角接触球轴承

特点

角接触球轴承由于具有接触角α,可以同时承受径向和轴向载荷。

接触角定义为钢球和滚道接触点公法线与径向平面的夹角。

  1.单列角接触球轴承

  这类轴承按接触角设计可分为三种(见表1)。

  具有接触角A和B的轴承一般采用表2-1所示的保持架，高精度(JIS/ISO 5级或更高)的轴承可以采用车制黄铜保持架,酚醛树脂以及聚酰胺保持架。

  接触角C通常用于高精度(JIS/ISO 5级或更高)的轴承，其保持架采用车制酚醛树脂保持架或聚酰胺保持架。

  2.配对角接触球轴承

  单列角接触球轴承几乎不单独使用。通常它们是两套或多套配置使用。

  高精度配对角接触球轴承(JIS/ISO 5级或更高)常用于机床主轴并且带有预载荷。

  有三种不同的配对型式:

    1)DB,背对背配置

    2)DF,面对面配置

    3)DT,串联配置

      由于配对轴承游隙在出厂前已经调整好，所以必须避免不同对的轴承相互混用。

      配对角接触球轴承承载能力见表3。

      此外，也有可自由组配的万能组配型轴承。

      DU可背对背、面对面、串联组配。

  3.双列角接触球轴承

  这类轴承接触角有两种，如表4所示。

  根据承受轴向载荷和力矩载荷的大小选择轴承类这类轴承采用冲压钢保持架。

  有些尺寸的双列角接触球轴承可带接触式密封圈(2NS)或防尘盖(ZZ)。

万能配对型(万能组配)

带后缀U的NACHI角接触球轴承采用等高磨削，两套或多套轴承可以任意配置。

极限转速

对单列及配对轴承，轴承尺寸表给出了采用车制保持架和聚酰胺保持架的轴承极限转速。对于带冲压保持架的轴承，其极限转速应乘0.8。

对接触角为C的轴承，表中极限转速适用于高精度(JIS/ISO 5级或更高)的轴承。极限转速适用于轴承采用适量的高质量润滑脂或润滑油、承载能力较小。当两套或多套角接触球轴承配套使用，或为提高刚度而施加较大预载荷时，其极限转速会降低。在设计上如需帮助，请与NACHI公司联系。

注意

①如果轴承使用于恶劣场合，如接近极限转速、高温、振动等，请与NACHI公司联系。

②带聚酰胺保持架的轴承应在低于120℃的温度下使用。

③配对角接触球轴承不可与其它轴承混用。

④如果对配对角接触球轴承的预载荷有要求时，请与NACHI公司联系。

公差

预载荷与刚度

通常，安装滚动轴承会在运转时产生少量的游隙。有时，应用场合可能要求装配时提供合适的被称为“预载荷”的负游隙。

预载荷有各种各样的目的和作用，由于一个不正确的预载荷量反而会影响轴承的滚动阻力、寿命、温升、噪声等等，在施加预载荷时必须极其小心。

1.预载荷的目的

  ①提高轴的刚度(也就是预载荷有助于降低轴的挠曲)。

  ②提高轴的旋转精度，将轴向移动减到最小并有助于预防振动，降低噪声。

  ③预防外部振动造成的振蚀。

    1、2两项与固有齿轮啮合、精密机械的旋转精度和电机转子共振有关。

2.预载的方法和测量

  (1)预载方法

   预载可以用以下一种或多种方法来完成:

    ①使用弹簧(圆盘和螺旋弹簧)作“定压”预载。

    ②使用紧固螺母作“定位”预载。

    ③使用隔圈(隔圈和垫片)作“定位”预载。

  (2)预载荷量的测量

    ①使用轴向载荷的测量法

     ·若预载是用弹簧完成的，预载荷量用弹簧位量来确定。

     ·若预载是用紧固螺母完成的，预载荷量用螺母的夹紧转矩和夹紧力的关系来确定。

    ②使用轴承轴向位移(图8.4)

      测量法。预载荷量通过作用在轴承上的轴向载荷和形成轴向位移的关系确定。

    ③使用轴承的启动摩擦转矩测量法。这种方法，轴向载荷和摩擦转矩之间的关系应该是已知的。

3.预载的作用

为了说明预载对一个双联圆锥滚子轴承组的作用，应用表8.16的公式计算出轴承A和轴承B的一组曲线。举例的轴承组(见图8.5)被预载(定位)，并且轴向载荷Tw是外加的。

两套轴承的载荷分配依据轴向位移用图解法来计算，过程叙述如下:

  ①绘出轴承A的T-δα曲线。

  ②在T轴上取预载荷Tp,终止于与轴承A的曲线相交点P ,并通过点P绘出轴承B的T-δα曲线。

  ③用相当于外载荷TW的长度来连结这两条曲线。

  ④与这个点等效的载荷Ta和Tb就变成在外载荷Tw下单个轴承的载荷。

  ⑤轴承的位移利用轴承B的位移δw获得。

   轴承B的位移将从与Tb对应的位移减去Tp对应的位移来得到，因为若轴承被预载，两轴承的位移变为在外载荷下预载不失调到零范围内的常量(图8.5中的O-O′就是个常量)。换而言之，轴承A被作用于轴承B上外载荷引起的位移量点松了，如果该外载荷增大并且预载荷消失，轴承B上的载荷Tb将等于外载荷Tw,而起轴承A上的载荷变为零。外载荷的大小引起预载荷的消失由图8.5的Tpo表示。

4.双联轴承预载荷、游隙

双联轴承的预载荷可定义为在图8.6中表示的游隙2A。

如果预载在应用中是必需的，实施严密的应用分析是很重要的，因为如果施加一个过度的预载荷，就有可能异常发热，增大旋转力矩和/或轴承寿命急剧下降。表8.17给出了标准的预载荷，表8.18列出 精密(公差等级5或4)角接触球轴承配合量指标。

5.推力轴承最小轴向载荷

当轴承以 比较高的速度旋转时，由于离心力会引起推力轴承滚动体和滚道之间接触角的改变。而引起滚动体和滚道之间的滑旋(滑移)作用，此滑旋作用可在滚动体和滚道表面.上产生污斑和划痕，为防止滑移作用，推力轴承总须施加-个最小轴向载荷。这个最小轴向载荷由公式(8.16)和(8.17)得出。

推力轴承仅可承受一个方向的轴向载荷，当存在一个双向轴向载荷时，预载荷必须使用双轴承或弹簧(或载荷垫圈)来提供，以维持最小轴向载荷。

对于垂直轴，轴向载荷由于轴(等等)的净重常常会大于最小轴向载荷。甚至在这种情况下，运转时可能出现反向轴向载荷而导致原始轴向载荷下降至最小载荷以下。