C型调心滚子轴承(见图3)是SKF公司在1948年设计的,其结构特点是采用对称腰鼓型滚子,活动中档边,滚子由活动中档 边引导,内圈不带大小挡边。该结构轴承与上述两种轴承相比,改进之处为:
⑴活动中挡圈取代固定中挡圈,结构紧凑,同时也取消了邮购,大大提高了轴承的承载能力;
何结构改变—采用对称滚子,取消中隔圈,加大滚子直径和长度,增加滚子个数,使得调心滚子轴承的寿命比最初提高了约六 倍,极限转速提高了近三倍。
最早的调心滚子轴承式SKF公司于1920年研制的,其结构特点是采用非对称球面滚子和内圈固定中档边(见图1)。由于滚子 的非对称性是滚子大端紧靠固定中档边,而中档边起引导滚子的作用,因此该结构在应用中存在以下固有缺陷:
但该结构轴承也有它独特的优点,既可以实现纯滚动,适合在高速条件下ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ行。目前,俄罗斯、日本仍保留部分生产该结构轴 承。
鉴于以上原因,对产品结构进行改进,设计了一种对称球面滚子轴承(见图2,只是滚子的一端为球基面),其内圈仍为固定 中档边,从而避免了翻转力矩的产生和应力集中的出现。但是,由于滚子是由固定挡边引导的,滚子不能再轴向平面内自行调 整,也就不能自行引导,一旦出现轴向负荷将导致滚子的负荷分布不均匀,就会出现应力集中,也就影响了轴承的使用寿命。 2005年以前,我们国内大部分调心滚子轴承,尤其是内径在600mm以上的特大轴承,用的仍然是该种结构。
轴承支承的部件重量,加上外部作用力常超出所需的最小载荷。如未达到最小载荷,应向轴承施加辅助径向载荷,如增加大皮 带张力,提高空转力矩。
调心滚子轴承主要用来承受径向负荷,同时也承受一定量的轴向负荷,但一般不能承受纯轴向负荷。该类轴承外圈滚道为球面 形,故具有调心性能,当轴受力发生弯曲或倾斜而使内圈中心线°时,轴承仍能正常工 作,它的结构原理与特性和调心球轴承相同,唯一的区别在于滚动体是球面滚子。由于滚动体的不同,因而它的承载能力更 大。调心滚子轴承以其承载能力高,抗震性能好,且可以补偿由于安装和轴的变形引起的同心度差,而被广泛的用于钢铁、造 纸、海运、电力等行业的炼钢转炉、连铸机械、造纸机械、提升机械、减速机、振动机和矿山及重型机械上。该类轴承可限制 轴或外壳的轴向位移在轴承的轴向游隙范围内。
为了保证轴承运行令人满意,轴承必须承受一定的最小载荷。调心滚子轴承也不例外。否则在轴承高速转动时,滚子和保持架 的惯性力以及润滑剂之磨擦对轴承的滚动会有不利影响,可能导致滚子与滚道间产生破坏性的滑动。所需施加的最小径向载荷 可用下式估算:F
调心滚子轴承在20世纪90年代以前,其滚动体采用的是非对称型,即滚子一头大一头小,两头不对称。上世纪90年代后期, 各轴承生产企业采用了较为先进的设计、加工手段,产品结构性能不断改进,产品质量不断提高。尤其是近年,调心滚子轴承 从内部结构到材料使用上都有较大的改进。刚才的改善和加工制造精度的提高,采用滚子与滚道接触的等应力设计,滚子的字 音到设计,以及内部宏观几
此类型轴承具有对称球面滚子,内圈两侧有挡边。省略了中档圈,由内圈定心引导。保持架为一体式黄铜或钢制车制架。LZ CA型调心滚子轴承采用C型式的表面加工,并带有加强型滚子,从而提高了轴承的承载能力,减小了磨擦。
为了便于有效润滑,HRB调心滚子轴承外圈带有环状油槽和三个油孔,但外径小于150 mm或180mm(不随同系列而定)的C 型轴承及所有213系列轴承除外。后缀W33用于表示C、CA型轴承外圈带有油槽及油孔。
LZ调心滚子轴承带有圆柱内孔或圆锥内孔。240和241系列轴承的圆锥内孔锥度为1:30(后缀代号K30),而其他轴承的内孔 锥度为1:12(后缀代号K)。
此类型轴承具有对称球面滚子,并带有冲压钢板保持架,中档圈由内圈定心引导,内圈
两侧均无档边。由于采用了加强型滚子,从而提高了轴承的载荷能力。HRBC型调心滚子轴承滚子和滚道表面粗糙度经优化加 工,有助于滚子引导,减小了摩擦。
⑵由于活动中挡边可以自由作轴向移动,是对成棍子始终处于均衡受理状态,即负荷总是沿着滚子全长对称分布;
⑶该结构轴承能承受很高的径向和轴向联合负荷。而且,它对轴承座的形状误差不很敏感,甚至在冲击符合下,也能保持均衡 的复合
⑷由于对称滚子的最大直径是在内圈轮廓中心及外圈轮廓中心的连线上(即内外圈的压力角相等),因而保证滚子处于平衡位 置上,消除翻转力矩的出现;
在产品设计过程中,当活动中挡圈的壁厚较小时,,完全可以省去,而将其与保持架做成一体。因而就出响了一种CA型的变 形产品,如图5所示,它多应用在中小型产品中或24000、24100系列的某些产品中,我公司的CA型产品采用的就是这种结 构。
CA(CAC)型调心滚子轴承(见图4)内圈两端有两个小挡边,小挡边上分别有一个装滚子的缺口,(相隔180°),中间为活 动中挡圈,滚子为腰鼓型,保持价为双爪轮番兜孔结构,材料一般为黄铜或青铜。CA(CAC)型调心滚子轴承的使用十分普 遍,大兴、特大型轴承(一般内径在600mm以下)中应用得最多,主要使用场合为:磨煤机、风力发电机、纺织机械、连铸 设备等。
⑴当承受轴向负荷时州城内不会不同程度的产生边缘应力,极不利于轴承的长寿命。
⑵滚子大端面与固定中档边间的接触区是滑动接触,难于实现弹性润滑而易出现该区的咬合故障。
⑶由于是非对称滚子,内圈压力角小于轴承接触角,这就会产生一个滚子轴向分力,使滚子推向固定中档边,通过固定中档边 引导滚子,中档边支反力与它构成翻转力矩,从而增加中档边滚道的负荷,使整个滚道载荷分布不均匀,而在该处产生应力集 中,致使轴承早期疲劳实效;而非对称滚子的加工业较为困难,目前很多厂家都不再生产该结构轴承。⑷由于内圈挡边是固定 的,常规磨加工须在党便与滚道交界处加工退刀槽,它实际上比滚子倒角大很多,挡边和退刀槽限制了滚子整个承载长度,从 而降低了轴承的负载容量,加上使用寿命地,因此,SKF将其列为淘汰产品。
LZ调心滚子轴承的设计,具有自动调心功能,即轴承本身可调节内、外圈间的角度对准误差。在正常载荷及工作条件下,内 圈转动时,容许存在右表中给出的不对心角度。能否完全达到此给定值,须依轴承配套的设计及密封类型等条件决定。
LZ调心滚子轴承的设计,具有自动调心功能,即轴承本身可调节内、外圈间的角度对准误差。在正常载荷及工作条件下,内 圈转动时,容许存在右表中给出的不对心角度。能否完全达到此给定值,须依轴承配套的设计及密封类型等条件决定。
调心滚子轴承具有两列滚子,主要承受径向载荷,同时也能承受任一方向的轴向载荷。有高的径向载荷能力,特别适用于重载 或振动载荷下工作,但不能承受纯轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形,故其调心性能良好,能补偿同轴度误差。 调心滚子轴承有圆柱形内孔和圆锥形内孔两种。圆锥内孔的锥度分别为1:12的后置代号为K的调心滚子轴承(153000型或 113000型)和1:30的后置代号为K30的调心滚子轴承。此类轴承在与圆锥形轴个配时,内圈沿轴向移动可以调整轴承的径向 游隙。 将后置代号为K、K30的圆锥孔调心滚子轴承,安装在相配的紧定套上,则成为后置代号为KH型和K30H型轴承。此种轴承 可以装在没有轴肩的光轴上,适用于需要经常安装和拆卸轴承的场合。 为了改善轴承的润滑性能,在轴承外圈车有环形油槽并钻有均匀分布的三个油孔,其后置代号为W33。 调心滚子轴承是在有二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间,组装着鼓形滚子的轴承。外圈滚道面的曲率中心于轴承中心一 致,所以,具有与自动调心球轴承同样的调心功能。在轴.外壳出现挠曲时,可以自动调整,不增加轴承负担。 保持架使用钢板冲压保持架.聚酰胺成形保持架及铜合金切制保持架。 NTN自动调心滚子轴承是内圈有两列滚道,外圈为球面滚道,滚动体为鼓形的轴承,外圈滚道面中心与轴承中心一致。因 之,具有自动调心性能,即使由于在轴和轴承箱之间有误差或轴绕曲,使内外圈产生倾斜的场合下亦能正常使用。 该类轴承承受径向负荷、双向轴向负荷及其合成负荷的能力较大,适合于承受振动、冲击负荷的用途。 除圆柱孔内径的轴承外,亦生产锥孔内径的轴承。锥孔轴承在基本型号后带符号K,普通锥度为1/12,但240及241系列轴承 的锥度为1/30,基本号后面带符号K30。锥孔轴承几乎全采用紧定套或拆卸套等固定在轴上。 NTN LH系列的自动调心滚子轴承 自动调心轴承的应用渐渐增加,特别是在高温环境下的长寿命轴承。为不同应用环境,NTN工程师开发了STJ2型的钢材,可 以在很大的温度范围,由室温至250 摄氏度的温度范围内延长使用寿命。此钢材是LH系列的自动调心滚子轴承的标准材料。此轴承特点如下(与SUJ2的对比) 大温度范围的长寿命轴承,在室温下是普通材料寿命的3.5倍,在高温下(250度)下是普通材料寿命的30倍 防止表面损伤,7倍的防剥落能力,1.4倍的防擦伤能力,2.5倍的防磨损能力高温条件下的尺寸稳定性,在250摄氏度时几乎无 尺寸的变化 加强破裂疲乏的强度,在高温及紧配合的情况下,增加2倍的防破裂疲乏寿命。增加2倍的防破裂疲乏强度 简化零件储存管理程序,由室温至250度都可使用单一标准轴承型号 自动调心滚子轴承将逐渐转成LH系列 调心滚子轴承是内圈有两列滚道,外圈为球面滚道,滚动体为球面形的轴承。外圈滚道面中心与轴承中心一致,内圈两条滚道 相对轴承轴线倾斜成一角度,轴承可自动调心,因而不易受轴与轴承箱座对准误差或轴弯曲的影响。除承受径向载荷外,轴承 还能受双向作用的轴承向载荷,适合于承受振动、冲击载荷的用途。 LZ调心滚子轴承装有大量长而对称的大直径球面滚子,能够承受极重载荷。滚道的特殊结构以及滚道表面的最佳品质保证了 LZ调心滚子轴承,C及CA型轴承具有最小的磨擦。与传统的调心滚子轴承相比,LZ调心滚子轴承的运行温度较低,能够承受 较重的轴向载荷,或可达较高转速。在承受轴向载荷时一列滚子过载的情况下,可使载荷分布较均。广泛用于矿山及重型机械 上。
cc型调心滚子轴承实在c型调心滚子轴承的基础上加以改进的通过对轴承内部运动力学的分析提出了滚子自引导即球面滚子轴承中滚子主要不是靠挡圈引导而是靠滚道引导和滚子歪斜理论改变内外圈密合度和内外圈滚道滚子表面的粗糙度等级以利于滚子在工作状态下产生合力歪斜通过轴承轴线的平面能够自动调整直到载荷作用于滚子中部并于对应负荷方向一致为止
而准确的导向,但在只有一列滚子承受负荷时,中挡圈不在牢固保持一定的位置,导向性不良易引起滚子在套圈内产生歪斜, 增加轴承的摩擦。
通常认为轴承承受径向、轴向负荷时,将引起两列滚子接触的差别,而是施加轴向负荷的一侧的一列滚子的轨道速度高于另一 列棍子,因而怀疑推力负荷一侧滚子的引导边缘将于保持架产生干扰,而另一列的随动边缘将产生干扰。实际上两列滚子速度 的差别并不是很大,每当轴承旋转一周时,都要经过一个非负荷区域,因而干扰就被消除;另外,保持架兜空与滚子之间的间 隙避免了两者之间的干扰。直到目前为止,还没有出现这方面的原因而产生干扰的现象。
CC型调心滚子轴承实在C型调心滚子轴承的基础上加以改进的,通过对轴承内部运动力学的分析,提出了滚子“自引导”(即球 面滚子轴承中,滚子主要不是靠挡圈引导,而是靠滚道引导)和滚子歪斜理论,改变内外圈密合度和内外圈滚道、滚子表面的 粗糙度等级,以利于滚子在工作状态下产生合力歪斜,通过轴承轴线的平面能够自动调整,直到载荷作用于滚子中部并于对应 负荷方向一致为止。CC 型结构不仅使轴承的滚子长度增加,额定负荷提高,而且还具有较高的极限转速和较低的摩擦损耗, 使用寿命比C型提高了约1倍,我们准备下一步投产的球面滚子轴承中,就是该种结构。