調心滾子軸承
調心滾子軸承由一個帶球面滾道外圈與一個雙滾道內圈,一個或兩個保持架及一組球面滾子組成。由于外圈球面滾道的中心與軸承中心一致,故具有調心性能,可以自動調整因軸與軸承座之間的角度誤差產(chǎn)生的傾斜或軸的撓曲。
調心滾子軸承可以承受較大的徑向負荷與雙向軸向負荷。特別適用于承受重負荷與沖擊振動負荷。但調心滾子軸承所允許的工作轉速相對較低。
調心滾子軸承在正常工作狀態(tài)下,允許的角度偏差為1°~2.5°,若帶密封裝置調心性能有所下降。
調心滾子軸承不同尺寸系列所允許的角度偏差的數(shù)值可參見本樣本綜述部分“軸承類型選擇”的相關內容。
C型
C型軸承內圈兩側無擋邊,有兩個保持架,兩列球面滾子之間有一個活動中擋圈。軸承運轉時,中擋圈可以作軸向移動,起到補償作用,當軸承在承受軸向負荷時可以調節(jié)兩列滾子負荷,使其均勻承載,避免應力集中及單列滾子受力。
CA型
CA型軸承內圈兩側有擋邊,有一個保持架,兩列球面滾子之間有(或無)一個活動中擋圈,軸承運轉時,中擋圈可以作軸向移動,起到補償作用,當軸承在承受軸向負荷時可以調節(jié)兩列滾子負荷,使其均勻承載,避免應力集中。若沒有活動中擋邊,其功能有保持架承擔。
帶固定擋邊的調心滾子軸承
帶固定擋邊的調心滾子軸承內圈兩側有擋邊,中間有一個固定的中擋邊,有兩個保持架。滾子與C,CA型軸承滾子雖然同為球面滾子,但在滾子軸向方向長度不對稱。軸承運轉時,中擋圈雖然不可以作軸向移動,但對滾子引導良好。當軸承在承受軸向負荷時不能調節(jié)兩列滾子負荷,容易單列滾子受力或產(chǎn)生應力集中。
該結構雖然有被C,CA型軸承替代的趨勢,但在某些應用場合仍有一定優(yōu)勢,如軸向負荷不大,振動負荷較大的場合。
密封軸承
調心滾子軸承具有多種結構型式,除通用的開式軸承外,還可提供兩側帶密封圈的閉式結構,密封圈根據(jù)接觸形式分為接觸式或非接觸式(低摩擦)。
兩側帶密封圈的軸承在出廠前均已填充潤滑脂,潤滑脂填充量一般為軸承內有效空間的25%~35%,若有特殊要求也可填充其它種類的潤滑脂或調整填充量。兩側帶密封圈的軸承在安裝時,不可清洗或加熱超過80℃,否則,容易損傷軸承或造成潤滑脂變質和流失。帶密封圈軸承在環(huán)境溫度為 30℃~+100℃的范圍內能保持應有的工作性能。
一般工作條件下,密封調心滾子軸承無需補充潤滑脂,但在負荷較大和轉速較高,溫度大于+70℃時,在使用一定時間后,應通過外圈上設置的潤滑槽和潤滑孔補充潤滑脂。
帶密封裝置的調心滾子軸承調心性能有所下降。
振動機械用軸承
在振動機械,如振動篩、破碎機使用的調心滾子軸承,會使軸承的滾子和保持架產(chǎn)生較大的加速度。因此,在設計時需采用特殊設計,以滿足此類工況條件的使用要求。
部分軸承
部分式調心滾子軸承的內外圈,保持架沿軸向呈一定角度剖為兩半。該結構與普通整體式調心滾子軸承的性能基本相同,且承載能力大,適用于軸承沿軸向無法安裝的場合。但由于內外圈滾道存在剖分面,因此運轉速度相對較低。
其它設計
圓錐孔
調心滾子軸承的內孔一般為圓柱孔,但部分尺寸規(guī)格也可以提供錐度為1︰12或1:30(適用于241,240尺寸系列)的圓錐孔軸承,其在軸承后置代號中加K或K30。圓錐孔軸承通過使用緊定套或退卸套固定于軸上,可以方便軸承安裝和裝卸。
潤滑槽和潤滑孔
為方便潤滑,調心滾子軸承可以提供外圈帶有潤滑孔和潤滑槽的調心滾子軸承,其在軸承后置代號中加W33。外圈帶有潤滑孔的調心滾子軸承,其在軸承后置代號中加W20。
保持架
調心滾子軸承,其中C型軸承多為鋼板沖壓保持架,以及玻璃纖維增強聚酰亞胺等工程塑料保持架。CA型軸承采用黃銅實體保持架。
軸向負荷承載能力
由于調心滾子軸承獨特的結構,可以承受較大的純徑向負荷,甚至純軸向負荷。
配緊定套的調心滾子軸承一般安裝在沒有軸肩的光軸上,其能夠承受多大的取決于軸和緊定套之間的摩擦,如果安裝軸承正確,所允許的軸向負荷可以用以下公式計算:
Fa = 0.003Bd
式中
B - 軸承寬度,㎜
d - 軸承內徑,㎜
最小負荷
為了保證軸承獲得良好的運轉狀態(tài),調心滾子軸承同其它球軸承和滾子軸承一樣,必須施加一定量的最小負荷,尤其是對高速、高加速度,沖擊振動負荷,或在負荷方向有頻繁變化的條件下工作。因為,這些工況條件,滾子和保持架的慣性力以及潤滑劑內的摩擦將對軸承的滾動、旋轉精度產(chǎn)生不良影響,在滾子和滾道之間有可能會產(chǎn)生對軸承有害的滑動運動。
調心滾子軸承所需的最小負荷Fmin可用以下公式進行估算:
Fmin =0.01 C0
式中
C0 — 基本額定靜負荷
在低溫狀態(tài)下啟動或潤滑劑粘度較高的情況下,可能需要更大的最小負荷。通常情況下,軸承支承件本身的重量加上軸承所承受的負荷,已經(jīng)超過所需的最小負荷。若尚未達到最小負荷,該類軸承必須施以額外的徑向負荷,以滿足最小負荷的要求。
尺寸、公差、游隙
標準調心滾子軸承的外形尺寸符合GB/T273.3《滾動軸承 向心軸承外形尺寸總方案》、GB/T288《滾動軸承 調心滾子軸承 外形尺寸》等的規(guī)定。
標準調心滾子軸承的公差符合GB/T307.1《滾動軸承 向心軸承 公差》的規(guī)定。
標準調心滾子軸承的游隙符合GB/T4604《滾動軸承 徑向游隙》的規(guī)定。
當量動負荷
對于承受動態(tài)負荷的調心滾子軸承,其當量動負荷可按以下方法進行計算:
當Fa/Fr≤e時 P = Fr + Y1Fa
當Fa/Fr>e時 P = 0.67Fr + Y2Fa
式中
P — 當量動負荷 N
Y1、Y2 — 軸向動負荷系數(shù)
當量靜負荷
對于靜態(tài)負荷的調心滾子軸承,其當量靜負荷可按以下方法進行計算:
P0 = Fr + YoFa
式中
Po — 當量靜負荷 N
Yo — 軸向靜負荷系數(shù)
系數(shù)e、Yo 、Y1、Y2值均已列入軸承尺寸表中。