軸承機械設備中非常重要的零部件。主要功能是支撐機械旋轉體,降低運動過程中的摩擦係數,並保證其迴轉精度。本文分享軸承系統,包括徑向軸承、推力軸承的詳細結構、常用術語,以及3種軸承保持架的特點和優缺點對比。
軸承常用術語
圖1中軸承常用術語:
d—內徑,
D—外徑,
R—倒角,
B—寬,
A—轉速係數=ndm[mm/min],
C—軸承額定載荷[kN],
dm—軸承平均直徑[mm]=0.5(d+D),
F—實際軸承載荷[kN],
L—使用壽命,通常以百萬轉或工作小時表示,
n—轉速[r/min],
P—軸承當量載荷[kN],
Pu—疲勞載荷極限[kN],
cη—汙染係數,
k—粘度比:實際粘度與所需粘度相比,
v—油粘度[mm 2 /s]。
1. 軸承系統:
圖2 軸承系統
(1—圓柱滾子軸承,2—四點接觸球軸承,3—軸承座,4—軸,5—軸肩,6—軸徑,7—軸頸,8—端板,9—徑向軸封,10—隔圈,11—軸承座孔徑,12—軸承座孔,13—軸承座端蓋,14—止動環)
2. 徑向軸承:
圖3 徑向軸承
(1—內圈,2—外圈,3—滾動體:鋼球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、圓環滾子,4—保持架,5—密封裝置:1)密封件(橡膠製造);2)防塵蓋(鋼板製造),6—外圈外表面,7—內圈內孔,8—內圈肩部表面,9—外圈肩部表面,10—止動槽,11—止動環,12—外圈端面,13—密封槽)
圖4 徑向軸承
(14—外圈滾道,15—內圈滾道,16—密封槽,17—內圈側面,18—倒角,19—軸承節圓直徑,20—軸承總寬度,21—引導擋邊,22—定位擋邊,23—接觸角)
3. 推力軸承:
圖5 推力軸承
(24—軸圈,25—滾動體,26—座圈,27—球面調心座圈,28—調心座墊圈)
軸承保持架
除了滿裝軸承以外,所有滾動軸承均帶保持架。保持架的數量取決於軸承內的球組或滾子組的數量以及保持架設計。
保持架要承受因摩擦、形變和慣性力引起的應力,還要承受某些潤滑劑、潤滑劑中的添加劑或因其老化而產生的物質、有機溶劑或冷卻劑等的化學腐蝕作用。因此保持架的設計和材料對滾動軸承在特定應用中的適用性有重大影響。
保持架主要用途:
- 使滾動體相互之間保持合適的距離,以減少軸承的摩擦力矩和因摩擦產生的熱量。
- 使滾動體均勻的分佈在整個軸承內,以優化載荷分佈和降低噪聲。
- 在無載區引導滾動體,以改善滾動條件和防止出現損壞性的滑動。
- 對於分離型的軸承,在安裝或拆卸其中一個軸承套圈時,可以把滾動體保持為一體。
1. 保持架類別
根據製造工藝和材料,保持架可以分為以下類別:
- 衝壓金屬保持架
- 機削金屬保持架
- 聚合塑料保持架
1)衝壓金屬保持架:
軸承的衝壓金屬保持架大部分由鋼板製成,也有小部分由銅板製成。根據不同的軸承類型分為:
- 搭扣式保持架(a)
- 鉚接式保持架(b)
- 卡式保持架(c)
- 窗式保持架(d)
衝壓金屬保持架重量輕。它們在軸承內提供充足的空間,以充分發揮潤滑劑的效用。
2)機削金屬保持架:
機削金屬保持架由黃銅、鋼或輕合金製成。根據不同的軸承類型、設計和尺寸分為:
- 組合式機削金屬鉚接保持架(a)
- 帶嵌入鉚釘的組合式機削金屬保持架(b)
- 一體式窗式機削金屬保持架(c)
- 爪形機削金屬保持架(d)
機削金屬保持架通常能允許更高的轉速。當保持架還要承受除旋轉力以外的其他作用力時,也應使用機削金屬保持架。
3)聚合塑料保持架:
軸承的聚合塑料保持架是注塑成型的,根據不同形狀分為:
- 聚合塑料窗式保持架(a)
- 聚合塑料卡式保持架(b)
優點是其兼具強度和彈性。聚合塑料在經過潤滑的鋼表面上有很好的滑動特性,加上保持架的表面很光滑,與滾動體之間只有很小的摩擦,因此在軸承中只會產生極小的熱量和磨損。
此外,聚合塑料的密度很低,慣性力也很小。聚合塑料保持架有很好的運行特性,所以在潤滑不足的工況下仍能運行一段時間,並且沒有把軸承卡住和發生二次損壞的風險。
2. 保持架引導方式
如上圖:
a:滾動體引導
b:內圈引導
c:外圈引導
由滾動體引導的保持架允許潤滑劑輕鬆進入軸承。由內圈或外圈引導的保持架可以提供更精確的引導,通常在軸承配置必須承受高轉速、頻繁而快速的加速度或高振動水平時使用。在軸承運行時,必須採用適當的措施,以便為保持架的引導表面提供足夠的潤滑劑。1
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