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轴承人技术贴:轴承怎么选,要根据什么条件来选?

人气:1185发表时间:2018-06-02 08:06:15

  

设备限制

有时,轴承孔径和轴承座类型由与轴承配套的设备和轴径预先决定。在传递较轻载荷时,通常使用较小直径的轴,因而可能需要选择球轴承。对于较高的载荷,通常需要较大的轴径,因而可能需要圆锥或球面滚子轴承。对于带座轴承,由于设备限制,还可能需要使用某种类型的轴承座类型(例如立式座、双螺栓法兰、四螺栓法兰等)。

载荷——大小和方向

载荷的大小通常决定所需轴承的尺寸,但还可能影响轴承的类型。球轴承适合于轻载荷和中等载荷,而滚子轴承适合于中等载荷和重载荷。配有满装滚子的轴承通常比相同规格带保持架的轴承更适合于较高载荷,满装滚子的轴承也是具有振荡旋转的应用的推荐产品。

径向载荷

径向载荷是最常见的轴承载荷类型,它是垂直于轴中心线或与轴中心线呈 90 度的载荷。大多数球轴承和滚子轴承都能够承受径向载荷。

推力或轴向载荷是沿轴中心线方向的载荷。轴承支撑推力载荷的能力取决于轴承接触角的几何形状。接触角越大,能够支撑的推力载荷越大。通常,圆锥滚子轴承和双列球面滚子轴承最适合于具有较高推力载荷的应用。

组合载荷由同时作用在轴承上的径向和推力载荷构成。当轴承上有组合载荷时,在计算轴承寿命时必须确定等效径向载荷。

不对中

轴承不对中是轴和轴承座之间的角度偏差导致的。这种不对中有两种形式,静态和动态。静态不对中是由于轴承安装在不同平面上而导致的,这种安装情况导致轴发生角位移,使轴承在固定的调心角条件下工作。带座球轴承、某些系列的带座滚子轴承、以及球面滚子轴承的一个设计特点是能够适应一定程度的固定不对中量。动态不对中是轴的缺陷导致的轴偏心旋转,它使轴承工作在不断变化的不对中条件下。球面滚子轴承通常最适合于有动态不对中的应用。

每种轴承能够适应一定量的静态、动态或组合不对中。当应用的不对中量超过特定轴承的允许限值时,在轴承滚动元件和轴承滚道之间的接触应力会增加,轴承寿命会缩短。相应的产品章节包含每种轴承能够承受的不对中类型和限度的更多信息。

膨胀

对于必须允许轴的直线伸长的应用,需要通过轴承安装方法或轴承类型选择来考虑这种膨胀因素。通常,这种膨胀是由于轴与支承结构之间的温度变化差异导致的。因此,可使用标准的热膨胀方程式来确定长度变化。在计算轴的伸长量时,应使用轴和支承结构之间的最高温差。通常,还必须考虑轴和支承结构的材料,因为不同的材料的膨胀或收缩率可能不同。

为了适应轴的膨胀,某些应用要求轴承为膨胀型。膨胀型轴承是具有使轴承能够适应轴向膨胀的内在设计特点的轴承。在安装前,应确保已考虑到了相应的轴直线膨胀。膨胀轴承应布置在能够承受轴承芯和轴承座之间的相对运动的位置。对于使用膨胀型轴承的大多数应用,固定轴承(非膨胀轴承)布置在轴的驱动端。不提供必要的膨胀能力可能导致有害的推力载荷,从而缩短轴承的使用寿命。

噪音

风机等对噪音反应敏感的应用需要运转平稳的轴承。这些应用通常是轻载环境,使用球轴承比较合适。最好采用同心锁定机构来最大限度地减少振动,但这种机构不是必须的。对于空调应用,Power Transmission Solutions 提供了一个可用于许多带座式球轴承产品的专用后缀。此选项实现轴承芯和轴承座之间的宽松配合,以便自动调心,并且可用于所有轴承的噪音测试。

震动和冲击载荷

振动式输送机、振动器、以及其它重载工业应用中存在的振动和冲击载荷向轴承和配套的滚道传递很大的力。这些载荷在滚动体和滚道之间的接口处产生很大的应力,可能导致严重损害并缩短轴承寿命。对于这种应用,滚子轴承可能是一种良好选择,因为它们与轴承圈的支撑接触面积较大。这样,能够通过较大的面积传递载荷,从而减小应力。对于带座式轴承,可在工厂加装专用的轴承座配合装置,以延长轴承寿命。

环境

固体污染(微粒类型、尺寸、数量)、暴露于潮湿环境(水、酸性腐蚀介质)和温度条件等环境因素是轴承选择中的重要考虑因素。可以改变轴承组件(密封件、润滑脂、轴承材料等)来更好地适应特殊应用。特有功能是否可用可能受轴尺寸、轴承类型和轴承座类型等因素的影响,因此在轴承选择过程中必须考虑这一点。

球轴承

向心球轴承在球的运动轨道和滚动体之间产生很小的椭圆型接触点,因此在很小的面积上分布载荷。由于面接触被最大限度地减少,并且摩擦和产生的热量较少,因此球轴承具有较高的转速范围。这种较小的接触面积也限制球轴承只能承受轻载荷和中等载荷。向心球轴承具有非零度接触角,但由于其滚道的几何形状,能够承受较轻的推力载荷(与径向载荷组合)。带座式球轴承具有一定的外部静态自动调心能力(轴承芯可相对于轴承座有一定的调心)。带座式球轴承有各种轴承座型式和特性,从而适应各种应用。

圆锥滚子轴承

圆锥滚子轴承在滚道和滚动体之间产生线形接触,在较大面积上分配载荷。另外, 由于采用双列设计,有两倍数目的滚动体来支撑轴承载荷,因而提高了轴承的承载能力。由于圆锥滚子轴承按一定角度布置,因此它们可承受径向 (Y) 和推力 (Y) 向的重载荷。这使得这种轴承成为采矿、散料装卸和筑路机械应用等恶劣条件应用的理想产品。许多带座式圆锥滚子轴承与带座式球轴承的一个相似之处是,它们也具有外部自动调心能力,从而能够适应一定的静态调心。这些轴承有多种轴承座型式和特性。

球面滚子轴承

球面滚子轴承具有筒形轮廓。这个特点与弧形滚道的结合允许滚动体和滚道之间有相对运动(内部自动调心)。由于具有这种特性,这种轴承是存在静态和动态调心的应用的理想产品。球面滚子轴承产生椭圆形接触面,该接触面比球轴承的接触面大。单列设计的球面滚子轴承不应在推力载荷超过径向载荷的 20% 的组合载荷应用中使用。带座式球面滚子轴承采用双列设计,双列滚子按一定角度布置,可承受一定程度的推力载荷与径向载荷的组合。由于在轴承和滚道接口处有一些滑动运动,因此球面滚子轴承通常不适合于较高转速的应用。

径向滚针轴承

滚针轴承是一种滚子长度远大于滚子直径的滚子轴承。滚子与滚道形成较大的直线接触区,从而使这种轴承能够承受较高的径向载荷。滚针轴承也没有接触角,因此建议不要把其用于存在推力载荷的应用。如果存在较高的推力载荷,应采取措施使轴承能够更好地处理推力载荷。滚针轴承组件通常包括内圈(或者有时为精密轴)、使滚针定向并容纳滚针的保持架、滚针本身、以及外圈。对于振动和高载荷应用,保持架有时被略去,而是使用满装滚针设计。

圆柱滚子轴承

圆柱滚子轴承在设计上与滚针轴承相似,但是直径和滚子长度的尺寸值接近。滚动体与滚道产生线接触区,因而可承受较高的径向载荷。这种轴承通常使用保持架分隔滚子, 以实现较高的运转速度。圆柱滚子轴承还能够承受偶尔出现的较轻推力载荷。Rollway 圆柱滚子轴承外圈为鼓形,以便最大限度地提高承载能力,降低边缘载荷,并允许一定的调心。

止推圆柱滚子轴承

止推圆柱滚子轴承和止推球面滚子轴承使用上述的滚动体。但是止推轴承使用垫圈而不是径向滚道环,因此这些设计可用于支撑纯推力载荷。这些设计不能支撑径向载荷。圆柱滚子轴承的结构刚性较高,能够支撑较重的推力载荷。球面滚子轴承也能支撑较重的推力载荷,并且还能适应一定程度的调心。

杆端关节轴承

杆端关节轴承在多种应用和设备中用于提供高效平稳的运动传递能力。这种运动通常 与各种联动控制有关。这种轴承通常称为普通轴承或滑动轴承,它们主要用于帮助并实现运动传递,支撑载荷,并允许角运动和角调心。

杆端关节轴承可以接合在一起使用,或者与螺纹杆或螺纹管连接,构成联动组件,使设计工程师能够灵活地处理较长中心距条件下的点间运动传递。由于有两个表面彼此接触摩擦,因此杆端轴承在正常工作中会导致滚道磨损,使外侧构件发生疲劳或断裂。在设备的设计中应考虑此问题。通常,杆端轴承用于承受径向载荷,而不用于传递推力载荷。对于存在推力载荷的杆端轴承应用,应与应用工程部一起进行检查。

球面滑动轴承

球面滑动轴承的功能类似于杆端关节轴承,并且必须支撑在轴承座中。与同等内径的杆端关节轴承相比,球面滑动轴承支撑载荷的能力更强。这是由于杆端关节轴承的承载能力受头部和柄部的几何形状的限制。球面滑动轴承的轴承面积较大,并且通常受其轴承座材料或尺寸的限制较少。关节轴承的静态推力额定值是每个轴承的静态径向额定值的 20%,但需要正确的轴承座设计来支撑轴承。

总结

我们可以依据上文来对比一下以前买来的轴承,如果轴承总是出一些奇怪的问题,不妨检查一下是否是因为所选的轴承类型不适合当前的生产。避免所选轴承不是最匹配最适合的轴承而造成不必要的损失。

来源:轴承交易平台 

玛纱特(改编)

 

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