球面滚子推力轴承经常出问题?三分造,七分用!

SKF球面滚子推力轴承拥有特殊设计的滚道和不对称滚子。轴承可以承受沿一个方向作用的轴向载荷和同时作用的径向载荷。载荷在套圈滚道之间通过与轴承轴线成一定角度的滚子传递,而挡边则引导滚子(图1)。
轴承特性

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高承载能力
大量的滚子与套圈滚道之间具有绝佳的密合度,使得轴承能够承受较重的轴向载荷,同时能够承受一定的径向载荷。
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允许的不对中误差
SKF球面滚子推力轴承具有自调心能力,可承受不对中误差(图2)。
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分离型设计
SKF球面滚子推力轴承采用分离型设计,使得其座圈与轴圈和滚子 - 保持架组件可以分开单独安装和拆卸。这种设计也有利于维护和检查。
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高转速能力
保持架设计以及滚子与套圈滚道良好的密合度,使得轴承适用于相对较高的转速。
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使用寿命长
特殊的滚子形线减少了滚子/轴承滚道接触处的边缘应力。
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低摩擦
优化了滚子端面/挡边接触使其在高速下也可将摩擦产生的热量保持在较低水平。
基本设计轴承

根据不同的系列和尺寸,SKF 球面滚子推力轴承有两种基本设计(图3)。其保持架与轴圈和滚子组成不可分离的单元。
无型号后缀的轴承(例如29272)
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配有有标准的机削黄铜叉式保持架
E型轴承(型号后缀E)
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具有较大的滚子和优化的内部设计,可提高承载能力
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根据轴承尺寸安装以下某种保持架:
- 尺寸≤68→冲压钢窗式保持架
- 尺寸≥72→叉式机削铜保持架
保持架
SKF球面滚子推力轴承中的保持架是轴承内部设计不可缺少的组成部分。所有SKF球面滚子推力轴承都配备加强型的金属保持架。这使轴承能够承受高温并适用于所有的润滑剂。
温度限制
球面滚子推力轴承的允许温度可能取决于:
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轴承垫圈的尺寸热稳定性
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润滑剂
如果温度超过允许的运行温度范围,请咨询嘉瑞技术工程师或客服。
轴承垫圈
经热稳定化处理后,SKF 球面滚子推力轴承垫圈的热稳定性温度最高可达200 °C(390 °F )。
润滑剂
有关SKF润滑脂的温度限制范围,请选择合适的SKF润滑脂。使用非SKF提供的润滑剂时,应根据SKF交通灯概念估算温度限制范围。
适用于润滑脂温度性能SKF交通灯概念


润滑脂可以使用的温度范围主要取决于所用基础油、稠化剂和添加剂的类型。SKF交通灯概念表以“双交通灯”的示意图方式表现相关的温度限制,更多详情请参见SKF交通灯概念 - skf润滑脂表。
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根据ASTM D1478或IP 186,可通过低温摩擦扭矩测试确定低温极限(LTL)。低温极限由启动力矩等于1000 Nmm,运行力矩等于100 Nmm时的温度决定。
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高温极限(HTL)是指润滑脂失去稠度并发生液化的温度。它通过滴点确定(IS0 2176)。
可实现可靠运行的低温极限和高温极限见SKF交通灯概念表的绿色区域,分别定义为:
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低温性能极限(LTPL),即在DIN 51817测试中润滑脂不再表现出足够的析油率时的温度。关于滚子轴承的低温性能极限,请参见SKF交通灯概念-skf润滑脂表。球轴承的低温性能极限值约为20°C(35 °F)以下。
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高温性能极限(HTPL),此极限值可以通过SKF ROF润滑脂寿命测试确定
只有在这两个极限值之内,润滑脂才能可靠地发挥作用,并且可计算补充润滑周期或润滑脂寿命。由于目前还没有温度性能极限的国际标准化定义,因此在解读SKF以外的润滑脂供应商的数据时必须格外小心。
当温度高于高温性能极限(HTPL)时,润滑脂性能劣化的速度会迅速增加。因此,只能允许在高温性能极限(HTPL)和高温极限(HTL)之间(黄色区域)的温度范围内出现非常短的时间。
低温情况中也存在黄色区域,即在低温极限(LTL)和低温性能极限(LTPL)之间的温度范围。在该区域内,由于温度过低以至于润滑脂没有足够的析油率。黄色区域的宽度取决于润滑脂类型和轴承类型。轴承连续在低温性能极限(LTPL)以下运行,会发生严重的损坏。
在该区域中短时间运行,例如在低温下起动,通常是不会有问题的,因为由摩擦而产生的热会使轴承温度上升到绿色区域。
挡肩尺寸设计注意事项

产品表中所列的挡肩尺寸da min和Da max适用于轴承轴向载荷Fa≤0.1C0的情况。
如果轴承要承受更重的载荷,则需要在整个侧面支撑轴和座圈(da=d1 且Da=D1)。

对于P > 0.1 C0的重载荷,轴圈必须完全由轴支承,且最好采用过盈配合方式。同时座圈也应受到径向支撑(图4)。
如需了解座圈支撑尺寸的更多信息,请咨询嘉瑞技术工程师或客服。
带冲压钢保持架的轴承的
轴承座孔须呈阶梯结构

对于装有窗式冲压钢保持架的轴承,座孔必须加工阶梯孔(图5),以防在不对中时保持架接触轴承座。嘉瑞建议阶梯孔直径采用以下参考值:
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D+15mm, 用于外径D≤380 mm的轴承
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D+20mm,用于外径D> 380 mm的轴承
轴承配置中的轴向游隙

SKF球面滚子推力轴承面对面或背对背配置应设定预紧。然而,在图表1中绿色区域内所示的相对低速下,应用可以设计成以较小的轴向游隙运行。针对此类应用,应使用带改进轴圈的轴承(型号后缀VU029)。
采用较小的轴向游隙能使轴承配置更加简化,并具有成本效益。例如相对较低转速下的水平轴应用中无需施加外部预紧力。
如需了解具有轴向游隙的轴承配置的更多信息,请联系SKF应用工程服务部门。请咨询嘉瑞技术工程师或客服。
润滑
通常情况下,可使用包含极压添加剂的润滑油或润滑脂对SKF球面滚子推力轴承进行润滑。
如果采用脂润滑,则滚子端面/挡边接触面必须有充足的润滑脂。确保使用具有高析油率的润滑脂,如SKF LGWM1、LGWM 2或LGEP2 (选择合适的SKF润滑脂)。
油润滑应用中的泵吸作用

球面滚子推力轴承独特的内部设计会产生泵送作用,促使润滑油从滚子的小端面流向大端面,有利于油润滑应用。泵送作用会在垂直或水平(图6)轴应用中发生,应在选择润滑剂类型和密封配置时加以考虑。

对于在高速应用中使用的带机削铜保持架的轴承,SKF 推荐使用注油润滑方法(图7)。
如需了解球面滚子推力轴承润滑的更多信息,请咨询嘉瑞技术工程师或客服。
安装
SKF球面滚子推力轴承采用分离型设计,轴承的座圈与轴圈和滚子 - 保持架组件可以分开独立安装和拆卸。

带机削铜保持架的球面滚子推力轴承可由带窗式冲压钢保持架的E型轴承替换,原传递轴向力的保持架导向套必须替换成在轴肩和轴圈之间添加的隔圈(图8)。
隔圈必须经过硬化处理并且其端面应进行磨削。适用于SKF球面滚子推力轴承的隔圈尺寸见产品表。
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