等截面薄壁球轴承


MONTON薄壁球轴承


MONTON薄壁轴承的设计解决了传统球轴承所不能解决的各种设计问题。

当内径大于径向截面的四倍时就称为薄壁轴承。在任何薄壁轴承系列、内径变化时截面保持不变。通常截面是球直径的两倍,公称尺寸为英寸。

薄壁球轴承: 标准截面,尺寸从1英寸到40英寸,可用不锈钢或其它多种材料,密封可用在所有不同尺寸,标准截面的轴承上。


MONTON薄壁轴承的优势如下:

· 重量轻 · 多种承载能力

· 刚性好 · 多种截面和尺寸

· 小截面 · 改良和客户定制

MONTON薄壁轴承通常发现用在空间受限制,混合受力和重量受限的独特设计中。


应用:

●航天/天文仪器

●夹具卡具设备

●食品加工设备

●玻璃加工设备

●回转台和分度盘

●包装机械

●机床

●医疗设备

●光学扫描设备

●轮胎制造设备

●雷达/卫星和通讯设备

●机器人

●纺织机械

●切管机

●半导体制造设备

●分选设备


等截面薄壁球产品线包括7 种开式系列和5种密封系列的薄壁轴承,孔径范围从1.000英寸到40.000 英寸。截面尺寸系列从0.187×0.187 英寸到1.000×1.000 英寸。


我们可以提供不同内部游隙、润滑、保持架以及其他特性的产品,能够满足大多数客户的需求。在这些系列的产品中,一般足以进行选择。当轴承不暴露在破坏性污染环境中时,可以选用开式轴承;当

轴承需要保持清洁并进行良好润滑时,选用密封轴承。为了应对多种载荷情况,等截面薄壁球有三种基

本类型:深沟球轴承(C 型)、角接触球轴承(A 型)、四点接触球轴承(X 型)——每种类型包括不同的尺寸或者系列(例如KA、KB、KC 等)。

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A 型

角接触球轴承

①这些负载不能同时存在。如果需要了解组合负载,参见轴承选择和负载分析。动载荷是基于100 万转的L10 寿命。公布的载荷数据并不适用于混合系列轴承,如P、X、Y 系列——联系我们以获得确切数据。

②静态载荷是在轴或者轴承座刚性支撑条件下的未出现布氏压痕的数据。

③“F”是轴或者轴承座与轴承接触处允许的最大圆角。


A 型轴承也是一种常见的设计。它具有圆窗孔保持架,接触角为30 度,滚珠数量大约是满

滚子型的67%。A型轴承最大的优势是它可以提供比C型或X型更大的轴向承载能力。因此,这种轴承一般相向安装,以维持接触角,并承受双向推力载荷。

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C 型

深沟球轴承


C 系列深沟球轴承是常规设计的单列径向球轴承。它是康拉德(Conrad)型,这意味着其内圈和外

圈会有特殊的位移,这样可以装入的滚珠数量大约是满滚子的一半。虽然C 型轴承主要用来承受径向载荷,它也可以承受有限的来自某一方向的轴向(推力)载荷。但是,如果轴向载荷是重要因素的话,用

角接触球轴承会更合适。

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X 型

四点接触球轴承

是一种用于承受多个方向载荷的康拉德轴承。独特的内部几何结构,使其能够承受径向载荷、双向推力载荷和倾覆力矩,并能适应复合载荷情况。在很多情况下,一个四点接触球轴承可以代替两个其他类型轴承。

X 型轴承可以根据客户的需要提供不同内部预压和游隙,例如高刚度或者零游隙等。这可以通过使用比内外圈滚道之间空隙更大的滚珠来实现。当然,即使是在没有外部载荷的情况下,滚珠和滚道也会有一定弹性变形。

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轴承选型


C型—深沟球轴承

C 型深沟球轴承是内外圈带有超深沟(滚道沟槽深度=球直径的25%)的单列深沟球轴承。通常轴承在装配时,将内圈偏心放置在外圈内,然后放入满装球数量一半的球。装好球后,将内外圈同心放置,并使球均匀分布,再装配保持架。这种组装方式通常称为“康拉德(conrad)组装”。另一种装配方式,是通过在一侧或两侧滚道挡肩开出的“装球孔”装球。这种方法可以装更多的球,直至满装。这样轴承可以承受更大的载荷,然而在运行条件上受限,在保持架类型中会加以讨论。


C 型轴承在具有很小的滚珠和滚道之间的游隙(径向游隙)下性能最佳。提供带有游隙的标准轴承是出于以下原因:

轴承滚道和安装位的过盈配合;

钢制滚道不同的热膨胀或收缩;

轴和轴孔的不对中以及其它导致游隙变化的因素。


C 型轴承在设计上,受到单纯径向载荷,没有推力载荷时,球与滚道接触的区域中心位置受力。为了适应运行条件,会增大或减小游隙。

C 型轴承没有装球孔,在主要为径向载荷的设计中,也可以承受一些任意方向的轴向(推力)载荷。但是,承受轴向载荷的能力受控于轴承安装后的游隙大小。该游隙决定了承受轴向载荷时,球与滚道接触角的大小,继而决定了轴承承受的轴向载荷。带有装球孔的轴承,在承受轴向载荷时,球与滚道接触点是不连续的,降低了轴承可承受的推力动载荷。如果存在轴向载荷,那么带装球孔的轴承转动一定受到限制。

采用超过标准值的大径向游隙时,C 型轴承在受到轴向载荷时能够获得更大的接触角,可以承受更大的推力载荷。此时应当相对同一结构上的其它轴承对该轴承进行调整,以减小在受到交变轴向力时的轴向运动。采用这种方式使用时,轴承实际上是作为角接触球轴承而不是径向接触轴承。


A 型——角接触球轴承


A型角接触球轴承与C 型轴承不同之处在于A 型轴承有足够的径向游隙,能形成足够的接触角来承受轴向载荷。标准轴承的接触角是30°。C 型轴承使用超深球沟槽(球直径的25%)。A 型轴承显著的特点在于其装配方式。某一轴承圈,通常是轴承外圈,其单侧挡肩削减。利用内、外圈的温差,可以将外圈与内圈、滚珠和保持架组装在一起。这样就组成了一个不可分离轴承,该轴承在承受单向轴向载荷同时,能够承受更大的径向载荷。在承受轴向载荷时,轴承的内外圈可以进行小预载调整。这种装配方式,使A 型轴承相对于不带安装孔的C 型轴承有更多的滚珠,并拥有很大的接触角,令其有更大的轴向载荷能力。由于具有单向载荷能力,该轴承需要与其它轴承对称配对安装,以设定并保证接触角,同时在受到交变的轴向载荷时使其轴向运动最小。


背对背安装

这种形式通常称为背对背安装。在上图中,通过压紧环的垫片来调整轴承内圈,进而调整轴承游隙。开始时,采用足够厚的垫片,使轴能够相对轴承安装座运动。测量整个轴向运动以及垫片厚度,减去轴向运动量与期望预载荷之和。当两个轴承对称安装,消除轴承内部游隙,并且在滚珠和滚道之间产生弹性变形时,称为带预载荷的轴承。

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面对面安装

轴承“面对面”安装,接触线在内部相交。通过调节置于轴承内、外圈之间的隔环的相对长度,可以调节轴承的游隙。一般情况,隔环是等长的,轴承配对加工成有预设游隙的。如果去除外圈隔环,可以用外圈压盖的垫片调节游隙。


上图所示的组合,通常在轴承的端面进行磨削加工,保证安装后的预载。为此,图中所示的内圈之间,图中所示的外圈之间预设有间隙。轴承安装,并在轴向夹紧后该间隙消失,轴承组产生预载荷。

图中和图中的背对背配置组合能够提供更高的力矩负载刚度,适用于单个轴承之间空间很小或使用单对轴承组的情况。


面对面配置适用于轴与轴承孔之间偏心公差更大的情况,以及轴上有多对轴承组合的情况。单个轴承面对面配置时,轴承间需要足够的间隔以保证能承受足够的扭矩。如有需求,面对面配置轴承组合可以做为固定端,与其它轴承一同使用,形成“固定—浮动”组合。


串联配置

串列配置轴承具有单向轴向载荷能力,必须与其它轴承或轴承组相对使用。配对轴承径向载荷的总值均匀分配于单个轴承,载荷值乘以N0.7 后,再使用样本额定载荷校核,N 为组合中轴承的个数。受推力载荷的轴承组,载荷均分于受力方向的每个轴承,载荷值乘以N0.7 后,再使用样本额定载荷校核,N 为组

合中轴承的个数。

除非有特殊要求,轴承组的外部端面尺寸是不受控的。如果出于预载荷的目的,对外部端面尺寸有要求,应当考虑使用总体磨削轴承。总体磨削轴承的内外端面都是按照特殊间隙配置的,来控制预载荷,使安装更灵活。


X 型—四点接触球轴承

X 型四点角接触球轴承与A、C 型轴承的区别在于其滚珠沟槽的形状。C 型轴承滚道半径的圆心都在球的中心线上。A 型轴承,滚道与球是角接触的,滚道半径的圆心偏离滚珠的中心线,并且以中线为基准对称分布。X 型轴承每侧的滚道有2 个半径圆心,都偏离滚珠的中心线。后者的结构使X 型轴承具

有弧形,在滚珠和滚道间形成四点接触。


X 型轴承与C 型轴承一样,有康拉德式和填球孔两种装配方式。带有装球孔时,由于球与滚道接触轨迹不连续,轴向和径向载荷都削弱了,转速也必须限制。X型轴承的沟槽深度与A型和C型轴承一样(滚珠直径的25%)。深沟槽深度与四点接触结构使轴承能够承受径向、轴向载荷以及扭矩载荷。类似于一对A 型轴承的背对背组合。

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作用在轴承内圈上的从右向左的轴向力通过滚道与滚珠接触的B 点,通过滚珠传递到D 点,继而传递到外圈和支承结构。作用线BD 与轴承径向中心线,形成大约30°的角。由于滚珠和滚道在负载传递线上的弹性变形,A点、C 点不承受载荷,滚珠平滑地滚动,滚动的轴线垂直于线BD。在内圈受到从左到右的轴向力时,A 点、C 点有类似的力的传递。


力矩矩或倾覆载荷

力矩或倾覆载荷类似于2 个作用于直径两侧相向的轴向载荷的效果。受到力矩载荷时,轴承的一侧B、D 点承受载荷,A、C 点不受力,另一侧A、C 点承受载荷,B、D 点不受力。径向载荷等沿CA 和BD 线等值分布。在受到联合载荷时,轴承的抗力按照单个载荷的大小和作用线产生。

由于具有承受联合载荷的径向、轴向、以及扭矩的能力,X 型轴承常常用于替换成对角接触球轴承、成对圆锥滚子轴承,或者球或滚子推力轴承和深沟球轴承的组合。如同C 型轴承,X型轴承通常具有径向游隙。

X 型轴承的接触角与轴向载荷能力与该游隙无关。相反,在承受很大轴向载荷或者扭矩时,需要减小游隙,以免接触角过大。很多应用中需要更高的刚度,X 型轴承被赋予预载荷。使用超过滚道空间的大球可以获得预载荷。此时,即使没有外部载荷球和滚道也会存在弹性变形。


安装

在使用中,如果轴承的轴线与垂直方向的夹角在45°之内,建议轴承开口式保持架开口朝下,或者加大轴的挡肩或轴承安装座挡肩以保证保持能力。带密封和防尘盖的轴承有方向指示标记,如下图所示。

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精度

轴承应用中有三个基本变动量来源,应当考虑。松动、变形、轴承及配合部件的几何尺寸不完美。轴承缺陷包括,径向跳动、偏心以及轴向端面跳动。因此,首要关心的是安装面和与之配合的轴承部件的圆度、平面度匹配。松动可能发生在轴承与轴和安装孔之间,或者轴承内部。在某些应用中,不允许存在松动,尤其是轴承内部松动。考虑下图中的载荷情况,可见C 型或X 型轴承存在内部松动(径向游隙),会导致在受到轴向载荷时,轴与安装孔之间出现轴向相对运动。

由于X 型轴承独特的内部结构带有内置的接触角,在同等尺寸、同等推力载荷条件下,X型轴承的轴向运动(轴向窜动)比C 型轴承小很多。因此,在控制轴向运动成为重要考虑因素的情况下,即使轴向载荷在C 型轴承的允许范围内,X 型轴承也应优先选择。

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如果需要完全限制轴向运动,需要使用比滚道之间空间大的滚珠来加预载荷。这是实践中常用的方法,可以很好地控制轴向窜动。在高速情况下,由于会增加摩擦和磨损,X 型轴承不能加预载。替代的方法是如下图3-20 所示使用2 个A型轴承。该轴承的几何结构能够承受更大的预载荷,并且由于可以在安装后进行调节,A 型轴承可以加很小的预载荷来消除游隙。

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其它需要考虑问题

摩擦力矩

在要求最小驱动力矩的应用中,需要考虑摩擦力矩。为了获得低摩擦力矩,在可能的情况下应当避免预载荷。在联合负载作用下,X 型轴承比A 型轴承摩擦力矩更大。保持架、滚珠与滚道的配合情况、润滑方式、温度、轴承与轴及安装孔的配合都是影响摩擦力矩的因素。对低扭矩要求的了解,有助于轴承工程师协调这些因素。


轴承安装

轴承安装壳体和轴使用什么材料?在什么样的温度范围运行?轴承安装壳体和轴之间温度会不同么?为了更好地选择、使用轴承必须回答这些问题?明显的膨胀差异会导致轴承内外圈配合的明显变化,尤其是对于薄壁轴承。这些变化会影响精度、摩擦以及轴承寿命。


理想安装条件

轴和轴承安装座的材料热膨胀系数约为

0.000007英寸每英寸每华氏度。

*轴和轴承安装孔的直径公差在轴承的径向跳动公差之内。

* 轴肩平面度在轴承轴向跳动公差范围内。

*安装位截面有足够的刚度能保证轴承内部良好的载荷分布。

*有适合的密封保护轴承,防止污染。典型布置

C 型和A 型轴承

*使用具有足够间隔的第二轴承承受扭矩载荷。

* 如果旋转轴与竖直轴之间夹角在45°,则使弹锁式保持架的兜孔开口朝下,或者扩展轴或轴承安装座挡肩,做为保持架保持正确位置的保证。


所有类型

在轴向固定轴承端面。定位环只用于定位和轻负载。挡肩、套或者夹紧环用于重载。不要用干涉配合承受轴向负载。


润滑

*标准轴承运输时只有防锈油。

*带防锈油的轴承必须清洗干净,使用符合转速、温度要求的润滑脂或润滑油润滑。


转速

转速限制请联系我们。

载荷

*静载荷在考虑安全系数后,须在样本额定静载荷范围内。

*检查动载荷L 寿命是否足够。


保持架类型概览


轴承保持架最主要的功能是均匀分隔滚动体,避免滚动体相互接触。将由于单个滚动体负载不同,以及轴承和安装部位组件弹性变形,导致的滚动体运动差异最小化。如果没有保持架滚动体将会相互接触。由于滚动体的外形以及接触表面相反的运动方向,可能会产生相对较高的接触应力和相对运动速度。继而在滚动体之间产生摩擦,滚道间的摩擦粉屑将会影响轴承的寿命、摩擦力矩特性。如果可以容许大的摩擦力矩变化,可以在低速条件下使用满滚动体轴承。

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薄壁轴承的润滑和维护


润滑在抗磨轴承中起到在运动部件之间降低摩擦和磨损,散热、关键表面防腐的作用。MONTON 建议适当的润滑选择基于系统设计工程师对工作环境的评估,包括:转速、负载类型和大小以及环境温度。

包括二硫化钨、石墨以及二硫化钼等广泛的润滑剂类型可以选择。注意,润滑剂的数量对于特定运转条件下的轴承性能很重要。如果所有接触表面能够保持润滑膜,那么仅有少量润滑剂对于减小摩擦和磨损

是必要的。高转速下,过量的润滑油或润滑脂会导致更高的运行温度,可能会引起轴承的早期失

效。常用的三种润滑方式为油润滑、脂润滑和干膜润滑以及表面处理。油润滑通常提供更彻底的润滑。因其流体状态,油润滑能够更好地覆盖关键表面并帮助及时散热,在采用循环和冷却措施后散热更有效。在高速应用中,热效应更明显,指定使用油润滑。在要求最小摩擦力矩时,润滑油通常能提供更低的摩擦值。无密封的轴承在储存时带有保护型润滑油来防腐。MONTON 建议在润滑之前使用干净的

石油溶剂清洗防护油。如果没有清除防护油,必须确认防护油与润滑剂之间相容。在需要最小摩擦扭矩的应用中必须用清洁的石油溶剂清洗防护油,并立即用该应用已经选用的润滑油重新润滑。为了便于安装,可以选择在MONTON 工厂使用客户选择的商业润滑脂、润滑油对REA 轴承进行润滑。脂润滑也有其固有优点。因为润滑脂更容易保持,所以轴承室和密封的设计更简单。在许多应用中,在采用迷宫密封或旋转结构与静止结构间为小缝隙时,润滑本身能够防止污染。在油脂容许的范围内采用更高转速时,通常选择沟槽式油脂。


密封轴承带有约三分之一的多用途工业润滑脂。在初始包装保存时,外表面涂有少量相同在极端环境下,尤其是常规油脂不能承受或的润滑脂进行保护。存在的情况下,可以使用干膜润滑或者表面处理

做为轴承的润滑。


关于等截面薄壁球轴承更多技术问题,欢迎与盟拓轴承联系.

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