角接触球轴承如何选择
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角接触球轴承选择这么多坑,你中招了没?
角接触球轴承的内外圈滚道在轴承轴线方向上有相对位移。这表示此类轴承设计用于承载联合载荷,即同时作用的径向载荷和轴向载荷。
角接触球轴承的轴向承载能力随着接触角的增大而提高。接触角的定义为,在径向平面上,钢球和滚道接触点的连线(即联合载荷从一个滚道传递到另一滚道的方向)与轴承轴线垂直线的夹角(图1)。
最常用的设计有:单列角接触球轴承(图2)
双列角接触球轴承(图3) 四点接触球轴承(图4)
其他角接触球轴承还包括:
• 超精密角接触球轴承
→ /super-precision
• 薄壁角接触球轴承
这种特定系列轴承具有极薄的套圈和固定的截面高度,与轴承尺寸无关。其特点为质量轻、刚度大。SKF薄壁轴承具有英制尺寸,可以选择开式或闭式轴承,并配有8个不同截面高度。其中包括:
- 单列角接触球轴承
- 四点接触球轴承
• 轮彀轴承单元
用于汽车工业的轮毂轴承单元(HBU)以双列角接触球轴承为基础。它们为汽车工业在紧凑型轻量化设计、简化轴承安装和提高可靠性方面做出了相当可观的贡献
• 我们将根据需求提供有关这些产品的详细信息以及工业应用的变型。
轴承特性
承载联合载荷
- 单列轴承只承受单向轴向载荷
- 双列和四点接触轴承可承受双向轴向载荷
• 高承载能力
- 尺寸较小的挡肩使得单列轴承中可以装入较多数量的钢球,从而提高轴承的承载能力
- 由于有两列钢球,双列轴承所含钢球数量增加,从而实现较高的承载能力
- 四点接触球轴承包含的钢球数量多,从而实现较高的承载能力
• 良好的运行性能
转速高、加速和减速快 单列角接触球轴承
• SKF单列角接触球轴承(图2)仅可承受单个方向.上的轴向载荷。这种类型的轴承通常要和另外一个轴承配对使用。此类轴承采用非分离式设计,轴承内外圈的两侧挡肩尺寸不同。
SKF标准产品种类
• 70B系列中部分尺寸的轴承
• 密封轴承:
- 在系列72 B(E)中(15≤d≤55 mm)
- 在系列73 B(E)中(12≤d≤50 mm)
• 72AC系列轴承,接触角为25°
(15≤d≤70 mm)
• 73AC系列轴承,接触角为25°
(17≤d≤70 mm)
• 部分大型号尺寸,且具有凸缘外圈(/go/17000-3-1)
• SKF英制轴承(ALS和AMS系列,可访问/go/17000-3-1)
• 72B(E)和73B(E)系列轴承,且具有40° 接触角
基本设计轴承
• 轴承宽度和内外圈端面突出量为普通级公差
• 与SKFExplorer轴承相比具有不同的性能
• 用于每个位置上只有一个轴承的配置,不适合将其直接紧靠的配对安装
通用配对轴承
• 专门设计为成组使用
• 内外圈宽度和端面突出量为精密公差
• 也可用在基本设计轴承中,替代单轴承配置,因为它们通常具有更高的精度和较高的承载能力与转速
有25°和40°接触角可供选择
如果两个轴承彼此紧靠安装,在不使用垫片或类似装置的情况下,则可实现预设的游隙或预紧或两个轴承之间载荷平均分布。
可通过以下后缀识别通用配对轴承:
• CA、CB、CC或G表示带游隙
• GA、GB、 GC表示带预紧
订购之时,您需指明所需的轴承数,而不是轴承组数量 配对安装
可按三种方式进行配对安装(图5) :
• 串联配置
- 在单个轴承的承载能力不足时使用
- 均匀分担径向和轴向载荷
- 具有平行的载荷线
- 只能承受单向的轴向载荷
如果轴向载荷作用于两个方向,则必须增加一个与串联轴承组背对背的轴承
• 背对背配置
- 提供相对刚性的轴承配置
- 可以承受倾覆力矩
- 载荷线向轴承轴线分开
- 能承受两个方向的轴向载荷,但每个轴承仅能承受一个方向的轴向载荷
• 面对面配置
- 对不对中较不敏感,但不如背对背配置有刚性
- 载荷线向轴承轴线聚拢
- 能承受两个方向的轴向载荷,但每个轴承仅能承受一个方向的轴向载荷
具有25°接触角的轴承(AC系列)
• 轴向承载能力降低,对中误差的敏感性减少,在产生边缘应力之前能够承受三倍冲击载荷
• 将优化机削黄铜保持架作为标准配置
• 滚道几何形状经过优化,适用与高转速
与具有40°接触角的轴承相比,优势包括:
• 极限转速提升20%
• 提高了径向承载能力(其代价是降低轴向承载能力)
• 在一个方向主要承受载荷的轴承组中,用这种轴承作非受力轴承时,可提高轴承组的可靠性 •
双列角接触球轴承
SKF双列角接触球轴承(图3)的设计与背对背配置的两个单列角接触球轴承相同,但是占用的轴向空间更少。它们可以承受和两个方向的径向载荷轴向载荷,以及倾覆力矩。双列角接触球轴承提供刚性轴承配置。
SKF标准产品种类
• 带双内圈的轴承
• 闭式轴承
• 内圈侧面带凹槽的开式轴承(也可提供闭式轴承)
• 32A和33A系列轴承
不再提供52和53系列的轴承,其已被尺寸可与其互换的32A和33A系列轴承取代。只有尺寸3200A系列不同,其宽度为14mm而不是14.3mm。
基本设计轴承
与SKFExplorer轴承相比具有不同的公差和性能
带双内圈的轴承
• 在33D系列中属于分离型设计(图6),即带钢球和保持架的外圈组件可以与双半内圈分别独立安装
• 能装入更多钢球,且具有较大的接触角,因此轴承有更高的承载能力,尤其是轴向承载能力
• 在33DNRCBM系列中属于不可分离型设计(图6) -
外圈的止动槽装有止动环,从而使轴承座的轴向定位既简单又节省空间
-
其专门为离心泵设计,但亦适用于其他应用
四 点接触球轴承
四点接触球轴承(图4)属于径向单列角接触球轴承,特殊设计的滚道使其能承受两个方向的轴向载荷。在轴向力给定的情况下,还可承受有限的径向载荷(载荷比)。这种轴承为分离型设计,即带钢球和保持架的外圈组件可与双半内圈分别独立安装。
与双列轴承相比,这类轴承占用的轴向空间更少。
SKF Explorer四点接触球轴承的双半内圈都有带倒角的挡肩。当轴承与SKF圆柱滚子轴承结合使用时,此设计可改善油的流动状态(图12)。此外,这种倒角有助于拆卸操作。
当四点接触球轴承承受高夹紧力时,其内圈的变形是有限。
SKF标准产品种类
• QJ10和QJ12系列中部分尺寸的轴承(/go/17000-3-4)
• QJ2和QJ 3系列中的轴承
带定位槽的轴承
四点接触球轴承可以在外圈提供两个定位槽(型号后缀N2,图7) : • 防止轴承转动
•
间隔180°分布
•
定位槽的尺寸和公差符合IS020515标准,具体数值见表1。
闭式轴承
SKF供应以下两侧都带防尘盖或密封件的角接触球轴承:
72B(E)和73B(E)系列的单列轴承
非接触式密封件(型号后缀2RZ,图8) 最常见的基本型双列轴承以及SKF Explorer轴承:
- 防尘盖(型号后缀2Z,图9)
- 接触式密封(型号后缀2RS1,图10)
当闭式轴承必须在某些条件(如极高转速或高温)下运行时, 内圈和密封件之间可能会出现润滑脂泄漏。如果泄漏会对轴承配置造成不利影响,则必须进行有效的改进。
防尘盖
• 延伸到内圈上的凹槽中
• 由冲压钢制成
非接触式密封
• 具有和开式轴承相同的极限转速
• 与内圈肩部形成一个极窄的间隙
• 由钢骨架增强的丁腈橡胶(NBR)制成(耐油耐磨)
• 安装于凹槽中,并与凹槽形成良好的接触
• 没有额外的摩擦力矩
接触式密封
• 用钢骨加增强
• 安装在外圈上的凹槽中,并与凹槽形成良好的接触
• 密封唇和内圈凹槽之间存在轻微压力,可形成有效的密封
• 由NBR制成
闭式轴承用润滑脂
两侧密封的轴承采用终身润滑设计可实现免维护。它们填充了如下某种润滑脂(表2) :
• 单列轴承
- 标准润滑脂> GXN
• 双列轴承- 作为标配> GJN
- 欧洲市场> MT33 (常用且 易于购得) - 低摩擦润滑脂> GE2
• 其他润滑脂(表2)可应要求提供
装有标准润滑脂的轴承,其润滑脂代号不会标注在轴承的型号中(无后缀)。其他润滑脂由相应的润滑脂后缀标明。
保持架
SKF角接触球轴承配有表3所示的一种保持架,双列轴承配两个保持架。双列轴承的标准保持架由PA66或冲压钢制成。
单列轴承的机削黄铜保持架(型号后缀M)已经升级如下:
• 保持架兜孔几何形状经过优化
• 横截面更小且质量更轻
• 通过减小铅含量增大了材料强度
在高温下使用时,一些润滑剂可能会对尼龙保持架产生不利影响。
计算单个或串联配置的
配对轴承所承受的轴向载荷
当径向载荷作用在单列角接触球轴承时,载荷沿着与轴承轴线成一定角度的方向,从一个滚道传递到另一个滚道,并产生一个内部的轴向载荷。在计算包含两个单个轴承和/或串联配置的配对轴承中的当量载荷时,必须考虑轴承内部的轴向载荷。
相关公式(表4) 仅在满足如下条件时适用:轴承具有相同接触角,并且彼此相对调整到零游隙,但无任何预紧。在表中,作用在轴承A.上的径向载荷为FrA, 作用在轴承B.上的径向载荷为FrB。即使FrA和FrB作用方向与图中所示的作用方向相反,也应取其正值。径向载荷作用于载荷线与轴承轴线相交点(距离a)。
利用SKF的在线计算工具可轻松完成这些计算。当通过游隙或预紧配对轴承时,或者在使用了不同接触角的轴承时,公式变得更为复杂并且可使用SKFSimPro软件(/simpro)来完成。
配对轴承的承载能力
基本额定载荷和疲劳载荷极限列于适用于单个轴承的产品表。对于彼此紧靠安装的配对轴承,用以下的数值:
• 所有配置的标准轴承以及背对背或面对面配置的SKFExplorer轴承的基本额定动载荷
C= 1,62 C单个轴承
• 串联配置的SKF Explorer轴承的基本额定动载荷
C=2C单个轴承