一、回轉(zhuǎn)軸承特點(diǎn)(如下圖1所示)
1、內(nèi)圈和外圈(1和2)
軸承由一個(gè)內(nèi)圈和一個(gè)外圈組成,材質(zhì)一般是滲碳鋼。每個(gè)圈至少包括一個(gè)精密滾道,用以傳遞負(fù)載并實(shí)現(xiàn)設(shè)備兩部分的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)滾道表面及一定深度進(jìn)行有選擇的硬化,可以更好的分散傳遞設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的高應(yīng)力。圖2展示了四點(diǎn)接觸球(RK、HS、HT、MT、KH和XT系列)和交叉滾子(XR系列)軸承的典型硬化方式。多列軸承(DT和TR系列)高應(yīng)力滾道的處理方法和上述系列類似。在滾道附近的某個(gè)位置,會(huì)有非硬化區(qū)域,它被稱為硬化間隙或者“軟肋”。這個(gè)區(qū)域可以分擔(dān)應(yīng)力,使得滾動(dòng)體性能不會(huì)受到損害。每個(gè)軸承圈只有一側(cè)與支撐結(jié)構(gòu)相連接。一個(gè)或者兩個(gè)圈都有完整的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),例如齒輪或者鏈輪齒輪,這樣可以利用這些傳動(dòng)方式的優(yōu)良特性,克服旋轉(zhuǎn)阻力,使軸承內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
圖 2
2、滾動(dòng)體(3)
精密制作的滾動(dòng)體使內(nèi)外圈之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)和負(fù)載傳遞性能更出色。通常滾珠或者滾柱使用硬鉻合金制成。滾動(dòng)體的大小是最適宜應(yīng)對(duì)預(yù)期應(yīng)力和內(nèi)外圈均布負(fù)載的,并且能夠最大程度地降低旋轉(zhuǎn)阻力。
3、隔塊(4)
隔塊將滾動(dòng)體分隔開(kāi)來(lái),可以在軸承旋轉(zhuǎn)過(guò)程中起到降低摩擦、防止打滑和卡死的作用。這些情況都是在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中,由于負(fù)載分布的改變、支承結(jié)構(gòu)和軸承圈的變形產(chǎn)生的。隔塊一般是塑料制品,在一般運(yùn)行環(huán)境下,常見(jiàn)的潤(rùn)滑劑不受影響。在某些時(shí)候,對(duì)于球軸承,也會(huì)在承受負(fù)載的大滾珠之間布置較小的滾珠來(lái)代替隔塊。這也可以稱為“分隔球”,可以針對(duì)某些特殊應(yīng)用環(huán)境提供獨(dú)特的解決方案。當(dāng)應(yīng)用環(huán)境需要,可以使用分隔器來(lái)代替隔塊或者分隔球。
4、安裝孔(5)
理想的固定轉(zhuǎn)臺(tái)軸承兩個(gè)圈的安裝孔式樣應(yīng)該是均勻分布一周的通孔。但是,事實(shí)上,設(shè)備設(shè)計(jì)人員無(wú)法保證有足夠空間,為了方便安裝維護(hù),可能需要在一個(gè)或者兩個(gè)軸承圈上使用螺紋孔甚至是特殊螺栓進(jìn)行固定。(如圖3)
圖 3
注:設(shè)備設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員和用戶都要確認(rèn)安裝固定形式是否恰當(dāng)。為此,有很多的方法可用,例如進(jìn)行分析測(cè)試以評(píng)估驗(yàn)證支承結(jié)構(gòu)、緊固件、接頭具有足夠的強(qiáng)度,并且能夠完全承受可能發(fā)生的最大負(fù)載和重復(fù)性負(fù)載。
5、密封(6)
每個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承都帶有密封,密封用來(lái)防止?jié)櫥瑒┝魇?,并且保護(hù)軸承防止受到灰塵和微粒的污染。密封由彈性材料制成,與大多 數(shù)通用礦物油的潤(rùn)滑劑以及鋰基或鈣基增稠劑的潤(rùn)滑脂不沖突。
6、裝球孔塞(填充孔塞) (7)
回轉(zhuǎn)軸承的滾動(dòng)體可以通過(guò)無(wú)齒套圈上的徑向鉆孔嵌入,之后堵住這個(gè)孔。塞子使用定位針進(jìn)行機(jī)械鎖定,以保證處于適當(dāng)?shù)奈恢煤头较?。然而,TR系列軸承沒(méi)有填充孔塞,它需要分離一個(gè)軸承圈,以便安裝滾動(dòng)體。
注:拆除裝球孔塞將會(huì)是質(zhì)保條款作廢。
7、齒輪(8)
轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的內(nèi)圈或者外圈都可以與齒輪做成一體。通常可以提供20度壓力角的全齒高齒輪或者漸開(kāi)線齒輪,齒側(cè)間隙符合相關(guān)規(guī)定,精度達(dá)到AGMAQ6.標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)然,根據(jù)客戶需要,我們也可以調(diào)整基本齒形、壓力角和精度,提供客戶定制產(chǎn)品。為了便于組裝,齒輪的徑向跳動(dòng)最高點(diǎn)被標(biāo)記出來(lái)。如果客戶要求,也可以對(duì)此進(jìn)行改變。
8、黃油嘴(9)
至少有一個(gè)黃油嘴位于某個(gè)軸承圈上,通過(guò)它可以對(duì)滾道和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行周期潤(rùn)滑。對(duì)于帶齒輪型的軸承,它往往位于無(wú)齒的軸承圈上,黃油嘴的數(shù)量往往隨著軸承直徑的上升而增加。但是根據(jù)客戶需要,可以增加或者減少黃油嘴的數(shù)量。
9、識(shí)別代號(hào)(10)
識(shí)別代號(hào)包含了軸承型號(hào)和序列號(hào)。這些信息一般在裝球孔塞附近。
二、回轉(zhuǎn)軸承應(yīng)用信息
1、載荷
轉(zhuǎn)臺(tái)軸承可用于承受單向或者貫穿旋轉(zhuǎn)軸的多方向載荷。所有這些載荷可以被分解為四種,作用于軸承中心,或者作用在軸承中心周圍的,被稱為徑向載荷、軸向載荷、力矩和轉(zhuǎn)矩。這些參數(shù)用來(lái)校核軸承和所包含的齒輪的尺寸和承載能力。其中的三種載荷在圖4中有明確的表述。第四種,也就是轉(zhuǎn)矩,是指軸承的一個(gè)圈相對(duì)于另一個(gè)圈旋轉(zhuǎn)的傾向。
圖4 軸承受到的合力
設(shè)備本身和及其運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的載荷通過(guò)緊固螺栓等結(jié)構(gòu)作用于軸承上。雖然轉(zhuǎn)臺(tái)軸承有能力應(yīng)對(duì)所有類型的組合負(fù)載,但是它主要作用是承受軸向負(fù)載。偏離中心的軸向載荷也會(huì)給形成轉(zhuǎn)矩。
通常,軸向載荷會(huì)將軸承內(nèi)外圈支座互相壓緊。參見(jiàn)圖5.這種載荷會(huì)均勻分布在緊固結(jié)構(gòu)表面和軸承圈的連接處附近的區(qū)域中,使?jié)L動(dòng)體可以承受更多的載荷。這樣,承受負(fù)載的所有組件可以把應(yīng)力水平控制在較低的范圍內(nèi)。
圖5 軸向載荷壓縮軸承
注:當(dāng)軸向載荷突然“暫?!弊饔糜谳S承,載荷將明顯集中于螺栓附近的更狹小的區(qū)域內(nèi),這是一個(gè)非常關(guān)鍵的差別,在設(shè)計(jì)中一定要考慮到,如圖6所示。
圖6 軸向載荷暫時(shí)防松
垂直于軸承旋轉(zhuǎn)軸方向的載荷被稱為徑向載荷。如果徑向載荷來(lái)自軸承上方或者下方,就形成了作用于軸承中心附近的力矩。在實(shí)際應(yīng)用中,徑向負(fù)載的作用點(diǎn)的位置不同會(huì)產(chǎn)生很大影響(這種影響甚至可能超過(guò)軸向力的10%), 我們的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承可能需要調(diào)整接觸角、滾珠隔塊、安裝孔配置或者增加引導(dǎo)直徑以應(yīng)對(duì)這些情況。
2、速度
轉(zhuǎn)臺(tái)軸承一般用于轉(zhuǎn)速較低、非連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)以及有振動(dòng)的場(chǎng)合。
3、精度
在實(shí)際使用時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的旋轉(zhuǎn)部分通常不需要相對(duì)于固定部分進(jìn)行準(zhǔn)確定位。因此本樣本中所有的軸承,包括KH系列,都不會(huì)提供用于保證精度和重復(fù)定位的直徑公差。某些應(yīng)用環(huán)境需要很高的精度,而且需要依靠軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)。早些時(shí)候通過(guò)與客戶的交流。由于機(jī)械傳動(dòng)方面的要求,必須是軸承盡可能成為一個(gè)整體,減少其組件數(shù)量,這樣可以減小那些導(dǎo)致軸承精度降低的公差。
4、轉(zhuǎn)矩
對(duì)于大型軸承來(lái)說(shuō),在大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境中,如果軸承安裝正確,使用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部游隙,則用來(lái)克服軸承摩擦或者旋轉(zhuǎn)阻力的力,要小于克服軸承所承載重量慣性的力。軸承需要具備一個(gè)最小的游隙,以使安裝中產(chǎn)生的缺陷降到最小。有時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝表面不平或者不圓,可能需要對(duì)軸承施加一個(gè)較大的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行矯正,這對(duì)于安裝在某裝置上在載荷作用下產(chǎn)生彎曲的軸承也適用。其他一些影響軸承摩擦的因素還有接觸角、隔塊、密封和潤(rùn)滑劑。
在載荷較小的情況下,可以通過(guò)手動(dòng)盤動(dòng)來(lái)解決。然而,在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,軸承往往承受較高的載荷和轉(zhuǎn)矩,換句話說(shuō),軸承是難以手動(dòng)盤動(dòng)的,這就需要使用機(jī)械方法旋轉(zhuǎn)軸承,在設(shè)計(jì)上必須配置相應(yīng)的附屬結(jié)構(gòu)。
可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的機(jī)械旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)有齒輪、鏈輪、V型帶或者同步帶輪,以及與之相連的軸承套圈。最常見(jiàn)的解決方法是把一個(gè)回轉(zhuǎn)軸承套圈和齒輪結(jié)合起來(lái),在本樣本中有多種系列是這種形式。這種做法省去了單獨(dú)安裝齒輪及其產(chǎn)生安裝問(wèn)題和費(fèi)用。
5、環(huán)境
轉(zhuǎn)臺(tái)軸承既可以用在室內(nèi),又可以用在日照、雨淋和顆粒污染的室外,適用溫度范圍-40°F到+140°F (-40℃至+60℃)。標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)軸承使用非金屬潤(rùn)滑劑,超過(guò)這個(gè)溫度范圍的溫度時(shí),則需要更換為其他潤(rùn)滑劑。如果在污染嚴(yán)重或者非常潮濕的環(huán)境下使用,需要使用帶密封圈或防塵蓋的軸承。
6、涂層
為了提高耐腐蝕性能,可以提供表面涂層,熱噴鋅或者客戶特別訂制的其他涂層。此外,我們也可提供ENDURAKOTE"鍍層,它可以防腐蝕,而且耐磨性更強(qiáng),適合用于滑動(dòng)接觸面處。
7、安裝布置
常見(jiàn)的固定回轉(zhuǎn)軸承的方式是用均勻分布的螺栓固定套圈。當(dāng)設(shè)備設(shè)計(jì)師們沒(méi)有做出適應(yīng)這種固定方式的設(shè)計(jì)時(shí),為使用安裝和維護(hù)方面,有些時(shí)候需要使用螺紋孔甚至是特殊螺栓安裝。(注:設(shè)計(jì)人員需要確認(rèn)設(shè)計(jì)有效,并要為選定的固定方式負(fù)責(zé)。)
另一種固定回轉(zhuǎn)軸承圈和周圍構(gòu)件的方法是環(huán)焊。軸承圈上有低碳鋼焊接環(huán)或者焊接帶。使用適當(dāng)?shù)姆绞綄⒑附迎h(huán)與設(shè)備進(jìn)行焊接,不會(huì)損壞軸承。鑒于焊接環(huán)的使用并不常見(jiàn),在本樣本中沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)闡述。(注:直接對(duì)軸承進(jìn)行焊接,或者在軸承附近焊接,會(huì)對(duì)軸承造成損傷)
8、潤(rùn)滑
油脂是最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)臺(tái)軸承潤(rùn)滑劑。定時(shí)向軸承中注入新潤(rùn)滑劑可以有效降低摩擦和磨損,防止銹蝕,排出污染物,提高密封性能。為了達(dá)到這些效果,轉(zhuǎn)臺(tái)軸承通常至少配有一個(gè)注脂附件或者潤(rùn)滑孔。
無(wú)論如何,轉(zhuǎn)臺(tái)軸承都會(huì)配有齒輪結(jié)構(gòu),為了達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)效果,需要定時(shí)進(jìn)行潤(rùn)滑。