角接触球轴承

       角接触球轴承能够承受径向载荷和轴向载荷。 单列角接触球轴承只能承受单方向的轴向载荷,因此通常采用成对安装。 作为配对轴承,它们的预紧更加方便。 保持架由黄铜、合成树脂或其他受制于个别轴承特性和应用条件的轴承制成。


      根据安装控件要求不同,MONTON角接触球轴承拥有70、72和719等不同系列轴承。在速度较高或径向间隙极小时,可以选择719或70系列轴承。对于重负荷、速度中等的应用,72系列轴承较为合适。而在刚度要求极为重要的工况,719系列轴承由于包含多个滚动体并且适用于直径较大的主轴,这些因素都有助于使主轴系统具有高刚度。针对目前机床主轴的高速化趋势,本公司还特别研发了适合于高速主轴工况的H系列高速角接触球轴承和HC陶瓷球系列接触角球轴承。

       

       角接触球轴承的内、外圈上都有滚道,而且内、外圈能沿轴承轴向作相 对位移。这类轴承特别适用于承受复合负荷,即径向和轴向同时作用的负 荷。角接触球轴承轴向负荷承受能力随接触角α的增大而增大。接触角为径 向平面内球和滚道的接触点连线与轴承轴线的垂直线间的角度。


       角接触球轴承的型号共分为:α=15°的角接触球轴承(70000C型); α=25°的角接触球轴承(70000AC型);α=40°的角接触球轴承(70000B型); 背靠背成对双联角接触球轴承[70000C(AC、B)/DB型];面对面成对双联角 接触球轴承[70000C(AC、B)/DF型];串联成对双联角接触球轴承[70000C (AC、B)/DT型];有装球缺口的双列角接触球轴承(00000型);无装球缺口的 双列角接触球轴承(00000A型);无装球缺口,一面带防尘盖的双列角接触球 轴承(00000A-Z型);无装球缺口,两面带防尘盖的双列角接触球轴承 (00000A-2Z型);无装球缺口,一面带密封圈的双列角接触球轴承(00000ARS型);无装球缺口,两面带密封圈的双列角接触球轴承(00000A-2RS型)等。

 

精度等级

       角接触球轴承精度等级包括尺寸公差和旋转精度。精度由低到高表示为P0(普通)、P6(P6X)、P5、P4、P2。此外,欧美品牌中也用P3、P7、P9表示精度等级,P3相当于ISO和JIS标准的P6级, P7相当于P4级,P9相当于P2级。


类型

       角接触球轴承有:7000C型(∝=15°)、 7000AC型(∝=25°) 和7000B(∝=40°)几种类型。该种轴承的锁口在外圈上,一般内外圈不能分离,可承受径向和轴向的联合载荷以及一个方向的轴向载荷。承受轴向载荷的能力由接触角决定,接触角越大,则承受轴向载荷的能力高。该种轴承能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。

       接触球轴承极限转速较高,可以同时承受径向载荷和轴向载荷,也可以承受纯轴向载荷,其轴向载荷能力由接触角决定,并随接触角的增大而增大。

单列角接触球轴承

       单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向载荷,在承受径向载荷时,会引起附加轴向力,必须施向相应的反向载荷,因此,该种轴承一般都成对使用。双列角接触球轴承能承受较大的以径向载荷为主的径向、轴向双向联合载荷和力矩载荷,它能限制轴或外壳双向轴向位移,接触角为30度。


角接触球轴承代号:

角接触球轴承


角接触球轴承配对形式有如下6种:


1、背对背配置,后置代号为DB(如70000/DB),背对背配对的轴承的载荷线向轴承轴分开。可承受作用于两个方向上的轴向载荷,但每个方向上的载荷只能由一个轴承承受。背对背安装的轴承提供刚性相对较高的轴承配置,而且可承受倾覆力矩。


2、面对面配置,后置代号为DF(如70000/DF),面对面配对的轴承的载荷线向轴承轴汇合。可承受作用于两个方向上的轴向载荷,但每个方向上的载荷只能由一个轴承承受。这种配置不如背对背配对的刚性高,而且不太适合承受倾覆力矩。这种配置的刚性和承受倾覆力矩的能力不如DB配置形式,轴承可承受双向轴向载荷。


3、串联配置,后置代号为DT(如70000/DT),串联配置时,载荷线平行,径向和轴向载荷由轴承均匀分担。但是,轴承组只能承受作用于一个方向上的轴向载荷。如果轴向载荷作用于相反方向,或如果有复合载荷,就必须增加一个相对串联配对轴承调节的第三个轴承。这种配置也可在同一支承处串联三个或多个轴承,但只能承受单方向的轴向载荷。通常,为了平衡和限制轴的轴向位移,另一支承处需安装能承受另一方向轴向载荷的轴承。


4、三联配置,后置代号DBD(70000/DBD),三联配置时,可以承受径向负荷和2个轴向负荷。但是轴承的预紧力分配不均匀.高速旋转时,单列测轴承承受的内部在和增加,有可能造成轴承受伤,所以DBD不适合高速旋转


5、四联配置,后置代号DBB(70000/DBD),四联配置时,可以承受径向负荷和俩个方向轴向负荷。在同样内部游戏的情况下,其预紧力和刚度为DB配置的2倍,可承受的极限轴向负荷也是比较大


6、万能配置,后知代号为SU,万能组配角接触球轴承是等高修内,外圈非基面严格控制终磨平面尺寸公差,使内外圈宽度等高。万能组配的方法是精密机床上安装不需要复杂的调整过程,便可得到需要的预载荷。

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接触角的影响

       角接触球轴承,其接触角越大,能承受的轴向载荷越大,接触角越小,能承受的轴向载荷越小。

相反,接触角越小越适合用于高速旋转,径向载荷的承受能力越越大。

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轴承的预紧

       轴承在使用过程中,在运转状态下,一般都使其内部带有适当的游隙,根据使用状况不同,有时为提高轴承配置的刚性或旋转精度,在安装时预先对轴承施加轴向负荷,使其带有负的内部游隙,即采取一定措施使轴承中的滚动体和内、外圈之间产生一定量的预变形,以保持内、外圈处于压紧状态。这种方法称做预紧。


预紧的目的

提高轴的径向、轴向定位精度,减小轴的跳动

提高轴承的刚性

防止振动及共振引起的轴承噪声

使滚动体与套圈保持正确的相对位置


预紧的形式

       预紧根据不同的轴承类型,可采用径向也可以采用轴向预紧。预紧的方法就是对轴承施加预载荷,通常是在两套轴承间施加轴向载荷,使轴承内外圈之间产生相对的轴向位移。



定位预紧

        固定轴承相对轴向位置,提高轴承刚性

定压预紧

       采用弹簧加压,即使运转中因温升或负荷影响轴承间位置发生变化,也可保持稳定预压。

        单列角接触球轴承:一般为轴向预紧,并与另一个同样类型的轴承以背对背或面对面的方式配对使用。

        预紧一般是在环境温度下安装时进行调整(或根据此温度设定)的,如果在运行中,轴的温升比轴承座的大,预紧就会增加。而且面对面配置增加的预紧量比背对背配置的要大。


轴承的预负荷


预负荷形式

为满足客户在速度、散热和刚度方面的不同需求,MONTON生产符合国家标准的三种标准预负荷组配精密角接触球轴承,等级:

A级:轻预负荷

B级:中等预负荷

C级:重预负荷


另外,根据使用工况不同,MONTON还可以为客户设计特殊预负荷组配角接触球轴承。影响预负荷的因素在静态和动态条件下轴承系统上的预负荷受到几个因素的影响。装在系统中的轴承上的实际预负荷值与生产过程中预定的预负荷值不同,具体取决于:

1、轴承内圈和轴之间的实际配合以及外圈和轴承座之间的实际配合;

2、位置固定的系统速度

3、轴承内外圈及滚动体之间的运行温度;

4、轴和轴承座材料(不同的材料具有不同的热膨胀系数,从而导致系统运行时配合部分的变形不同)

5、几何误差(如强制不对准、前后轴承座之间的同轴性误差等)。



额定转速

轴承表中给出的极限转速,是在轴承承受国家规定的标准符合及润滑、热传输良好的工况时有效。当轴承以两联、三联或四联组配形式,一个切在不同预负荷情况下运转时,应将表中给定的极限转速基础上乘以所需的减小系数。系数如下表:

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公差


5级公差


5级公差内圈

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注:1)包括0、6在内。

2)直径系列7和8无规定值。

3) 仅适用于沟型球轴承。

4)系指用于成对或成组安装时单个轴承的内圈。


5级公差外圈

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1)包括2、5在内。

2)直径系列7和8无规定值。

3)闭型轴承无规定值。

4)不适用于凸缘外圈轴承。

5)仅适用于沟型球轴承。


4级公差


4级公差内圈

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注:1)包括0、6在内。

2)仅适用于直径系列0、1、2、3和4。

3)直径系列7和8无规定值。

4) 仅适用于沟型球轴承。

5) 系指用于成对或成组安装时单个轴承的内圈。


4级公差外圈

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注:外圈凸缘外径D1公差规定在5.3条表19中。

1) 包括2.5在内。

2) 仅适用于直径系列0、1、2、3和4。

3) 直径系列7和8无规定值。

4) 闭型轴承无规定值。

5) 不适用于凸缘外圈轴承。

6) 仅适用于沟型球轴承。


2级公差

2级公差内圈

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注:外圈凸缘外径D1公差规定联系公司。

1) 包括2.5在内。

2) 仅适用于直径系列0、1、2、3和4。

3) 直径系列7和8无规定值。

4) 闭型轴承无规定值。

5) 不适用于凸缘外圈轴承。

6) 仅适用于沟型球轴承。


2级公差内圈

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注:1)包括0、6在内。

2) 不适用于直径系列7、8及9。

3)仅适用于沟型球轴承。

4)系指用于成对或成组安装时单个轴承的内圈宽度偏差。


2级公差外圈

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注:外圈凸缘外径D1公差规定在5.3条19中。

1)包括2.5在内。

2)适用于直径系列0、1、2、3及4的开型、闭型轴承。.

3)不适用于凸缘外圈轴承。

4)仅适用于沟型球轴承。


保持架

根据轴承系列和尺寸的不同,单列角接触球轴承使用以下保持架作为标准配置:

• 棉纤维增强的酚醛树脂保持架,窗形,外圈引导,无后缀

• 玻璃纤维增强的PEEK保持架,窗形,外圈引导,后缀TNHA 

• 碳纤维增强的PEEK保持架,窗形,外圈引导,无后缀 († 图9)

• 机加工黄铜保持架,窗形,外圈引导,后缀MA轻质聚合塑料保持架降低了惯性力和离心力,同时使润滑效果得到最大限度的发挥。

 根据使用需求也可以采用其他材料和设计的保持架。请与技术部联系。


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密封方案

 与开式轴承和外置式密封的轴承配置相比,密封轴承可以提供以下优点:

   • 延长轴承使用寿命的潜力

   • 延长维护周期

   • 减少库存

   • 在安装和运行时,减小润滑剂污染的风险


       可提供最常见的密封轴承,两端安装有集成密封(-2RS)。密封与内圈形成一个极窄的间隙 (),因此,并不会影响速度性能。

      密封件由钢板加强的耐油耐磨丁晴橡胶(NBR) 制成。根据需求,密封件也可由氟橡胶(FKM) 制成。

        标配密封轴承中填充有锂皂增稠剂和合成酯基油的高质低粘度润滑脂。润滑脂填充量不超过轴承自由空间的15%。润滑脂工作温度范围为–55到+110 °C (–65到+230 °F)。若有需求,可以提供使用其他润滑脂的轴承。


         密封轴承为等寿命润滑,其不应清洗或加热到80 °C (175 °F) 以上。如果密封轴承安装时需要加热,必须使用感应加热器,而且轴承必须立即安装以使其在高温下暴露的时间最短化。



润滑

针对某一超精密轴承配置,合适的润滑剂和润滑方法的选择主要取决于要求转速或许用

工作温度等工况。然而,如振动、载荷以及齿轮等相关组件的润滑等因素也影响轴承的选

择过程。

 要在滚动体和滚道之间形成足够的流体动力油膜,仅需极少量的润滑剂。因此,在主轴轴承配置中采用脂润滑变得越来越普遍。使用设计正确的脂润滑系统,可使流体动力学摩擦损失很低,且工作温度保持在最低限度。然而,当转速非常高时,脂润滑的使用寿命可能太短,应采用油润滑。通常,采用油气

润滑系统或循环油系统进行油润滑,其具有提供额外冷却的好处。


脂润滑

脂润滑轴承配置适用的转速范围宽。使用高品质的润滑脂润滑超精密轴承可允许轴承有相对高的转速而不会产生过度的温升。

 使用脂润滑意味着轴承配置设计相对简单,因为润滑脂比油更容易保持在轴承配置中,特别是轴倾斜或垂直时。润滑脂还可以防止固体和液体污染物以及湿气进入,有助于密封轴承配置。

润滑脂的选择

大多数使用超精密轴承的主轴应用,采用矿物油和锂基增稠剂的润滑脂比较合适。这类润滑脂能充分黏附在轴承表面,并可在–30至+110 °C (–20至+230 °F)温度范围内使用。对于高速和高温应用或需要长使用寿命的应用,一般使用合成油,例如合成双酯基润滑脂LGLT2就已被证明非常有效。

 对于丝杠驱动用推力角接触球轴承,在大多数工况下可以使用含酯或矿物基油和钙基混合物增稠剂的润滑脂。

 在以下任何工况下,有可能需要其他的润滑脂:

• 工作温度 < 10 °C (50 °F) 或 > 100 °C(210 °F)

• 轴承转速非常高或非常低

• 静态工况,不经常转动或摆动

• 轴承受到振动

• 轴承承受重载或冲击载荷

• 抗水性非常重要

• 低速、重载或振动工况下使用的丝杠驱动用轴承,应使用矿物基油和EP添加剂的锂皂基脂。


油润滑

在许多应用场合推荐用油润滑,因为可采取不同的供油方式以满足不同的工作条件和机器的设计。当为轴承配置选择最恰当的油润

滑方法时,应考虑以下应用要求:

• 需要的润滑油量及其粘度

• 转速和流体动力摩擦损失

• 轴承的许用温度


油润滑的方式


油浴润滑

       油润滑的最简单方式为油浴润滑。由轴承的旋转部件带起的润滑油分布在轴承内,而后又流回到壳体内的油池中。通常,当轴承静止时油位应几乎达到最低滚动体的中心。油浴润滑特别适合于低速。然而,在高速时过多的润滑油会供给到轴承中,增加摩擦,并使工作温度升高。

循环油润滑

        通常,高速工况会增加摩擦热,使工作温度升高,加速润滑油的老化。为了降低工作温度,

避免频繁的更换润滑油,通常倾向使用循环油润滑方式 。油循环通常由泵控制。润滑油在流过轴承之后,通常会回到油箱,在再次流回轴承之前会被过滤和冷却。适当的过滤会降低污染水平,延长轴承使用寿命。在有几套不同尺寸轴承的大系统中,从泵流出的总油流量会被分成几股小的油流。

喷油润滑

       喷油润滑方法是循环油润滑系统的外延。润滑油在高压下喷向轴承侧面。喷油速度应足够的高 (≥ 15 m/s),以便润滑油穿透旋转轴承四周的紊流。对转速非常高的工况,使用喷油润滑,供给轴承润滑油足量但不过量,并且不会增加轴承的工作温度。滴油润滑采用滴油润滑方法时,按照给定的时间间隔

向轴承供应精确计量的润滑油。供油量可以相对较少,会使高速下的摩擦损失最小。然而,难以确定润滑油在高速下是否会渗入轴承,因此,常推荐做单独试验。在尽可能的情况下,应优先选择油气润滑来代替滴油润滑。

油雾润滑

        现在的特殊油雾润滑系统采用无毒和无致癌性的润滑油,以应对最小量的油雾排放,适合密封系统,解决了环境和健康问题。这些系统被很好维护时,会提供一种划算的、清洁的方法,持续有效地雾化润

滑油,并将测定需要的最小量的润滑油注入轴承中。现代油雾润滑系统使1–5 μm尺寸的油滴悬浮于干燥的洁净空气中。油和气通常以1:200 000的比例混合成含油量少且有效的混合物,在0,1 MPa的压力下被注入轴承中。


安装

       热安装过程中轴承组的压紧超精密角接触球轴承通常是成组使用的。当轴承加热后,轴承内径增大,宽度也增大。增大的内径便于安装。

    当冷却后,轴承内径收缩获得必要的(过盈)配合;其宽度也会收缩,轴承间形成小间隙。这个小间隙对轴承组的预载荷产生负面影响,为了避免这种情况,当冷却时应压紧轴承内圈使其相互紧靠,压紧的轴向力应略大于拆卸力 。当压紧轴承组时,施加的力决不能直接或者间接的作用于外圈。

       轴承应安装于干燥、无灰尘的环境,远离机床产生的切屑和灰尘。如轴承不得不安装在无防护区域,应采取措施防止轴承及安装部位遭受像灰尘、污物及湿气之类的污染。一旦完成安装,应进行试运转应用,以确定所有零件是否正常工作。试运行期间,轴承应在部分载荷和在速度范围较宽的低、中速下运转。所有滚动轴承从不允许在无载荷时启动并加速到高速,因为这样会有重大风险:在滚动体和滚道间会发生滑移并损伤滚道,或者保持架遭受不允许的应力。

 轴承在启动后,温度立刻升高是正常的。在脂润滑情况下,直到脂在轴承配置中均匀分配,温度到达平衡后,温度才会降低。关于脂润滑轴承跑合的更多信息“脂润滑轴承的跑合”。

 不正常的高温或持续的峰值表明预载荷过大、在轴承配置中润滑剂太多或轴承在径向或轴向发生畸变。也可能是相关零件加工或安装不正确,也可能密封产生的热量过多。

 在试运转期间或试运转刚结束后,检查密封件、所有润滑系统及流体状态。假如噪声和振动水平很高,建议检查润滑剂有无污染的迹象。


轴承的存放

轴承及密封件的存放条件会对其性能产生不利影响。库存控制对性能也起着重要作用,尤其是牵涉到密封件的情况下。因而,存放条件为使轴承的使用寿命最大化,我们推荐以下基本内部管理实践:

• 存放轴承时平放,储藏室要求无振动和灰

尘,带冷却系统,温度稳定。

• 按下列要求控制和限制存储藏室的湿度:

– 20 °C (68 °F) 湿度75%

– 22 °C (72 °F) 湿度60%

– 25 °C (77 °F) 湿度50%

• 直至安装前轴承应一直放在其原始的未打开过的包装中,以防止污染物的侵入和锈蚀。

• 没有存放原始包装中的轴承应进行良好的防锈和防尘处理。


开式轴承的存放期限

出厂前,MONTON轴承涂有防锈剂,且进行了合适的包装。对于开式轴承,假如存放条件合适,防护措施可保证在大约三年的时间防止轴承锈蚀。


密封轴承的存放期限

MONTON密封轴承的最长存放期限由轴承内的润滑剂决定。由于时效、凝固及基础油和增稠剂的分离,润滑剂会随时间的延长而变质。因而,密封轴承的存放期不应超过三年。


包装标识

      当选择通用配组的角接触球轴承组成一个轴承组时,包装上提供了很多有用的信息,如平均内、外径与公称尺寸的偏差,实际轴承的接触角 。具有相似偏差的轴承应该作为一组来使用。

角接触球轴承的应用:

• 机床等多轴钻头

• 机器人

• 印刷机

• 测量装置

• 赛车轮毂

• 加工中心(卧式或立式)

• 铣床

• 车床

• 外圆和平面磨床

• 镗床

• 切割或抛光石材和玻璃的机床

• 半导体工业等,硅晶片上的故障检测单元

• 船用陀螺稳定器

• 望远镜

• 燃气涡轮发动机

• 赛车/超级跑车轮毂

• 医疗设备

• 机床主轴等,活顶尖 

• 车床(主轴、尾座)

• 磨床

• 镗床

• 并联机床 (PKM)

• 发动机试验测功计

• 高速涡轮增压器

• 电主轴 

• 高速加工中心(卧式和立式)

• 高速铣床

• 高速内圆磨床

• PCB钻孔用主轴

• 木工机床

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