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分析回转轴承特点及应用信息


[中崋轴承网] 2020/6/13 作者:中崋轴承网

一、回转轴承特点(如下图1所示)

1、内圈和外圈(1和2)

轴承由一个内圈和一个外圈组成,材质一般是渗碳钢。每个圈至少包括一个精密滚道,用以传递负载并实现设备两部分的相对转动。对滚道表面及一定深度进行有选择的硬化,可以更好的分散传递设备运行中产生的高应力。图2展示了四点接触球(RK、HS、HT、MT、KH和XT系列)和交叉滚子(XR系列)轴承的典型硬化方式。多列轴承(DT和TR系列)高应力滚道的处理方法和上述系列类似。在滚道附近的某个位置,会有非硬化区域,它被称为硬化间隙或者“软肋”。这个区域可以分担应力,使得滚动体性能不会受到损害。每个轴承圈只有一侧与支撑结构相连接。一个或者两个圈都有完整的传动结构,例如齿轮或者链轮齿轮,这样可以利用这些传动方式的优良特性,克服旋转阻力,使轴承内外圈相对旋转。

图 2

2、滚动体(3)

精密制作的滚动体使内外圈之间的相对旋转和负载传递性能更出色。通常滚珠或者滚柱使用硬铬合金制成。滚动体的大小是最适宜应对预期应力和内外圈均布负载的,并且能够最大程度地降低旋转阻力。

3、隔块(4)

隔块将滚动体分隔开来,可以在轴承旋转过程中起到降低摩擦、防止打滑和卡死的作用。这些情况都是在设备运转中,由于负载分布的改变、支承结构和轴承圈的变形产生的。隔块一般是塑料制品,在一般运行环境下,常见的润滑剂不受影响。在某些时候,对于球轴承,也会在承受负载的大滚珠之间布置较小的滚珠来代替隔块。这也可以称为“分隔球”,可以针对某些特殊应用环境提供独特的解决方案。当应用环境需要,可以使用分隔器来代替隔块或者分隔球。

4、安装孔(5)

理想的固定转台轴承两个圈的安装孔式样应该是均匀分布一周的通孔。但是,事实上,设备设计人员无法保证有足够空间,为了方便安装维护,可能需要在一个或者两个轴承圈上使用螺纹孔甚至是特殊螺栓进行固定。(如图3)

图 3

注:设备设计人员、生产人员和用户都要确认安装固定形式是否恰当。为此,有很多的方法可用,例如进行分析测试以评估验证支承结构、紧固件、接头具有足够的强度,并且能够完全承受可能发生的最大负载和重复性负载。

5、密封(6)

每个转台轴承都带有密封,密封用来防止润滑剂流失,并且保护轴承防止受到灰尘和微粒的污染。密封由弹性材料制成,与大多 数通用矿物油的润滑剂以及锂基或钙基增稠剂的润滑脂不冲突。

6、装球孔塞(填充孔塞) (7)

回转轴承的滚动体可以通过无齿套圈上的径向钻孔嵌入,之后堵住这个孔。塞子使用定位针进行机械锁定,以保证处于适当的位置和方向。然而,TR系列轴承没有填充孔塞,它需要分离一个轴承圈,以便安装滚动体。

注:拆除装球孔塞将会是质保条款作废。

7、齿轮(8)

转台轴承的内圈或者外圈都可以与齿轮做成一体。通常可以提供20度压力角的全齿高齿轮或者渐开线齿轮,齿侧间隙符合相关规定,精度达到AGMAQ6.标准。

当然,根据客户需要,我们也可以调整基本齿形、压力角和精度,提供客户定制产品。为了便于组装,齿轮的径向跳动最高点被标记出来。如果客户要求,也可以对此进行改变。

8、黄油嘴(9)

至少有一个黄油嘴位于某个轴承圈上,通过它可以对滚道和内部结构进行周期润滑。对于带齿轮型的轴承,它往往位于无齿的轴承圈上,黄油嘴的数量往往随着轴承直径的上升而增加。但是根据客户需要,可以增加或者减少黄油嘴的数量。

9、识别代号(10)

识别代号包含了轴承型号和序列号。这些信息一般在装球孔塞附近。

二、回转轴承应用信息

1、载荷

转台轴承可用于承受单向或者贯穿旋转轴的多方向载荷。所有这些载荷可以被分解为四种,作用于轴承中心,或者作用在轴承中心周围的,被称为径向载荷、轴向载荷、力矩和转矩。这些参数用来校核轴承和所包含的齿轮的尺寸和承载能力。其中的三种载荷在图4中有明确的表述。第四种,也就是转矩,是指轴承的一个圈相对于另一个圈旋转的倾向。

图4 轴承受到的合力

设备本身和及其运转产生的载荷通过紧固螺栓等结构作用于轴承上。虽然转台轴承有能力应对所有类型的组合负载,但是它主要作用是承受轴向负载。偏离中心的轴向载荷也会给形成转矩。

通常,轴向载荷会将轴承内外圈支座互相压紧。参见图5.这种载荷会均匀分布在紧固结构表面和轴承圈的连接处附近的区域中,使滚动体可以承受更多的载荷。这样,承受负载的所有组件可以把应力水平控制在较低的范围内。

图5 轴向载荷压缩轴承

注:当轴向载荷突然“暂停”作用于轴承,载荷将明显集中于螺栓附近的更狭小的区域内,这是一个非常关键的差别,在设计中一定要考虑到,如图6所示。

图6 轴向载荷暂时防松

垂直于轴承旋转轴方向的载荷被称为径向载荷。如果径向载荷来自轴承上方或者下方,就形成了作用于轴承中心附近的力矩。在实际应用中,径向负载的作用点的位置不同会产生很大影响(这种影响甚至可能超过轴向力的10%), 我们的标准转台轴承可能需要调整接触角、滚珠隔块、安装孔配置或者增加引导直径以应对这些情况。

2、速度

转台轴承一般用于转速较低、非连续转动以及有振动的场合。

3、精度

在实际使用时,转台轴承的旋转部分通常不需要相对于固定部分进行准确定位。因此本样本中所有的轴承,包括KH系列,都不会提供用于保证精度和重复定位的直径公差。某些应用环境需要很高的精度,而且需要依靠轴承来实现。早些时候通过与客户的交流。由于机械传动方面的要求,必须是轴承尽可能成为一个整体,减少其组件数量,这样可以减小那些导致轴承精度降低的公差。

4、转矩

对于大型轴承来说,在大多数应用环境中,如果轴承安装正确,使用标准内部游隙,则用来克服轴承摩擦或者旋转阻力的力,要小于克服轴承所承载重量惯性的力。轴承需要具备一个最小的游隙,以使安装中产生的缺陷降到最小。有时发现安装表面不平或者不圆,可能需要对轴承施加一个较大的转矩进行矫正,这对于安装在某装置上在载荷作用下产生弯曲的轴承也适用。其他一些影响轴承摩擦的因素还有接触角、隔块、密封和润滑剂。

在载荷较小的情况下,可以通过手动盘动来解决。然而,在实际应用环境中,轴承往往承受较高的载荷和转矩,换句话说,轴承是难以手动盘动的,这就需要使用机械方法旋转轴承,在设计上必须配置相应的附属结构。

可以实现设备的机械旋转的结构有齿轮、链轮、V型带或者同步带轮,以及与之相连的轴承套圈。最常见的解决方法是把一个回转轴承套圈和齿轮结合起来,在本样本中有多种系列是这种形式。这种做法省去了单独安装齿轮及其产生安装问题和费用。

5、环境

转台轴承既可以用在室内,又可以用在日照、雨淋和颗粒污染的室外,适用温度范围-40°F到+140°F (-40℃至+60℃)。标准转台轴承使用非金属润滑剂,超过这个温度范围的温度时,则需要更换为其他润滑剂。如果在污染严重或者非常潮湿的环境下使用,需要使用带密封圈或防尘盖的轴承。

6、涂层

为了提高耐腐蚀性能,可以提供表面涂层,热喷锌或者客户特别订制的其他涂层。此外,我们也可提供ENDURAKOTE"镀层,它可以防腐蚀,而且耐磨性更强,适合用于滑动接触面处。

7、安装布置

常见的固定回转轴承的方式是用均匀分布的螺栓固定套圈。当设备设计师们没有做出适应这种固定方式的设计时,为使用安装和维护方面,有些时候需要使用螺纹孔甚至是特殊螺栓安装。(注:设计人员需要确认设计有效,并要为选定的固定方式负责。)

另一种固定回转轴承圈和周围构件的方法是环焊。轴承圈上有低碳钢焊接环或者焊接带。使用适当的方式将焊接环与设备进行焊接,不会损坏轴承。鉴于焊接环的使用并不常见,在本样本中没有进行详细阐述。(注:直接对轴承进行焊接,或者在轴承附近焊接,会对轴承造成损伤)

8、润滑

油脂是最常见的转台轴承润滑剂。定时向轴承中注入新润滑剂可以有效降低摩擦和磨损,防止锈蚀,排出污染物,提高密封性能。为了达到这些效果,转台轴承通常至少配有一个注脂附件或者润滑孔。

无论如何,转台轴承都会配有齿轮结构,为了达到最佳运转效果,需要定时进行润滑。

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标签:轴承资料

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