FAG轴承选择标准

2022-06-10 07:14
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轴承选择标准,各种轴承类型的特点

舍弗勒提供广泛的轴承类型

舍弗勒生产多种轴承类型,设计师可以从中选择*适合他需要的一种。然而,由于应用的多样性和对轴承位置的不同影响,这里不可能给出普遍适用的轴承类型选择规则。在决定特定的轴承类型时,通常需要权衡几个标准。

选择轴承时通常很重要的因素

以下描述的目的是帮助设计者。它们参考了在选择轴承类型时起主要作用的因素。有关各个轴承类型、其特性和可用设计的更精确数据,请参见具体产品章节。


选择轴承类型的标准

可以在轴承类型选择中发挥作用的产品特性例如:

  • 可用的设计信封

  • 载荷值、载荷方向和轴承布置概念(轴承布置)  

  • 轴承的速度

  • 轴承精度

  • 轴承套圈的轴向位移能力(浮动轴承功能)

  • 错位补偿

  • 安静运行

  • 轴承布置的刚性

  • 轴承中的摩擦

  • 轴承的安装和拆卸

  • 轴承和轴承位置的密封

  • 轴承的润滑



特定轴承类型的设计范围比较

在许多应用中,滚动轴承的主要尺寸之一通常由机器或设备的整体设计确定。由于轴的强度规格,这通常是轴承的孔径。

适用于小轴径和大轴径的轴承

对于小轴径,合适的轴承是球轴承——尤其是深沟球轴承——和滚针轴承。在存在大直径的情况下,可用的轴承有圆柱、圆锥、球面和环形滚子轴承,以及深沟球轴承,但不排除滚针轴承。

圆柱滚子轴承的比较

使用窄且具有大外径的轴承以及使用宽且具有较小外径的轴承都可以实现大致相同大小的承载能力。

基本额定载荷大致相当的圆柱滚子轴承 C 0

SL183026 有满装滚子组

小截面高度的轴承

低截面高度和高承载能力

如果设计范围在径向方向受到限制——例如在车辆的高性能齿轮箱中——具有小横截面高度的轴承,例如滚子和滚针和保持架组件,带或不带内圈的冲压外圈滚针轴承,特别适合 ➤ 图。由于截面高度低的线接触,这些轴承具有高径向承载能力。

小截面高度轴承——径向截面高度比较


滚针和保持架组件


开口端冲压外圈滚针轴承


无内圈滚针轴承


带内圈的滚针轴承

具有小轴向设计包络和组合载荷的轴承

用于小轴向设计包络和组合载荷的轴承

如果设计包络在轴向方向上较小,则适用于承受径向和轴向载荷的轴承位置的轴承是某些系列的圆柱滚子轴承——e.G。半定位轴承 NJ 与深沟球轴承或组合滚针轴承 ➤ 图 和 ➤ 图。

半定位轴承与深沟球轴承一起承受一个方向的轴向力


圆柱滚子轴承NJ(半定位轴承)


深沟球轴承(定位轴承)


组合滚针轴承,用于支撑一个或两个方向的高径向力和轴向力


滚针/轴向深沟球轴承,无内圈,无端盖,用于单向轴向力


带内圈的滚针/角接触球轴承,用于两个方向的轴向力

具有纯轴向承载能力的轴承

仅用于承受轴向载荷的轴承布置的轴承

如果轴承布置仅承受轴向载荷,则合适的轴承为轴向滚针和轴向圆柱滚子和保持架组件、轴向滚针和轴向圆柱滚子轴承以及轴向截面高度较小的轴向深沟球轴承 ➤ 图。

推力轴承——横截面比较


轴向滚针和保持架组件


推力滚针轴承


推力深沟球轴承


推力圆柱滚子轴承

载荷值和载荷方向载荷对轴承类型和轴承尺寸的影响

载荷决定轴承的类型和尺寸

轴承尺寸通常由外部载荷 ➤ 图决定。在选择轴承时,必须注意的是,滚子轴承由于线接触而比相同尺寸的滚珠轴承可以承受更高的载荷。

径向承载能力——深沟球轴承/圆柱滚子轴承的比较


深沟球轴承——较低的径向承载能力

    
圆柱滚子轴承 NU – 更高的径向承载能力

主要承受径向载荷的轴承

在径向载荷的情况下,力垂直于轴承轴线作用

如果存在径向载荷(所谓的横向力)——这些力垂直于轴的纵向轴线——则使用专门或主要承受径向力的轴承,因此是径向球轴承和径向滚子轴承。

圆柱滚子轴承 N 和 NU、滚针和保持架组件、带开口端的冲压外圈滚针轴承、滚针轴承和环形滚子轴承只能承受径向力 ➤ 图。

径向轴承,主要承受径向载荷的轴承


深沟球轴承,开式


角接触球轴承

    
圆柱滚子轴承 NU


圆锥滚子轴承


调心滚子轴承

主要承受轴向载荷的轴承

如果主要存在轴向力——这些是在轴的纵向轴线方向上的力——则使用专门或主要支持轴向力的轴承。

低到中等轴向载荷

如果存在低到中等纯轴向载荷,合适的轴承是轴向深沟球轴承和四点接触轴承 ➤ 图。如果存在一个方向的轴向载荷,则可以使用单向轴向深沟球轴承。

中到高轴向载荷

如果在一个方向上存在中等至高轴向载荷,可用的轴承有推力滚针轴承、推力圆柱滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力调心滚子轴承 ➤ 图。成对相邻布置的推力圆柱滚子轴承或推力调心滚子轴承适用于交变方向的高轴向载荷。

主要承受轴向载荷的轴承


轴向深沟球轴承,单向


推力角接触球轴承,双列,双向


轴向滚针轴承,单向


推力圆柱滚子轴承,单向


推力调心滚子轴承

组合载荷轴承

某些滚动轴承可能承受联合载荷(径向和轴向)。

轴承的轴向承载能力由公称接触角α决定。这个角度越大,轴承的轴向承载能力就越高。产品表中的轴承特定轴向载荷系数 Y 也提供了其轴向承载能力的指示;该系数越小,轴向承载能力越高。



适用于联合载荷的轴承

合适的轴承有深沟球轴承、四点接触轴承、单列和双列角接触球轴承、调心滚子轴承和单列圆锥滚子轴承 ➤ 图。调心球轴承和圆柱滚子轴承NJ(半定位轴承)和NU(定位轴承)+L型圈HJ(=半定位轴承单元)   ➤ 也可以使用图。


单列角接触球轴承和圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承 NJ 以及 NU + HJ 和推力调心滚子轴承只能承受一个方向上的轴向载荷。对于交变载荷方向,这些轴承必须始终与第二个轴承一起安装(第二个轴承必须提供相反方向的支撑)。对于成组安装,可提供作为通用轴承的单列角接触球轴承和由两个单轴承组成的配对圆锥滚子轴承组。

联合载荷轴承


深沟球轴承


四点接触轴承


单列角接触球轴承


双列角接触球轴承


圆锥滚子轴承


调心滚子轴承


联合载荷轴承


调心球轴承(定位轴承)


圆柱滚子轴承NJ(半定位轴承)


圆柱滚子轴承NUP(定位轴承)


圆柱滚子轴承NJ+HJ(定位轴承)


圆柱滚子轴承NU+ HJ(半定位轴承)


轴向载荷也可以通过单独的轴承来支撑

如果轴向载荷分量太高,也可以通过单独的轴承来承受轴向载荷。除了纯轴向轴承外,径向轴承 - e。G。深沟球轴承和圆柱滚子轴承 ➤ 能够承受双向轴向力的图形或四点接触轴承——可以使用。

如果四点接触轴承仅用作轴向轴承,则外圈在轴承座中必须有径向游隙。

支撑组合载荷的圆柱滚子轴承和四点接触轴承


圆柱滚子轴承NU,向心轴承


四点接触轴承、推力轴承(如果轴承承受纯轴向载荷,外圈不得径向保持)

支撑倾斜力矩的轴承

偏心力作用下的力矩载荷

如果负载偏心作用,则轴承会承受倾斜力矩。除了双列深沟球轴承和角接触球轴承外,在这种情况下,合适的轴承特别是在 X 或 O 布置中匹配的单列角接触球轴承或圆锥滚子轴承 < 图。

支撑倾斜力矩的轴承

M = 倾覆力矩


角接触球轴承,双列


角接触球轴承组,包括两个匹配的单列角接触球轴承,O 型布置


圆锥滚子轴承组,包括两个匹配的单列圆锥滚子轴承,X 布置


双列深沟球轴承

在 ➤图中,偏心作用力F产生的倾覆力矩由双列深沟球轴承支撑。

轴的单边轴承布置

M = 倾覆力矩

F = 偏心径向力


深沟球轴承,双列

速度适用性高速和超高速轴承

允许转速受工作温度限制

一般来说,滚动轴承可达到的*高速度取决于允许的工作温度。这取决于轴承中产生的摩擦热、从外部来源引入的热量以及从轴承布置中散发的热量。当条件处于平衡状态时,轴承温度是恒定的。

高速轴承

*高速度是通过具有特别低摩擦的单列轴承实现的。在纯径向载荷下,这些是开式深沟球轴承,而在联合载荷下,它们是角接触球轴承 ➤ 图。

由于其设计,推力轴承的允许转速通常低于径向轴承的允许转速。

高速和超高速轴承


深沟球轴承,单列,开式


角接触球轴承,单列,开式

准确性

精度更高的轴承

对于大多数应用,滚动轴承的正常尺寸和运行精度就足够了(公差等级 Normal)。在对运行精度和高速轴承布置有更高要求的情况下,例如在机床主轴的情况下,需要提高精度的轴承。

轴向位移设施轴承内补偿

轴承内部发生轴向位移

轴通常使用定位轴承和非定位轴承来支撑。定位轴承在两个方向上对轴进行严格的轴向引导。浮动轴承可以在轴向方向上移动,从而防止定位轴承和浮动轴承相互支撑。通过这种方式,浮动轴承可以补偿轴向长度和热伸长率的变化 ➤ 图。

圆柱滚子轴承 NU,浮动轴承,轴承内长度补偿

s = 轴向位移距离


适用于轴承内补偿的非定位轴承

适合用作轴承补偿的非定位轴承的轴承特别包括:带有一个无挡边圈(内圈或外圈)的圆柱滚子轴承 NU 和 N、圆柱滚子轴承 NJ、满装圆柱滚子轴承的某些设计(SI 轴承) )、滚针轴承和环形滚子轴承 ➤ 图。

轴承内补偿的浮动轴承


滚针轴承


圆柱滚子轴承 NU


圆柱滚子轴承 N


圆柱滚子轴承SL0248


环形滚子轴承

通过轴承套圈上的滑动座进行补偿

非定位轴承如深沟球轴承和调心滚子轴承也可用作非定位轴承。但是,两个轴承套圈之一必须松配合并且不得轴向接触,以便相关的套圈可以在底座表面上移动 ➤ 图。

通过滑动座进行长度补偿

s = 轴向位移距离(松配合的轴承套圈)


深沟球轴承,外圈可位移(松配合)


调心滚子轴承,内圈可位移(松配合)

错位补偿

歪斜对轴承功能有负面影响,降低轴承使用寿命

如果轴和轴承座之间发生歪斜——例如,如果轴承座未对齐、轴在负载下变形或轴承位置相距相当远——必须通过合适的轴承(自调心轴承)进行补偿。如果使用单个轴承座,例如立式轴承座或法兰轴承座,也应该预料到会有偏差。类似的影响(轴承位置的对准误差)是由径向座面和滚动轴承套圈的横向接触面之间的角度缺陷引起的。

调心滚动轴承

未对准和角度缺陷的动态和静态补偿

可以通过自调心滚动轴承在一定限度内补偿不对中和角度缺陷(参见产品章节)。这些包括轴承,如圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、调心球轴承、环形滚子轴承和推力调心滚子轴承 ➤ 图。这些轴承有一个凹形外圈滚道,内圈与滚动体组一起可以在其中旋转。

环只能在同时旋转的同时旋转,否则会损坏滚道。

用于静态和动态调整运动的轴承


圆柱滚子轴承(非定位轴承)


调心滚子轴承(定位轴承)


调心球轴承(定位轴承)


环形滚子轴承(浮动轴承)

静态角缺陷补偿用轴承

向心球轴承和调心滚针轴承适用于静态调整运动

向心外球面球轴承和调心滚针轴承具有凸面(球面)外圈外表面,安装后可以在凹面配合面上对中 ➤ 图。这些轴承适用于静态调整运动。但是,它们不得用于动态调整运动、摆动运动等。

推力深沟球轴承

轴向深沟球轴承不能支持轴的滚动运动,因此对角缺陷具有很高的敏感性。

带球面轴承座定位垫圈的轴承

如果外壳中的接触面不垂直于轴承的旋转轴线,则可以通过带有球面外壳定位垫圈和支撑垫圈的轴向深沟球轴承来补偿角缺陷 ➤ 图。

静态角缺陷轴承(调整运动)


外球面球轴承(向心轴承)


调心滚针轴承(向心轴承)


带球面轴承座定位垫圈和支撑垫圈的推力深沟球轴承

深沟球轴承的调心装置

单列深沟球轴承只有很小的自调心装置

在深沟球轴承中,不对中会导致球的不利运行,并在轴承中产生额外的载荷,从而缩短轴承的使用寿命。为了将这些载荷保持在较低水平,因此对于单列深沟球轴承,仅允许小调整角度作为载荷的函数。

双列深沟球轴承不能进行角运动。因此,在使用这些轴承时,不允许出现不对中。

圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承的调心设备

自调心装置比深沟球轴承小

圆柱、圆锥和滚针轴承的自调心装置比深沟球轴承小。这些滚子轴承的滚动体和滚道的横向设计使得在规定的调整角度下,滚动接触处材料上的载荷仍然足够均匀,不会影响基本额定寿命。

如果角缺陷大于产品章节中指出的那些,则滚子和滚针不再在其全长上均匀地承受载荷。结果,可能会出现不可接受的高边缘压力。

安静运行

深沟球轴承运行噪音极低

在小型电气设备中,例如办公设备或家用电器,通常需要低运行噪音。深沟球轴承特别适合此类要求 ➤ 图。可以通过舍弗勒噪声指数 ➤ 链接对该系列进行噪声评估。对轴承进行轴向调整是有利的,例如通过碟形弹簧。

刚性

滚子轴承比滚珠轴承更坚固

滚动轴承的刚度由类型、轴承尺寸和工作游隙决定。刚度随着支撑负载的滚动体数量的增加而增加。目标是特别高水平的系统刚度,例如在机床中的主轴轴承布置和转台轴承布置以及小齿轮轴承布置中。

由于滚动体和滚道之间的接触条件(线接触),滚子轴承的刚度高于球轴承的刚度。

摩擦

低轴承摩擦轴承

除了热量的引入和散热之外,轴承布置工作温度的决定性因素是轴承摩擦。摩擦力特别低的轴承包括开式深沟球轴承、单列角接触球轴承和在径向载荷下带保持架的圆柱滚子轴承 ➤ 图 和 图。具有接触密封的轴承、满装圆柱滚子轴承和推力滚子轴承会产生相对较高的摩擦。

安装和拆卸可分离(非自保持)和不可分离轴承

在可分离轴承的情况下,轴承套圈可以相互独立安装

非自保持轴承简化了轴承的安装和拆卸,因为轴承部件可以单独安装。如果两个环都紧密配合,这也是一个优势。分离式轴承包括四点接触轴承、剖分内圈双列角接触球轴承、某些圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力深沟球轴承、推力调心滚子轴承、推力圆柱滚子轴承和某些滚针轴承 ➤图。

可分离轴承


圆柱滚子轴承 NU


圆锥滚子轴承


推力深沟球轴承


不可分离轴承

深沟球轴承、单列角接触球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承和调心滚子轴承一般不可分离。

圆锥孔轴承

使用锥形轴座,轴承的径向内部游隙可以设置为定义值

带锥形孔的轴承可以直接安装在锥形轴座上,例如高精度变体的单列和双列圆柱滚子轴承。在安装这些轴承期间,径向内部游隙可以设置为定义值。

可以通过紧定套和退卸套辅助轴承的安装和拆卸

在对运行精度要求不高的情况下,紧定套和退卸套可用于定位自调心球轴承、圆柱滚子轴承和带锥形孔的调心滚子轴承,尤其是在圆柱轴座上 < 图。这种轴承装置的安装和拆卸特别简单。

带锥孔、紧定套和退卸套的轴承


圆柱滚子轴承,双列


带紧定套的调心球轴承


带退卸套的调心滚子轴承