零部件的装配公差配合（1）机壳与轴承座的配合机壳与轴承座之间通常采用过渡配合或间隙配合。如果采用过渡配合，如H7/js6，这种配合可以保证轴承座在机壳中的安装精度，并且便于安装和拆卸。在装配过程中，机壳与轴承座的结合面要平整，表面粗糙度Ra值应控制在1.6-3.2μm之间，并且要保证结合面的平面度误差在允许的范围内，一般平面度误差对于小型旋转机械应小于0.05mm，对于大型旋转机械应小于0.1mm。当采用间隙配合，如H8/g7时，要注意控制间隙的大小，避免轴承座在机壳内产生过大的位移。间隙的大小一般根据旋转机械的类型和工作条件来确定，对于一般的工业泵和风机，间隙在0.1-0.3mm之间比较合适，同时要通过定位销或其他定位装置来保证轴承座在机壳中的正确位置。（2）机壳与端盖的配合机壳与端盖之间主要是密封配合，一般采用橡胶密封圈或密封垫片来实现密封。机壳与端盖的配合面通常采用间隙配合，如H9/f9，间隙的大小要考虑到密封圈或密封垫片的压缩量。例如，对于采用橡胶密封圈的情况，密封圈的压缩量一般在10%-30%之间，机壳与端盖配合面的间隙要保证在安装密封圈后能够使其达到合适的压缩量。同时，机壳与端盖的连接螺栓要均匀拧紧，拧紧力矩要符合设计要求，以保证密封效果。5.油封与旋转轴的装配公差配合尺寸公差：一般轴径公差按GB1801规定不得超过H11，轴与油封唇口接触部位的公差配合精度常取h8或h9。如骨架油封60*80*8，所配轴的轴径公差一般为φ60h7，表面粗糙度不低于ra0.8.粗糙度：轴表面粗糙度建议Ra0.4-1.6μm，与油封唇口接触的轴表面，应使用磨削法加工至更严格的粗糙度范围Ra0.2-0.63um、Rmax0.8-2.5um，太粗糙易磨损唇口，太光滑则不易产生油膜起不到密封作用。轴的硬度及倒角：轴的硬度一般≥35HRC，特殊情况≥55HRC，淬火层深度>0.2mm。轴末端需挖出凹槽，倒角2×15°-30°，倒角边缘不能尖锐，且倒角面上粗糙度Rmax不超过3.2um，热处理炭化层需抛光处理.6.油封与端盖的装配公差配合尺寸公差：安装油封的端盖孔径公差按GB180