产品目录/Catalog
联系我们/CONTACT US
-
-
电话：
-
021-31300090 1026
-
-
地址：
-
上海市宝山区湄星路88号-10
-
-
联系人：
-
庄敏
-
-
传真：
-
021-65655008
-
-
邮件：
-
-
手机：
-
13761827421
-
-
网址：
轴承的应用
轴承的选型
BEM为机床和其它有高精、高速要求的应用场合制造各种类型的高精度轴承。这些轴承中的每一种都有其特殊性质，使得它能适应于某种专门应用。在设计轴承组合支撑时，需要考虑很多因素，
例如：
-精度
-可用的空间，
-载荷，
-刚性
-轴向位移的调整，
-速度，
-发热。
根据应用的不同，这些因素中的一个或另一个将有决定性影响，所以不可能为轴承类型和轴承系列的选取制定出一个通用规则。下面这些说明的作用是使不同类型轴承的特性更加明了，使得轴承的选型变得容易
精 度
旋转精度
轴承组合支撑的旋转精度受组合中所有组成件精度的支配。对于轴承来说，主要是取决于轴承套圈滚道的形状和位置精度。
在为专用轴承选择合适的公差等级时，内圈的径跳最大值(Kia)通常是大多数应用的决定性因素。
大多数BEM精密轴承都加工成P4, SP或P5等精度等级。P4是角接触球轴承的标准精度等级。SP是圆柱滚子轴承和双向角接触推力球轴承的标准精度等级，而P5是圆锥滚子轴承的标准精度等级。
正常情况下，表中给出的径跳值Kia比实际径跳值高得多，这就意味着若选用SP级公差的轴承，就可获得低于3μm的旋转精度。
尺寸精度
轴承的尺寸精度是很重要的，因为它关系到套圈与轴和座孔的配合。而配合又影响到所装轴承的游隙和预负荷，所以将轴承及其安装座附件的公差限制在一个较窄的范围内。
带锥孔旳圆柱滚子轴承允许有稍大一点的尺寸偏差，这种情况跟角接触球轴承的旋转精度公差可以稍大类似，因为轴承的游隙或预紧取决于把轴承的内圏在锥形轴上拧多紧。
可用空间
精密轴承组合一般要求轴承具有小的截面积，这是因为考虑到可用空间、大刚性和运转精度方面的高要求。这些轴承通常具有较多的滚动体，从而有高的刚性。相对而言，能在给定的座孔内使用大直径的主轴，展现出高刚性和高运转精度的两大优势，如主轴轴承。
几乎所有用于机床的角接触球轴承，圆柱滚子轴承，圆锥滚子轴承和角接触推力球轴承都属于ISO直径系列0。这就提供了一种可能性，通过选择合适的轴承组合，在同一径向空间，获取适应特殊要求的最佳轴承配置。
在尺寸空间较小的地方可釆用ISO直径系列9的角接触球轴承和圆柱滚子轴承。若尺寸空间再小就要用ISO直径系列8的轴承了。BEM可按要求供应不同直径系列旳轴承。
72系列的角接触球轴承属于ISO直径系列2，并要求相对大一点的尺寸空间。
载 荷
在精密轴承的主要应用场合-机床主轴上，轴承的承载能力往往比其它应用场合的轴承在决定轴承尺寸上的重要程度要小得多。其它判断准则，诸如刚性，对应于主轴的孔的尺寸，机床的切削速度和精度是决定性因素。
然而在对特定的轴承组合选择轴承类型时，载荷的大小和方向却是主要考虑的对象。通常同样大小的滚子轴承比球轴承能承受更重的载荷。
径向载荷
一个套圈无挡边的圆柱滚子轴承，如本样本所展示的所有的圆柱滚子轴承，仅能承受纯的径向负荷。角接触球轴承和圆锥滚子轴承能承受径轴向联合载荷。
轴向负荷
双向推力角接触球轴承是专为承受两个方向的推力负荷设计的。如果轴承组合特别大，轴向载荷特别重，则可考虑采用单向推力球轴承或推力圆柱滚子轴承。BEM可以根据机床要求的不同精度等级提供轴承产品。
联合载荷
联合载荷由一个径向负荷和一个同时作用的轴向负荷组成。承受这类载荷宜采用在内、外圈滚道上与轴线成一定角度接触的轴承。若要用到精密轴承，则可考虑本样本列出的角接触球轴承，圆锥滚子轴承。
承受轴向载荷的多少决定于轴承的接触角，接触角愈大，轴向承载能力也就愈高。
刚 性
轴承的刚性表示为轴承在承载时，产生弹性变形的大小。它在轴承组合需要高的精度时尤为重要。
滚子轴承因为其滚动体和滚道的不同，比球轴承的刚性要好。刚性可通过加预负荷的方法来提高。
轴向位移的调节
通常机械零件是由一个定位的轴承和一个不定位的轴承来支撑的。
不定位的轴承可以作轴向移动，从而防止轴承承受额外的应力。如热膨胀时的轴的变长。
在本样本中列出的圆柱滚子轴承特别适合作这种不定位的轴承。因为它们有一个套圈无挡边，可在一定范围内，通过滚子在滚道上滑动来调节轴向位移。轴承的内、外圏在安装时均采用过盈配合。假如不可分离轴承，如角接触轴承用作不定位轴承，则轴承的一个套图就要采用间隙配合安装。通常情况下是让外圈在座孔内能自由移动。但是这样对轴承的总体刚性会有负面的影响。
速 度
轴承以何种速度运转受限于轴承所允许的工作温度，低摩擦的轴承和发热少的轴承更适宜于高速运转。
因为结构原因，推力轴承的许用转速不如向心轴承高。
发 热
轴承组合的发热对机器的工作环境和工作性能来说都是相当重要的。它在很大程度上取决于轴承的转速，也取决于轴承的类型，润滑的方法，轴承的预载荷和工作环境。
当轴承的类型，转速和载荷确定时，润滑方法和润滑介质的数量就对实际发热起着关键性的作用。少量注脂的脂润滑发热少，在机床主轴轴承中的使用正日渐普遍。
轴承尺寸的选择
对于给定轴承组合所需轴承的尺寸选择，通常取决于轴承承载能力与影响到轴承寿命和工作可靠性的实际载荷的关系。
在某些应用中，如机床主轴轴承组合，轴承的尺寸差不多都是由其它一些关键因素，如轴承的系统刚性或主轴尺寸即轴承的内孔来决定的。按照这些关键因素选取的轴承一般说来具有较长的使用寿命。
为确定精密轴承的额定寿命并校核其承受静载荷的能力，可以沿用BEM提供的方法。这种方法预先假定承载的轴承具有足够的精度。为确定在精密轴承应用中的载荷可能需要进行拓展的计算。
例如，一根在三个位置用轴承支撑的机床主轴构成一个非静定系统，作用在单个轴承上的力不取决于外部载荷，而取决于主轴和轴承系统自身的刚性。同时还需考虑到预紧力对轴承寿命的影响。高速运转时，诸如磨头主轴的内孔，滚动体转动时所产生的离心力都会影响到轴承的承载情况，并缩短轴承的使用寿命。
假如把所有影响因素都考虑在内的话，精密轴承所承受的载荷会特别复杂。所以的BEM已经开发出专门的计算机程序以确定主轴/轴承系统和其它轴承组合的静定载荷。要在确定轴承载荷和协助设计出最佳的轴承组合请与BEM公司接触。必需的额定静载荷
以很低速度稳定运转的轴承，或是作低速振动的轴承通常能承受与额定静载荷相同的静载荷，而不会对旋转特性有任何影响。这时轴承的寿命不受轴承材料特性的限制，影响它的是在滚动体/套圈滚道上所产生的永久性变形，同时轴承还必须承受瞬间的沉重冲击。
使用精密轴承的地方，对轴承的旋转特性和使用寿命的要求是非常高的，且滚动体和套圏滚道的永久变形应尽量避免。所以承载不应超出由下列公
式求出的当量静负荷
P0=C0/s0
这里
P0为当量静负荷(N)
Co为额定静负荷(N)
S0为安全系数
对于精密轴承，下面的安全系数作产代入公式
的最小值：
球轴承 S0=3
滚子轴承 S0=5
刚 性
轴承的刚性影响轴承组合的刚性，进而影响到整个主轴系统的刚性。刚性在机床应用中尤为重要，因为载荷作用下的变形量决定机床的生产效率和切削精度。轴承的刚性取决于轴承的类型和尺寸，其中最关键的是：
滚动体的类型（球还是滚子），
滚动体的数量和尺寸，
接触角
因为滚子轴承的滚动体与套圈滚道间的接触比球轴承的大得多，所以滚子轴圈承的刚性也比球轴承的刚性高得多。
滚动体的数量比滚动体的尺寸对轴承的刚性影响要大。滚动体数量增加一个百分比，其刚性的增加量大于滚动体尺寸以同一百分比增加时的刚性增加量。因此精密轴承总是采用轻直径系列0或9，它们能够包含大量的滚动体数，从而具有高刚性。
需要高径向刚性的地方，应采用尽可能小的接触角。相反若要求高的轴向刚性，就应采用尽可能大的接触角。在一个位置装两个或是更多的轴承能增加轴承组合的刚性。角接触球轴承最适合这种情况，所以经常以配对单元形式提供。
轴承刚性也可以利用预载荷来提高。
轴承刚性系数
轴承刚性取决于受载情况下的变形并表示为负荷与弹性变形的比值。但是弹性变形不与负荷变化呈线性关系，轴承刚性也不完全依赖负荷，所以不能给出一个恒定值。对应某个给定负荷，可以精确算出轴承的刚性，但这只能通过计算机用迭代的方法获得。
可用下面公式来估算刚性的基本值
c=k*d
这里：
C为轴承的刚性，N/μm
K为刚性系数，
d为轴承的孔径，mm
由上式计算出的刚性的成立条件是轴承先预紧，并承受中等负荷。
预紧轴承
预紧轴承，不仅可增加轴承配置的刚性，而且还可提高其运转精度。这就是为什么给机床主轴装配轴承时几乎总是要加预载荷的原因。
单列角接触球轴承和圆锥滚子轴承通常用调整内、外圈的轴向位移的方法，来获取轴承组合一定的(预载荷即某一游隙)。成组安装的角接触球轴承，在生产出厂时就配好，以便在它们毗邻安装时，能立即获得预先要求的预载荷值。圆锥滚子轴承通常调到零游隙或是一非常小的游隙。
带锥孔的圆柱滚子轴承是通过将内圏适量地沿锥形座移动来获取合适的预负荷。在使用双向推力角接触球轴承的场合，一适当尺寸的隔离套置于两轴圏之间，轴承一旦装上，就可获得合适的预负荷。
联合角接触球轴承作高速轴承组合的场合，习惯上用一个弹簧来调节预负荷，用这种方法能保持在整个工作过程中的预负荷值不变。
预负荷轴承及其排列
在预负荷轴承和轴承组合中，当没有外载加入时，每个零件的接触位置的变形都是等量的。外载的加入改变了轴承内部的载荷分布；一些滚动体承受了较重的载荷，而另外一些滚动体却减轻了载荷。原来等量的变形因此而改变。
预负荷，外载和预负荷轴承或轴承组合的回弹间的关系通过预载图来描述。同一轴向预载的两套轴承的弹回曲线是紧挨着的。A和B的弹性曲线是对称的，表明两套轴承承受同样的力Fo,并产生同样的弹性恢复反应0。
-主轴的尺寸，
-轴的长度，
-轴承间的距离和
-主轴座孔的结构。
BEM可根据要求提供有关设计和优化主轴轴承组合以及径、轴向刚性的详细信息。BEM专门开发的计算机程序可供使用。
轴承组合能允许的最高转速取决于工作时产生的热，受限于轴承能承受的温度。而所产生的热量又取决于转速和轴承的类型和结构，轴承的尺寸，工作时轴承的内部游隙和预负荷，外部载荷，润滑方式和润滑介质，同时还有相配零件的精度，例如，座孔的设计，冷却条件和工作方式等。
本样本轴承表中给出的脂润滑和油润滑情况下的极限转速只是一个参考值。它们的有效性是保证轴承承受相当轻的负荷，并且所用脂具有良好的摩擦特性，所用油合适的，且能按合适的量供给。
有时，当采用较短的润滑间隔时间，脂润滑的精密轴承可能超出样本中所给出的极限转速。已经发现在运转1000小时后进行再润滑，则连续工作情况下的最高转速可提高20%，对于油润滑来说，这种情况就完全可能。
样本上列出的是滴油润滑形式下的极限转速值，如果采用其它提供油量少于此方法的润滑方式或冷却条件不能满足，则其值会下降。相反，采用油浴润滑或其它更有效的润滑方式，则所列出的极限转速会增加。如果负荷太大，或预负荷太高，或再润滑时间间隔太长，致使冷却条件不能满足，不能保证轴承始终在低温下运行，则实际上达不到给出的极限转速值。
主轴轴承组合的极限转速
机床主轴轴承是精密轴承的应用范例之一。通常主轴用轴承的组合作为支承，不能达到轴承样本中给出的单一轴承的极限转速。
标准主轴支撑(1)由两套双列的NN30K系列的圆柱滚子轴承和一套2344(00)的双向推力角接触球轴承构成。标准主轴支撑（2)在工作端装3套70AC轴承（背靠背串联），而在驱动端装1套NN30K双列圆柱滚子轴承。
两个图表表明了润滑间隔为2000小时时脂润滑的允许转速。用曲线A求得的是相对低的极限转速，它是轴承连续工作时所允许的最大值，并且对于标准轴承组合1来说，会超出环境温度10至20℃，对于标准轴承组合2来说，会超出环境温度5至15℃。由曲线B求得的是相对高的极限转速，它的成立条件是只有20%时间是以最高速运转，余下的时间是低速运转。
由图表中获得的转速可看作参考值，假如您要求主轴轴承组合有高的运转速度，并不产生高温，自己又没有这方面的经验，请与BEM联系。
润 滑
为了防止滚动体、轴承套圈和保持架间的直接接触，避免它们间的磨损和腐蚀，需要对滚动轴承进行润滑。常采用润滑脂和润滑油。
润滑剂和润滑方式的选择主要取决于轴承的工作情况，如允许的工作温度和转速，并同时受毗邻零件润滑形式的影响（例如齿轮）。
在滚动体和滚道间形成适当的润滑油膜，只需要小量的润滑材料。润滑剂量少，动态摩擦的损失就小，才能保持低的工作温度。采用脂润滑有把握控制最小润滑剂量，它在主轴支撑上普遍采用。然而在转速很高的地方，就应用油来润滑，因为脂的使用寿命在这种情况下太短。
脂润滑
脂润滑可用于本样本中列出的所有轴承。采用脂意味着轴承组合可以相对简单，因为脂比油更易涂在轴承中。而且脂润滑用的密封圈还可抵御污染和湿气。
带适量的优质润滑脂的轴承可以以相当高的转速运转，与其它方法比较，没有过高的温升。因此脂润滑轴承特别适宜在转速范围变化较大，再润滑间隙较长的机床上应用。
润滑脂
带矿物油的锂基脂特别适宜于滚动轴承的润滑，同时可以用于高精度轴承。这些脂能很好地附着在轴承表面，通常可在-30至110摄氏度温度范围内工作。
在转速、温度和使用寿命要求高的地方，采用合成油基润滑脂，如BEM的二脂油基润滑脂。在运行周期中能促使多余的润滑脂从轴承中排出，这样在接下来的连续运转期间能保持持续低温。
润滑间隔
润滑脂的使用寿命及其轴承组合的润滑和维修的间隔很大程度上受轴承类型和尺寸，速度，运行温度，密封形式及脂自身质量的控制。润滑间隔至等同于机器的预定检修周期，不建议给高速精密轴承补给润滑脂脂。经验表明，再补给的脂润滑可导致高温运行危险的过润滑。考虑到运转的可靠性，这样的轴承要配置再润滑设施，当轴承的润滑间隔到了时，用过的脂应该完全清除，并填入新鲜的润滑脂。
注脂量
必须高速运转的轴承，期望保持低的工作温度，再次润滑间隔时间应长，应用少量的润滑脂。脂量不应超出自由空间的30%。
新注脂的轴承应在跑合阶段低速运行一段时间，以便脂能均匀地分布到轴承内部，并把多余的脂洒出来。如果遗漏跑合阶段，就会有出现温度剧增，导致轴承失效的危险。对于其它在正常情况下只需以相当低的转速运转的轴承，可在跑合后，短时间地增加速度，以便把轴承内多余的脂排出来。这有利于今后连续运转时保持低温。
以接近极限转速运转的轴承在连续工作2000小时就要充填新鲜脂。如果轴承以低速运转，允许再润滑间隔时间长一点。最常用轴承和轴承组合的换脂间隔以工作小时计。这个间隙应视为这样一个基本值，即轴承在正常载荷下稳定地运转，使用优质的抗老化脂，并且在其外圈上测量轴承的温度不超过55摄氏度。在温度较高时，相对于最高工作温度每超出15度，润滑间隔时间应减半最高工作温度不应超过脂的耐受温度。当轴承竖直安装时，脂的最高工作温度不一定会超出，这时也需将润滑间隔减半。
作为一个基本的规律，主轴轴承不会以一个恒定的转速运转。如果速度谱已知，则对应各种速度的润滑间隙就可估算出来，于是就可计算出总的轴承润滑间隔。
油润滑
一些油润滑的方法可以采用，它们在其特性上有所不同。在许多的应用中都可以采用油润滑，应针对实际的工作环境和特殊的机床设计选用合适的油润滑。