如果外圈和内圈之间存在倾斜(用于补偿角度偏差)
用于具有高径向载荷的轴承布置
由于点接触,比线接触圆柱滚子轴承具有更高的转速
具有上述特性的轴承有望在较低温度下更安静地运行,即使在高转速下
调心滚珠轴承 与圆柱滚子轴承的转速比较,错位补偿 nG=极限转速 |
调心滚珠轴承有以下几种,一是基本设计轴承,二是具有扩展内圈和定位槽的轴承,三是带紧定套的轴承,四是带滚珠凸出的轴承。
调心滚珠轴承是双列自保持径向滚珠轴承,是调心轴承组的一部分。外圈具有用于两排滚珠的单个凹面滚道。因此,轴承允许在一定限制内补偿静态和动态角度偏差(内圈和外圈之间的倾斜)。内圈具有两个成形的滚道槽,滚动元件在其中运行。使用由聚酰胺PA66或黄铜制成的实心保持架。
基本设计的轴承配有圆柱孔;系列12、13、22和23的自调心滚珠轴承也有锥形孔。
锥形孔轴承的孔锥度为1:12,后缀为K。
调心球轴承 基本设计 Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①圆柱孔调心滚珠轴承 ②圆锥孔调心滚珠轴承,孔锥度1:12 |
112系列的调心滚珠轴承具有延伸内圈,其两侧具有圆柱孔,内圈的一侧带槽。特别适用于具有传统轴的简单轴承布置。由于轴承孔公差J7,安装和拆卸非常简单。槽用于通过平头螺钉在轴向上定位轴承。
调心滚珠轴承 带加长内圈和定位槽 Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①定位插槽 |
完整的轴承安装套件也可用于将带锥形孔的自调心滚珠轴承定位到圆柱轴颈上。这些装置包括轴承、开槽紧定套、止动垫圈和锁紧螺母(系列12..-K+H、13..-K+8、22..-K+H.、23..-K+H、22..-K-2RS+H)。紧定套将轴承紧定于光滑的阶梯轴上。
调心球轴承 带紧定套 Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①开式调心滚珠轴承 ②调心滚珠轴承,两侧唇形密封 ③紧定套 ④锁紧螺母 ⑤止推垫圈 |
在一些带有黄铜保持架的自调心滚珠轴承(后缀为M的轴承)中,滚珠在侧面有一定程度的凸出。
突出量标记为C1,在设计相邻零件的尺寸时,必须考虑这一点。
调心滚珠轴承 滚珠凸出 C1=凸出量 |
除了高径向力外,自调心滚珠轴承还支持来自两个方向的低轴向力。由于滚动轴承与滚道为点接触,轴承的径向承载能力低于线接触圆柱滚子轴承。
带紧定套的轴承位于光滑轴上,没有固定止动块(刚性肩部),其轴向承载能力取决于轴和套筒之间的摩擦。
由于外圈中的凹面滚动元件滚道,自对准滚珠轴承能够进行角度调整。因此,它们允许外圈和内圈之间在一定限度内倾斜,而不会损坏轴承,因此可以补偿失调、轴偏转和壳体变形。
在正常工作条件下,使用旋转内圈,自对准滚珠轴承可以从其中心位置旋转最多4°,而密封轴承可以旋转最多1.5°。然而,这些值在实践中的使用程度本质上取决于轴承布置的设计。
密封自调心球轴承使用具有良好防腐特性的矿物油基优质锂皂基润滑脂进行润滑。测量润滑脂加注量,使其足以满足轴承的整个使用寿命。因此,这些轴承是免维护的。
安装之前,不要将润滑过的轴承清洗干净。如果使用热工具进行安装,考虑到润滑脂填充和密封材料,轴承的加热温度不应超过+80°C。如果需要更高的加热温度,必须确保不超过润滑脂和密封件的允许温度上限。乔峰建议使用感应加热设备进行加热。
开式轴承未润滑。可以使用机油或润滑脂从端面润滑它们。
使用带塑料保持架的轴承时,如果使用合成油、具有合成油基的润滑脂或含有高比例EP添加剂的润滑剂,则必须确保润滑剂和保持架材料之间的兼容性。
机油中的老化机油和添加剂可能会影响塑料在高温下的使用寿命。因此,必须严格遵守规定的换油周期。
系列22和23的调心滚珠轴承也可在轴承两侧配备接触密封件。将这种密封集成到轴承中为轴承布置的密封提供了紧凑、经济和可靠的解决方案。为了在最小摩擦的情况下仍然可以实现最大的密封效果,密封唇在轻压力下与内圈的运行表面接触。所使用的密封材料是经过验证的耐油耐磨弹性体材料NBR。密封自调心滚珠轴承具有后缀2RS。
对于未密封的轴承,必须在相邻结构中密封轴承位置。密封系统应可靠地防止水分和污染物进入轴承及润滑油从轴承中流出
极限速度nϑ 是轴承在运动学上允许的速度。即使在有利的安装和操作条件下,未经事先与乔峰协商,也不得超过该值。
产品表中给出的值适用于没有密封件或护罩的轴承的油润滑,也适用于润滑脂润滑(提供润滑油和带有密封件或挡板的轴承)。
对于油脂润滑,在每种情况下都允许产品表中规定值的85%。
热速度额定值nϑr不是面向应用的速度限制,而是用于确定热安全运行速度nϑ的计算辅助值。
对于带有接触密封的轴承,没有根据DIN ISO 15312:2004定义额定转速。因此,在这些轴承的乘积表中仅给出了极限速度nϑ 。
噪声指数(SGI)不适用于该轴承类型。这些轴承系列的数据将分阶段介绍和更新。
轴承的工作温度受到以下限制,包括轴承套圈和滚动元件的尺寸稳定性、保持架、润滑剂、密封件等。
对高速和高温的适用性以及基本额定载荷可能与具有标准保持架的轴承的值不同。
轴承系列 | 由聚酰胺PA66制成的实心保持架 | 实心黄铜保持架 | |
内孔代码 | |||
10 | 8 | - | - |
12 | ≤18 | ≥19 | - |
13 | ≤13 | ≥14 | 03 |
22 | ≤16, 18 | 17, ≥19 | 12, 14 |
23 | ≤13 | ≥14 | 05 至 10, 12, 13 |
112 | 04 至 12 | - | - |
带圆柱孔的调心滚珠轴承作为标准制造,具有径向内部间隙CN(正常)。
径向内部间隙值对应于DIN 620-4:2004(ISO 5753-1-2009)。适用于无载荷和测量力(无弹性变形)的轴承。
孔径 | 径向游隙 | ||||
d mm | CN μm | C3 μm | |||
over | incl. | min. | max. | min. | max. |
- | 6 | 5 | 15 | 10 | 20 |
6 | 10 | 6 | 17 | 12 | 25 |
10 | 14 | 6 | 19 | 13 | 26 |
14 | 18 | 8 | 21 | 15 | 28 |
18 | 24 | 10 | 23 | 17 | 30 |
24 | 30 | 11 | 24 | 19 | 35 |
30 | 40 | 13 | 29 | 23 | 40 |
40 | 50 | 14 | 31 | 25 | 44 |
50 | 65 | 16 | 36 | 30 | 50 |
65 | 80 | 18 | 40 | 35 | 60 |
80 | 100 | 22 | 48 | 42 | 70 |
100 | 120 | 25 | 56 | 50 | 83 |
120 | 140 | 30 | 68 | 60 | 100 |
140 | 160 | 35 | 80 | 70 | 120 |
带有锥形孔的自调心轴承作为标准制造,具有较大的径向内部间隙C3。
径向内部间隙值对应于DIN 620-4:2004(ISO 5753-1-2009)。适用于无载荷和测量力(无弹性变形)的轴承。
孔径 | 径向游隙 | ||||
d mm | CN μm | C3 μm | |||
over | incl. | min. | max. | min. | max. |
18 | 24 | 13 | 26 | 20 | 33 |
24 | 30 | 15 | 28 | 23 | 39 |
30 | 40 | 19 | 35 | 29 | 46 |
40 | 50 | 22 | 39 | 33 | 52 |
50 | 65 | 27 | 47 | 41 | 61 |
65 | 80 | 35 | 57 | 50 | 75 |
80 | 100 | 42 | 68 | 62 | 90 |
100 | 120 | 50 | 81 | 75 | 108 |
120 | 140 | 60 | 98 | 90 | 130 |
140 | 160 | 65 | 110 | 100 | 150 |
自调心滚珠轴承的主要尺寸符合DIN 630:2011,轴承系列112除外。
带扩展内圈的自调心滚珠轴承(轴承系列112)的尺寸符合DIN 630-2,该标准于1993年撤销。
倒角尺寸的限制尺寸对应于DIN 620‑6:2004。
自调心滚珠轴承的尺寸和运行精度公差对应于ISO 492:2014规定的公差等级Normal,但轴承系列112的轴承孔除外,其制造公差等级为J7。公差值符合ISO 492。
动态载荷下轴承尺寸标注中使用的基本额定寿命方程L=(Cr/P)P假设载荷大小和方向恒定。在径向轴承中,这是一个纯径向载荷Fr,如果满足该条件,则轴承载荷Fr用于P(P=Fr)的额定寿命方程中。
如果不满足该条件,则必须首先为额定寿命计算确定恒定径向力,该额定寿命计算(与额定寿命相关)表示等效载荷。该力被称为等效动态轴承载荷P。
P的计算取决于荷载比Fa/Fr和计算系数e。
P | N | 当量动负荷 |
Fr | N | 径向载荷 |
Fa | N | 轴向载荷 |
e, Y1, Y2 | - | 系数 |
用于承受静态负载的自对准滚珠轴承。
P0 | N | 当量静负荷 |
F0r, F0a | N | 存在最大径向或轴向载荷(最大载荷) |
Y0 | - | 轴向载荷系数 |
除了基本额定寿命L(L10h)外,还始终需要检查静载荷安全系数S0。
S0 | - | 静载荷安全系数 |
C0 | N | 基本额定静载荷 |
P0 | N | 当量静负荷 |
为了在接触之间不发生滑动,深沟球轴承必须持续承受足够高的载荷。根据经验,为此需要P>C0r/100量级的最小径向载荷。然而,在大多数情况下,由于支撑部件的重量和外力,径向载荷高于所需的最小载荷。
为了充分利用轴承的承载能力,从而实现必要的额定寿命,轴承套圈必须通过接触面在其整个圆周和滚道的整个宽度上得到刚性和均匀的支撑。可以通过圆柱形或锥形阀座表面提供支撑,阀座和接触面不应被凹槽、孔或其他凹槽打断。配合件的精度必须满足具体要求。
除了充分支撑套圈外,轴承还必须在径向上牢固定位,以防止轴承套圈在负载下在配合件上蠕变。这通常是通过轴承套圈和配合件之间的紧密配合来实现的。如果套圈没有充分或正确固定,这可能会对轴承和相邻的机器零件造成严重损坏。在选择配合时,必须考虑旋转条件、载荷大小、内部间隙、温度条件、配合零件的设计以及安装和拆卸选项等影响因素。
如果发生冲击型载荷,则需要紧配合(过渡配合或过盈配合),以防止环在任何点松动。
在设计轴承布置时,必须考虑技术原则中提供的以下信息,包括旋转条件、圆柱轴座公差等级(径向轴承)、轴配合、外壳中轴承座的公差等级(径向轴承)、壳体配合及转接套和抽拔套的轴公差等。
由于单独的紧密配合通常不足以在轴向上将轴承套圈牢固地定位在轴上和壳体孔中,因此通常必须通过额外的轴向定位或保持方法来实现。轴承套圈的轴向位置必须与轴承布置类型相匹配。轴和壳体肩部、壳体盖、螺母、隔环、挡圈、紧定套和退卸套等通常适用。
112系列的轴承通过平头螺钉轴向定位,平头螺钉啮合在轴承内环的槽中,平头螺钉还防止内圈在轴上蠕动。
如果轴由两个轴承支撑,则内圈中的槽必须布置在轴承的侧面上,面对或背离彼此。
使用平头螺钉和自调心滚珠轴承布置的112系列轴承的轴向位置,其中轴由两个轴承支撑 ①平头螺钉 |
如果带有锥孔的轴承直接安装在锥形轴颈上,则可以使用轴向锁紧螺母和止动垫圈轻松地对轴承进行轴向定位
调心滚珠轴承 带锥形孔,直接安装在锥形轴颈上 ①带固定螺纹的锥形轴颈 ②锁紧螺母 ③止动垫圈 |
具有锥形孔的自调心滚珠轴承可以通过紧定套轻松可靠地定位在光滑或阶梯状圆柱轴上,紧定套不需要通过任何其他方式固定在轴上。轴承可以定位在光滑轴上的任何点上。
调心滚珠轴承 通过紧定套定位在光滑轴上 ①紧定套 ②锁紧螺母 ③止动垫圈 |
如果存在非常高的轴向力,也可以使用支承套圈来提供轴向支撑。在这种情况下,必须遵守产品表中支撑套圈Ba和db的安装尺寸
阶梯轴,通过支撑套圈进行轴向支撑 ①紧定套 ②锁紧螺母 ③止动垫圈 ④支撑套圈 ⑤轴肩 |
轴和壳体上圆柱形轴承座的精度应与所用轴承的精度相对应。对于公差等级为P0的深沟球轴承,轴座应至少符合标准公差等级IT6,外壳座应至少达到IT7;在公差等级为6的情况下,轴座应至少对应IT5,外壳座应至少相应IT6。
轴承公差等级 | 轴承座表面 | ISO 286-1的标准公差等级(IT等级) | ||||
符合ISO 492 | 符合DIN 620 | 直径公差 | 圆度公差 t1 | 平行度公差 t2 | 桥台台肩总轴向跳动公差 t3 | |
正常 | PN (P0) | 轴 | IT6 (IT5) | 周向载荷 IT4/2 | 周向载荷 IT4/2 | IT4 |
轴 | IT6 (IT5) | 点荷载 IT5/2 | 点荷载 IT5/2 | IT4 | ||
外壳 | IT7 (IT6) | 周向载荷 IT5/2 | 周向载荷 IT5/2 | IT5 | ||
外壳 | IT7 (IT6) | 点荷载 IT6/2 | 点荷载 IT6/2 | IT5 |
IT等级 | 标称尺寸(mm) | |||||||
over | 18 | 30 | 50 | 80 | 120 | 180 | 250 | |
incl. | 30 | 50 | 80 | 120 | 180 | 250 | 315 | |
数值(μm) | ||||||||
IT4 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | |
IT5 | 9 | 11 | 13 | 15 | 18 | 20 | 23 | |
IT6 | 13 | 16 | 19 | 22 | 25 | 29 | 32 | |
IT7 | 21 | 25 | 30 | 35 | 40 | 46 | 52 |
轴承座的粗糙度必须与轴承的公差等级相匹配。平均粗糙度值Ra不能太高,以便将干扰损耗保持在限制范围内。轴必须经过研磨,而孔必须经过精密车削。
轴承座公称直径 | 轴承座的推荐平均粗糙度值 | ||||
d (D) | Ra max | ||||
mm | μm | ||||
直径公差(IT级) | |||||
over | incl. | IT7 | IT6 | IT5 | IT4 |
‒ | 80 | 1,6 | 0,8 | 0,4 | 0,2 |
80 | 500 | 1,6 | 1,6 | 0,8 | 0,4 |
轴和壳体肩部以及隔环等的安装尺寸必须确保轴承套圈的接触面具有足够的高度。然而,它们还必须可靠地防止轴承的旋转部件擦过固定部件。桥台肩半径和直径的经验证安装尺寸。这些尺寸是限制尺寸(最大或最小尺寸),实际值不应高于或低于指定值。
由于有大量的应用领域,具有圆柱孔和圆锥孔的轴承可以使用广泛的轴承箱。包括分体式和非分体式铅锤座外壳、拉紧外壳、法兰外壳和特定工业和铁路应用的外壳。
带自调心滚珠轴承的剖分式铅锤座壳体 ①剖分式铅锤座SNV ②调心滚珠轴承 |
在设计轴承位置时,必须考虑采用热、液压或机械方法进行自调心滚珠轴承的安装和拆卸。
调心滚珠轴承不可分离。在安装不可分离轴承时,必须始终将安装力施加在紧密配合的轴承套圈上。
具有锥形孔的轴承以紧密配合安装在轴或紧定套或退卸套上。锥形轴承座上内圈的径向内部间隙或轴向驱动上升距离的减小值的测量可作为紧密配合的指示值。
径向内部间隙的减小量是安装前的径向内部间隙和安装轴承后的轴承间隙之间的差值,必须首先测量径向内部间隙。在压装过程中,必须检查径向间隙(轴承间隙),直到径向内部间隙的必要减小和所需的紧密配合为止。
径向内部间隙减小 sr=安装前的径向内部间隙 sr1=安装后的径向内部间隙 sr–sr1=径向内部间隙减小 ①安装前 ②安装后 |
也可以测量轴向驱动上升距离,以代替径向内部间隙的减小
轴向驱动上升距离 sa=轴向压入距离(轴承的轴向驱动上升距离) sr=径向内部间隙 sr1=压入后的径向内部间隙 sr–sr1=径向内部间隙减小 ①在按下之前 ②按下后 |