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    角接觸球軸承保持架引導(dǎo)方式的理解與設(shè)計誤區(qū)

    角接觸球軸承保持架引導(dǎo)方式的理解與設(shè)計誤區(qū)

    宋如英

    (洛陽軸承研究所有限公司)

    1、 國內(nèi)外對“引導(dǎo)”的理解

    目前,國內(nèi)軸承行業(yè)上常說的保持架設(shè)計有三種引導(dǎo)方式:外引導(dǎo)、內(nèi)引導(dǎo)和滾動體引導(dǎo)?,F(xiàn)行標準和軸承專業(yè)教材中對這三種引導(dǎo)方式并沒有明確的定義,依據(jù)多年行業(yè)經(jīng)驗,傳統(tǒng)意義上的“引導(dǎo)”可以理解為由“誰”帶動保持架。


                                                 

    圖1  角接觸球軸承示意圖

    其中:

    D2:軸承外圈小內(nèi)徑;

    d2:軸承內(nèi)圈外徑;

    Dc1:保持架內(nèi)徑;

    Dc:保持架外徑;

    Dw:滾動體直徑;

    b:保持架兜孔直徑。



    以直兜孔酚醛層壓布管保持架的角接觸球軸承為例(見圖1),對保持架三種引導(dǎo)方式可以理解為:

    1) 滾動體引導(dǎo):即保持架在軸承運轉(zhuǎn)過程中僅兜孔和鋼球存在碰撞和摩擦,而保持架其他部位不會與軸承其他零件(內(nèi)/外圈、密封圈)接觸。

    2) 外引導(dǎo):即,保持架在軸承運轉(zhuǎn)過程中,除了兜孔和滾動體碰撞外,軸承外圈小內(nèi)徑與保持架外徑可能會接觸。

    3) 內(nèi)引導(dǎo):即,保持架在軸承運轉(zhuǎn)過程中,除了兜孔和滾動體碰撞外,軸承內(nèi)圈的外徑與保持架內(nèi)徑可能會接觸。

    查找國外樣本,FAG、NSK等公司也出現(xiàn)過“滾動體引導(dǎo)和“外引導(dǎo)”的敘述, GMN、NSK等公司確實也有保持架外引導(dǎo)之說。國外一些公司樣本上所謂的“保持架外引導(dǎo)”產(chǎn)品,實物測量的結(jié)果卻絕大多數(shù)還是符合我國對“滾動體引導(dǎo)”的理解,絕非是行業(yè)上常規(guī)理解上的外引導(dǎo),實測結(jié)果見表1。


    表1  國外各公司軸承引導(dǎo)間隙實測值

    公司名稱

    軸承型號

    兜孔引導(dǎo)間隙/mm

    外圈引導(dǎo)間隙/mm

    FAG

    B7209C

    0.55

    0.70

    SLF

    B71909C

    0.35

    0.45

    FAG

    XCS7009E

    0.32

    0.60

    NSK

    7007CT

    0.45

    0.60

    Barden

    C101

    0.24

    0.35

    BUK

    708C

    0.26

    0.40







    除了無保持架的滿裝球和滿裝滾子軸承外,為了運轉(zhuǎn)過程中滾動體不互相碰撞,軸承都需要保持架將滾動體隔離開來,也就是說保持架的主要作用是隔離滾動體。毫無疑問,任何軸承的保持架應(yīng)都是由滾動體帶動保持架進行旋轉(zhuǎn),可以說,所有軸承的保持架都應(yīng)該是“滾動體引導(dǎo)”。

    根據(jù)軸承使用工況的不同速度要求(超高速、中速、低速),可以在角接觸球軸承設(shè)計中調(diào)整保持架中徑(Dcp),實現(xiàn)滾動體引導(dǎo)下的偏外設(shè)計、居中設(shè)計和偏內(nèi)設(shè)計——高速超高速軸承取偏外設(shè)計,中速軸承取居中設(shè)計,低速軸承取偏內(nèi)設(shè)計。

    2 、角接觸球軸承“引導(dǎo)”設(shè)計誤區(qū)

    傳統(tǒng)的角接觸球軸承設(shè)計中,內(nèi)圈引導(dǎo)的保持架,保持架與內(nèi)圈引導(dǎo)擋邊引起的摩擦力矩的方向同保持架的旋轉(zhuǎn)方向相同,外圈引導(dǎo)的保持架,由引導(dǎo)擋邊接觸所引起的摩擦力矩方向與保持架旋轉(zhuǎn)方向相反。不管是“外引導(dǎo)”還是“內(nèi)引導(dǎo)”,都會產(chǎn)生一個與軸承驅(qū)動力相反的摩擦力,對抗是必然的,這個摩擦力是干擾保持架正常旋轉(zhuǎn)的阻力,影響保持架的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)也就不可避免,最終導(dǎo)致軸承摩擦聲、渦動和軸心軌跡的不穩(wěn)定。行業(yè)內(nèi)很多設(shè)計人員錯誤的將角接觸球軸承所用酚醛層壓布管直兜孔保持架設(shè)計成所謂的“外引導(dǎo)”方式,其振動值遠遠大于國外同類產(chǎn)品。

    總而言之,任何軸承保持架,除滾動體外,其他零件(內(nèi)圈、外圈、密封圈、防塵蓋等)在軸承運轉(zhuǎn)過程中是不允許和保持架接觸的,這是角接觸球軸承設(shè)計中應(yīng)遵循的一個基本準則。


     

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