双半内圈角接触球轴承
中型厂棒材线轧机轴承选用及装配要点
・
3 轴 承安 装要 点
根据轧辊 的装配 要 求 , 在对 轧辊预 装 结
束后 , 用撬棍进行撬 动 , 确保 操作侧 轧辊辊 头 不管从操作侧还是 传 动 侧撬 动 , 辊与 轴 承 轧
间都不允 许有 串动 的情 况发 生 , 仅仅 允许 有 弹动。即外加 轴 向力 时有一 定 的移 动 , 卸载
分轴向载荷 。
2 选 用 台 适 的轧 机轴 承
中型 厂 使 用 的 轧机Байду номын сангаас形 式 为 预 应 力 轧 机 ,
根据其设 计要求 , 轧机 的操作 侧与 传 动 侧轴 承座与 轧辊 的装配 要求不 同 , 即操 作 侧 轴 承 主要 起 轴 向 固 定 轧辊 , 传 动 侧 则 允 许 有 而 2m 的间 隙 。但 不 管 是操 作 侧还 是传 动 侧 aa 都必须承受轧 辊 所受 的径 向轧制 力 , 因此 在 选定 使 用 轴 承 时 必 须 考 虑 到 这 一 点 。对
5 ・ 6
维普资讯
经 验 交 流
后则 回复。在实 际操作 中常常 使用 千分表对 操作侧进行 轴 向窜 动 的测量 , 要求 其 窜 动量 ≤O2 m .m 。而 在 实 际操 作 中 , 们还 常 常 使 我
用一些 操 作法 既 不 影 响 装 配质 量 又 便 于操
改进 , 在 的 生 产 规 格 发 生 了变 化 , 中2 现 为 9~
q5 ,r2螺 ~ >5 ̄2 /
螺。 由于 生产 规 格 变化 ,
相 应 的成 品 架 次 的 提 前 , 成 品 轧 机 的 要 求 对 越 来 越高 , 由 于 轧 机 数 量 有 限 , 此 要 求 每 但 因 台轧 机 的 装 配 质 量 必 须 满 足 生 产 要 求 , 外 另
角接触球轴承
角接触球轴承:(Angular Contact Ball Bearings)可同时承受径向负荷和轴向负荷。
能在较高的转速下工作。
接触角越大,轴向承载能力越高。
高精度和高速轴承通常取15 度接触角。
在轴向力作用下,接触角会增大。
单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷,在承受径向负荷时,将引起附加轴向力。
并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。
角接触球轴承的接触角为40度,因此可以承受很大的轴向负荷。
角接触球轴承是非分离型的设计,内外圈的两侧的肩部高低不一。
为了提高轴承的负载能力,会把其中一侧的肩部加工得较低,从而让轴承可装进更多的钢球。
成对双联球轴承若是成对双联安装,使一对轴承的外圈相对,即宽端面对宽端面,窄端面对窄端面。
这样即可避免引起附加轴向力,而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。
角接触球轴承因其内外圈的滚道可在水平轴线上有相对位移,所以可以同时承受径向负荷和轴向负荷——联合负荷(单列角接触球轴承只能承受单方向轴向负荷,因此一般都常采用成对安装)。
保持架的材质有黄铜、合成树脂等,依轴承形式、使用条件而区分。
角接触球轴承较多是国外轴承生产厂家制造,国内较多的应用于进口设备例如角接触球轴承3204RS,等,特性通用配组的轴承通用配组轴承是经过特殊的加工,当轴承是彼此紧靠安装,任何组合方式都可以达到既定的内部游隙或预紧,以及平均的负荷分布,而无需使用垫片或类似装置。
配对轴承应用在:当单个轴承的负荷承载能力不足(使用窜联配置方式)或当要承受联合负荷或作用在两个方向上的轴向负荷(使用背对背或面对面配置方式)。
2、基本设计的轴承(不能用作通用配组),用于单个轴承的配置方式基本设计的单列角接触球轴承主要应用在每个位置上只有一个轴承的配置。
其宽度和突出量为普通级公差。
因此不适合将两个单列角接触球轴承紧靠安装。
类型角接触球轴承有:7000C型(∝=15°)、 7000AC型(∝=25°) 和7000B(∝=40°)几种类型。
双列角接触球轴承保持架的改进
上
。
对 损 坏 的保持架进 行 分 析
。
,
发现原 结构 保持 架 ( 如
圈两 种 形 式
,
如图
1
所示
、
。
该 种 轴承 接 触 角 为
、
45
。
,
用
图 2 所 示 ) 存在 以 下 缺点
以 承 受较大的径 向载 荷
轴 向载荷 与径 向
,
轴 向联 合载
A
—
A
荷 移
,
主要 用 于 轴 的 定 位
限 制 轴 或 外 壳 的相 对 轴 向位
3 )保持架第二外径 D l
华 东 阀 门正 式录入 国家 火炬 计 划
D l = D 2 一 e l e l 取值见下表 。
4 ) 保 持架外径 D
D =d 1 + ( 0 . 7 —0 . 9 )D
由浙江 华东 阀 门有 限公 司研 发 的高 温高 压 双 自紧密封 闸 阀 , 日前 通 过 科 学技 术 部 火炬 高 新技 术产 业 开发 中心 验 收 ,被 正 式录 入 国 家 火
1 8 0 31 5 5 0 0 5 0 0
D2, d 2 /mm
1 8 0 31 5
£ £ 1
0. 4 5 1. 6
0. 5 5 2
0. 6 2. 4
0. 8 3
图3 保持架改Leabharlann 结构 GM 现 以一双滚道外 圈、两单滚道 内圈为例 ,介绍 改进 后保持架如何设计 。 1 )保持架第二 内径 d l
、
外圈
设计 依据参考文献
进
。
,
对原 结构保持架从 两 个方 面 作 出 改
轴承代号含义说明
轴承代号含义说明轴承代号由基本代号,前置代号和后置代号构成。
基本代号表示轴承系列及尺寸,前置代号表示轴承类型及轴承零件,位于基本代号之前,后置代号表示轴承的结构,保持架,密封与防尘,公差,油隙,热处理等技术要求,位于基本代号之后。
1.前置代号C-圆柱滚子轴承附件(或轴承本身),例:C0021045C-成对安装圆锥滚子轴承,面对面安装,例:45C3021046C-成对安装圆锥滚子轴承,背对背安装,例:46C302104CRI-四列圆柱滚子轴承内圈,例:4CRI4560F4CRO-四列圆柱滚子轴承外圈,例:4CRO660AFE-磁电机球轴承,外径为正公差,例:E10EN-磁电机球轴承,外径为负公差,例:EN10IR-滚针轴承内圈(英制),例:IR1212IRA-滚针轴承内圈,比IR系列宽(英制),例:IRA20IRM-滚针轴承内圈,例:IRM710M-最大载荷容量型球轴承,例:M6311OR-滚针轴承,只有外圈,例:OR10876F-深沟球轴承带凸缘,例:F603TR-尺寸非标准的单列圆锥滚子轴承,例:TR060702W-宽型,深沟球轴承,例:W602ZZX2.后置代号(1)内部结构A-角接触轴承,接触角30度(不标出),例:7210B-角接触轴承,接触角40度,例:7210BC-角接触轴承,接触角15度,例:7210CC-圆锥滚子轴承,接触角20度,例:30303CD-圆锥滚子轴承,接触角28度30分,例:30305DG-压缩轴向油隙的调心和圆锥滚子轴承J-圆锥滚子轴承,符合ISO分组,例:30206JN-圆锥滚子轴承,特殊噪声要求,例:30208NR-加大负荷容量的调心,圆锥和圆柱滚子轴承,例:22228R(2)密封和防尘OR-球轴承带O型密封圈,例:6201+ORRK-单面,双唇接触式合成橡胶密封,例:6210RK2RK-双面,双唇接触式合成橡胶密封,例:6210.2RKRS-单面,接触式合成橡胶密封,例:6210RS2RS-双面,接触式合成橡胶密封,例:6210-2RSRSA-单面,带金属罩接触式合成橡胶密封,例:88107RSA2RSA-双面,带金属罩接触式合成橡胶密封,例:88107-2RSARSB-单面,带加卡金属罩的接触式合成橡胶密封,例:88107RSB2RSB-双面,带加卡金属罩的接触式合成橡胶密封,例:88107-2RSB RSC-硅橡胶制RS型密封,例:6210RSCRSD-聚丙烯橡胶制RS型密封,例:6210RSDRSE-单面,挡边引导接触式合成橡胶密封,例:6206RSE2RSE-双面,挡边引导接触式合成橡胶密封,例:6206-2RSERSF-RS型氟化橡胶密封,例:6210RSFRU-单面,非接触式合成橡胶密封,例:6205RU2RU-双面,非接触式合成橡胶密封,例:6205-2RUTR-单面,三唇金属罩合成橡胶密封,例:4508B-TR2TR-双面,三唇金属罩合成橡胶密封,例:4508B-2TRU-一面带接触式合成橡胶密封的滚针轴承,例:NA4916UUU-二面带接触式合成橡胶密封的滚针轴承,例:NA4916UUZ-单面钢制防尘盖,例:6205.ZZZ-双面钢制防尘盖,例:6205ZZZL-单面,L型内径的钢制防尘盖,例:6207ZLZX-单面,由止动环压紧的钢制防尘盖,例:6205ZXZXL-由止动环压紧L型内径单面钢制防尘盖,例:6203ZXLZZL-钢制防尘盖,双面,L型内径,例:6203ZZLZZX-钢制防尘盖,双面,由止动环压紧,例:605ZZXZZXL-钢制防尘盖,双面,由止动环压紧,L型内径,例:6303ZZXL (3)套圈形状a-大于标准倒角的非标准倒角,例:6205aB-圆锥滚子轴承,外圈带凸缘,例:30210BBI-双半内圈球轴承,例:6215BIBO-双半外圈球轴承,例:6215BOD-圆锥滚子轴承,双外圈或双内圈(英制),例:594/592DK-带锥孔轴承,锥度为1:12,例:1210KK30-带锥孔轴承,锥度为1:30,例:23026K30N-外圈带止动槽轴承,例:6206NC-带锁孔的圆锥滚子轴承NR-外圈带止动环轴承,例:6210NRY-小于标准倒角尺寸的非标准倒角,例:30206YS-圆锥滚子轴承,非标准倒角(斜倒角)SG-内径带螺旋槽的圆锥滚子轴承T-锥孔或锥形外径(英制)圆锥滚子轴承TD-双列、锥孔或锥形外径(英制)圆锥滚子轴承W-双内圈、端面带槽的圆锥滚子轴承,例:47T694625WHW-外圈有润滑油沟槽和孔的圆柱滚子轴承,例:NU316WWi-圆柱滚子轴承(1-外圈有润滑油孔;2-内圈有润滑油孔和槽;3-内圈有润滑油孔;4-内、外圈有润滑油孔;5-内、外圈有润滑油孔和槽;6-外圈有润滑油孔和槽,内圈有润滑油孔;10-外圈带锁孔;11-外圈带润滑油孔和锁孔;13-外圈带锁孔,内圈带润滑油孔;14-内圈带润滑油孔,外圈带润滑油孔和锁孔;I=1,2,…)。
轮廓仪测量双半内圈沟曲率的方法的改进
时,测量的重复性非常不好。这个问题一直是用轮 廓仪测量套圈沟曲率的难题。所以,急需找到一种 测量这类轴承套圈沟曲率的新方法,提高沟曲率测 量的准确度、重复性、效率。 1 轮廓仪测量双半内圈套圈沟曲率的现有方法
轮廓仪测量轴承套圈沟曲率的常用方法如下: 深沟球轴承套圈沟曲率的测量方法:将被测量 套圈放置在 V型槽上,调整 V型槽,使套圈沟道的 轴向母线平行于测针的移动方向,且使测针位于沟 道的最低点或最高点,测针沿着沟道轴向母线方向 测量出沟道的原始轮廓。然后,用相应的分析软件 完成分析。 角接触球轴承套圈沟曲率的测量方法:以双半 内圈轴承的内圈为例,由于其结构特殊,它的沟道不 是整沟,而是沟道的一部分。若将套圈垂直放置时, 测针与沟道会产生干涉,即测针的侧面会与沟道接 触,这时测量的沟道曲率误差就会很大。针对这种 情况,常用的解决方法是制作一个具有一定角度的 挡板,固定在 V型槽的一端,将被测量内圈大头端
图 1 双半内圈安装示意图
这种方法有一定弊端,由于将挡板弯曲一定角 度时,在挡板的弯折面与平直面的交汇处,弯折角度 的一致性以及交汇处的高度尺寸的一致性不好。当 套圈端面与挡板接触时,端面不是完全靠在挡板上, 套圈端面会发生一定的翘曲,导致沟道母线与测针 移动方向不平行,影响沟曲率测量结果。所以每次 测量时都需要调整 V形槽,保证被测量工件的沟道 母线平行于测针的移动方向。另外,当双半内圈尺 寸较大时,受 自 身 重 力 的 影 响,当 其 放 在 斜 挡 板 上 时,会发生非常轻微的颤动,这对测量结果有一定影 响,尤其是对粗糙度的影响尤为明显。而且,当双半 内圈尺寸较小时,这种倾斜挡板,无法有效固定这类 套圈,导致小尺寸双半内圈沟曲率的测量更加困难。 现在的问题 点 是,测 量 大 尺 寸 工 件 时,如 何 防 止 震 颤,小尺寸工件无法装夹的问题,以及测量时测针与 滚道干涉的问题。 2 轮廓仪测量双半内圈套圈沟曲率的改进方法
新的角接触球轴承接触角和游隙的通用计算公式
轴承 技术
20 0 7年第 4期
() 7
Gr
2
(i e—D 一( i x ) r+r w) x + e 一4(i e—D ) r+r w 一( i x + . G ) x + e O 5 a
() 8
13 一般 角接 触球 轴承 ( 文献 ( ] . 见 1)
保证三 、 四点接触球轴承轴 向游隙的一致性 , 并
适 合三 点 、 四点接 触双 半 内圈 、 双半 外 圈球轴 承 及 一 般 角 接 触球 轴 承 接 触 角 和 游 隙 的 计算 要 求 , 一定 的通用 性 。 有 l 原 轴承轴 向游 隙和 接触 角公 式 11 双半 内圈三点接 触球 轴承 ( 文献 [ ] . 见 4)
a G
2 =(i e h)i r+r -Ev s n
() 9
芒s =1 o 一
二\I I十 I 一 ] W e L /
_
( O 1)
2 新的 通用轴 承轴 向游 隙和接 触 角公式
由于 三点 、 点 角 接 触 球 轴 承 有 i e 四 > 和 e i 种情 况 , 分开 推导如 下 : > 两 故 当a > 时, i∞ 如图 1假设钢球处于 中心位置 , 并 固定 , 轴承 内圈、 圈 在轴 向相 对轻推 力情 况 外
图 2 e i >
下, 处于极限位置。轴承工作 中为避免非正常的 三点接触情况, 轴承应有足够的游隙, 使得 o > d D ( + )x x , 为因速度和工作载荷影响考虑的变量。 0——无游隙时内圈滚道 曲率中心 0, ; ——极 限位 置时 , 圈滚 道 曲率 中心 内 0——无游隙时外圈滚道曲率中心 0。 。 ——当接触角 为 i 外圈滚道曲率 时,
角接触轴承原理
角接触轴承原理
在机械工程中,角接触轴承是一种常用的轴承类型。
角接触轴承的原理是利用球或滚子与轴承内外圈之间的接触角度来承受轴向和径向载荷。
角接触轴承可以分为单列和双列两种类型。
在单列角接触轴承中,球或滚子在内外圈之间的接触角度通常为15°或25°。
这种设计使得轴承可以同时承受轴向和径向载荷,并具有较高的刚度和承载能力。
而双列角接触轴承则通过两排球或滚子的叠加来增加轴承的承载能力。
角接触轴承的内外圈都采用球形或圆柱形的滚道,通过球或滚子与滚道之间的接触来传输载荷。
为了减少摩擦和磨损,球或滚子通常由高硬度和高抗疲劳强度的材料制成,并且需要进行适当的润滑。
角接触轴承的优点包括高刚度、高承载能力和高转速能力。
此外,角接触轴承还具有很好的定位性能,可以在较小的空间中实现精确的位置控制。
因此,角接触轴承广泛应用于机床、汽车、航空航天和其他高精度设备中。
为了确保角接触轴承的正常运行,需要定期检查和维护。
主要包括轴承的润滑和封装,以及轴承的清洁和检查。
在拆卸和安装角接触轴承时,应注意避免碰撞和损坏,以免对轴承的正常运行造成影响。
总之,角接触轴承是一种常用的机械轴承,通过球或滚子与内
外圈之间的接触来承受载荷。
它具有高刚度、高承载能力和高转速能力等优点,在许多行业和应用中发挥着重要作用。
角接触轴承当量动载荷计算
承尺寸、内部设计及作用于轴承上的力和力矩,而最大允许倾斜角应保证轴承内不会产生过
高的额外应力。
若内、外圈之间存在倾斜角将影响轴承寿命。同时,轴承运转精度下降,运转噪声增大。
径向当量动载荷
1) 接触角为 15°的单列角接触球轴承单个轴承或串联配置(7000C、7000C/DT)
Pr=Fr
当 Fa/Fr≤e
单个轴承或串联配置(7000C、7000C/DT)
Por=0.5Fr+0.46Fa
Por= Fr
当 Por<Fr 时
背对背、面对面配置(7000C/DB、7000 C/DF)
Por=Fr+0.92Fa
2) 接触角为 25°的单列角接触球轴承
单个轴承或串联配置(7000AC、7000AC/DT)
Por=0.5Fr+0.38Fa
Pr=0.44Fr+Yfa
当 Fa/Fr>e
背对背、面对面配置(7000C/DB、7000 C/DF)
Pr=Fr+Y1Fa
当Fa/Fr≤e
Pr=0.72Fr+Y2Fa
当Fa/Fr>e
计算系数e、Y、Y1、Y见附表 2. 2) 接触角为 25°的单列角接触球轴承
单个轴承或串联配置(7000AC、7000AC/DT)
L10=(Cr/Pr)3 式中: L10
基本额定寿命
(106转)
Cr
径向基本额定动负荷
(N)
Pr
径向当量动负荷
(N)
安装尺寸
1. 轴和孔的最大单一圆角半径rasmax见附表 3
2. 挡肩高度最小值hmin见附表 3
3. 安装尺寸计算
轴或孔挡肩高度要比轴承倒角最大允许尺寸大,并与轴承端面平坦部分接触。轴
角接触球轴承如何选择
角接触球轴承选择这么多坑,你中招了没?角接触球轴承的内外圈滚道在轴承轴线方向上有相对位移。
这表示此类轴承设计用于承载联合载荷,即同时作用的径向载荷和轴向载荷。
角接触球轴承的轴向承载能力随着接触角的增大而提高。
接触角的定义为,在径向平面上,钢球和滚道接触点的连线(即联合载荷从一个滚道传递到另一滚道的方向)与轴承轴线垂直线的夹角(图1)。
最常用的设计有:单列角接触球轴承(图2)双列角接触球轴承(图3)四点接触球轴承(图4)其他角接触球轴承还包括:•超精密角接触球轴承→ /super-precision•薄壁角接触球轴承这种特定系列轴承具有极薄的套圈和固定的截面高度,与轴承尺寸无关。
其特点为质量轻、刚度大。
SKF薄壁轴承具有英制尺寸,可以选择开式或闭式轴承,并配有8个不同截面高度。
其中包括:- 单列角接触球轴承- 四点接触球轴承•轮彀轴承单元用于汽车工业的轮毂轴承单元(HBU)以双列角接触球轴承为基础。
它们为汽车工业在紧凑型轻量化设计、简化轴承安装和提高可靠性方面做出了相当可观的贡献•我们将根据需求提供有关这些产品的详细信息以及工业应用的变型。
轴承特性承载联合载荷- 单列轴承只承受单向轴向载荷- 双列和四点接触轴承可承受双向轴向载荷•高承载能力- 尺寸较小的挡肩使得单列轴承中可以装入较多数量的钢球,从而提高轴承的承载能力- 由于有两列钢球,双列轴承所含钢球数量增加,从而实现较高的承载能力- 四点接触球轴承包含的钢球数量多,从而实现较高的承载能力•良好的运行性能转速高、加速和减速快单列角接触球轴承•SKF单列角接触球轴承(图2)仅可承受单个方向.上的轴向载荷。
这种类型的轴承通常要和另外一个轴承配对使用。
此类轴承采用非分离式设计,轴承内外圈的两侧挡肩尺寸不同。
S K F标准产品种类•70B系列中部分尺寸的轴承•密封轴承:- 在系列72 B(E)中(15≤d≤55 mm)- 在系列73 B(E)中(12≤d≤50 mm)•72AC系列轴承,接触角为25°(15≤d≤70 mm)•73AC系列轴承,接触角为25°(17≤d≤70 mm)•部分大型号尺寸,且具有凸缘外圈(/go/17000-3-1)•SKF英制轴承(ALS和AMS系列,可访问/go/17000-3-1)•72B(E)和73B(E)系列轴承,且具有40°接触角基本设计轴承•轴承宽度和内外圈端面突出量为普通级公差•与SKFExplorer轴承相比具有不同的性能•用于每个位置上只有一个轴承的配置,不适合将其直接紧靠的配对安装通用配对轴承•专门设计为成组使用•内外圈宽度和端面突出量为精密公差•也可用在基本设计轴承中,替代单轴承配置,因为它们通常具有更高的精度和较高的承载能力与转速有25°和40°接触角可供选择如果两个轴承彼此紧靠安装,在不使用垫片或类似装置的情况下,则可实现预设的游隙或预紧或两个轴承之间载荷平均分布。
双半内圈双列角接触球轴承设计_蔡亚新
误差对轴向游隙的影响程度以及加工工艺的难易
程度进行合理选择 。
由上可知 , 钢球直径 Dw 对轴向游隙影响最
·8·
大 , 但钢球直径容易控制 。当采用综合测量沟道 轴向位置的方法[ 1] 进行分组合套时 , 一批套圈用
同一组钢球进行测量 , 同一批合套钢球直径尺寸
为一定值 , 这时钢球直径对轴向游隙的影响也为
隙的影响程度不同 , 给准确调整造成一定的困难 ,
因此在设计计算外沟心距 Pe 时 , 将 Ri 、Re 的正偏 差对 S 的影响转化 到 Pe 上 , 这时 , Pe 按 下式计
算:
Pe =2Pi +2 (R′i +R′e -Dw)2 -
R′i +R′e
-De
-d i 2
2
1/ 2
-
S max +Smin 2
Pi
=
B 2
-K
式中 B 轴承宽度
K 与密封结构有关的参数 , 一般取 K
=0 .7 ~ 1 .5
2 .5 外圈双沟沟心距 Pe 的确定
Pe =2Pi + Δ
式中 Δ 与轴承允许轴向游隙有关的参数
Δ =2 (Ri +Re -Dw)2 -
Ri
+Re
-
De 2
-d2i
2ห้องสมุดไป่ตู้
1/ 2
- S max
+S min 2
·
(Ri +Re -Dw)2 -
Ri
+Re
-De
-d i 2
2
-1/ 2
>0
(2)
S Re
=2
De -di 2
-Dw
双半内圈双列角接触球轴承设计
小、 噪声 低 和耐磨 损 等优点 . 设计 中应充 分考 虑 在
保持架 的强度 , 配 容易 性 , 能较好 地 锁住两 内 装 并
圈使 轴承 不散 套 , 通常 采 取 画 比例 图和 理 论计 算 相结 合 的方法 进行 设计 。
藉= z (
) ・
) 02 】 ( )
【 R + R —D ) ( 一
一
5 套 圈主要参 数尺寸公 差的选择
轴 向游 隙是双 列 角接触 球轴 承 的一个 重要技
) ・
术 指标 , 车轮毂轴 承对轴 向游 隙要求 很严 , 影 轿 而
响 轴 向游 隙 的因素 很 多 , 图 3的 几何 关 系 中 可 从 很 容 易得 出轴 向游 隙与轴 承零 件各 参数之 间 的 关系 : S =2 ( . 一D ) [ R +R 一
堡 ) ]
堕
gD o
,
=
R 冠 一 +
) .
( + R R 一
) 2 叫) ] +
R 一 i 旭 梁= 0 2
) 06 ] ( )
苦一 o
各尺寸 参数 的加 工误 差 引起 的周 向辨 隙 的变
化 为
s襄 . 。 = + 装 + 羞 + + 藉 羞・ + △ + △( 菪・ 著・ 7 )
图3
轴 向游 隙 的全 微分 为
=
从上 式可 以看 出, 承零 件各 参 数 r、 … 轴 . d D 、 只 和 的加 工误差 均会使 轴 向游 隙产生 D 、
变 化 , 别对 各参数 求 偏导 , 分 以确定 各 参数对 轴 向 游 隙的影 响程 度 及 方 向, 而 台理 确 定 各 参数 的 从
确 定
外圈集成弹支轴承试验研究
航空发动机主轴承工况条件具有高转速、高dn值、温度变化和载荷变化等特点,随着发动机技术发展,对主轴承要求也越来越苛刻,航空发动机主轴承设计难度也逐渐提升。
为了给设计者提供相关数据支持和确保产品达到预期性能,对新研产品进行试验评估至关重要。
随着航空发动机主轴承逐渐向小型化、集成化方向发展,轴承集成化程度越来越高,比较常见的有轴承外圈集成安装边和集成弹支,其中轴承外圈集成弹支后能够带来一定好处,但也给轴承试验增加了一定困难。
本文以某型航空发动机燃气发生器支承球轴承为例,对外圈集成弹支轴承试验进行了研究。
1 试验方案试验方案如图1所示,试验装置由润滑装置、加载装置、测试装置和轴承—转子系统组成。
试验轴承安装在转子右端,陪试轴承分别安装在转子中部和左端,均通过端盖压紧;径向载荷通过径向加载油缸施加在陪试轴承座上;试验转子通过膜盘联轴器与增速器输出轴相连,通过热电偶测量试验轴承外圈温度。
试验过程中载荷不变,改变试验转速。
图1 试验装置结构图Φ75+0.029+0.01(带(小间隙)和Φ74.83-0.005-数如下:轴承内径Φ46mm;外径8.731mm;径向游隙0.07~0.08mm;;内圈材料为M50;外圈材料2 试验结果分析2.1 轴承外圈温度分析试验过程中,试验轴承外圈温度随轴承转速变化趋势如图2所示。
图2 轴承外圈温度随转速变化对比图首先,试验轴承支点采用不同的配合性质时,轴承外圈温升速率不同,小过盈事温升速率明显大于其它条件,但总体变化趋势几乎保持一致。
其次,轴承支点配合性质不同时,轴承外圈温度不同,其中带油膜条件下轴承外圈温度最低;最后,对比外圈与轴承座配合分别为小间隙和小过盈,在转速低于10000r/min时,外圈为小过盈配合时轴承外圈温度较低;转速高于10000r/min时,外圈为小间隙配合时轴承外圈温度较低。
由以上三种情况可以分析出三点原因:第一,轴承在高速运转的条件下,滚动体与滚道摩擦生热,转速越高,产热越多,所以轴承外圈温度随着转速升高整体保持向上趋势;第二,外圈带油膜其实也是间隙配合,所以轴承外圈温度要低于过盈配合,同时由于油膜冷却作用,外圈带油膜时轴承温度最低;第三,转速、载荷和润滑相同条件下,外圈采用过盈配合,轴承游隙减小,承载滚动体数量变多,摩擦生热和搅拌生热变多,所以采用小过盈配合时,轴承温度高于小间隙配合时的轴承温度。
德国FAG轴承
机并创建FAG 公司以来,伴随着滚动轴承工业的诞生和发展,FAG轴承产品在几乎所有可能的领域内均得到了充分的认证并一直扮演着十分重要的角色。
FAG轴承的应用领域FAG是世界上第一家滚动轴承生产厂家,称其为滚动轴承工业的先驱一点也不为过。
FAG进口轴承的应用领域十分广泛,包装机械、金属切削机床、纺织机械、磨机、矿山机械、工程机械及振动机械、钢铁加工设备、转炉、铸造设备、轧机、机械传动设备、造纸机械、水泥机械、船舶、天线及雷达、航空工程等等。
进口FAG产品说明FAG生产的FAG轴承外径从3毫米到4.25米的各类球轴承和滚子轴承,包括依据样本的标准产品和依据用户特殊要求的非标产品。
FAG与INA公司共同为客户提供一系列全面和完善的服务及技术支持,包括:轴承和轴承系统的检测、维护和装拆。
作为一个有前瞻性的企业,FAG轴承在研发方面也投入了大量的资金。
现代化的模拟仿真技术、测试设备和特殊材料实验室为各个生产线的持续发展和改进提供了可靠的支持,同时也为保持FAG强大的创新能力提供了保障。
FAG轴承型号说明(后缀代码):1.DA—带双半内圈的可分离型双列角接触球轴承。
2LS—双内圈,两面带防尘盖的双列圆柱滚子轴承。
N—外圈上带止动槽的轴承。
N2—外圈上带两个止动槽的四点接触球轴承。
S—外圈带润滑油槽和三个润滑油孔的轴承。
X—外型尺寸符合国际标准的规定。
Z..—特殊结构的技术条件,从Z11起依次向下排列。
ZZ—滚轮轴承带两个引导外圈的挡圈。
2.轴承内部结构:A-B-C-D-E—内部构的变化,C-15度接触角、 E-25度接触角、B-40度接触角。
VH—滚子自锁的满滚子圆柱滚子轴承(滚子的复圆直径不同于同型号的标准轴承)。
3.公差等级(包括尺寸精度和旋转精度)P0—公差等级符合国际标准ISO规定的0级,代号中省略,不表示。
P6—公差等级符合国际标准ISO规定的6级。
P6X—公差等级符合国际标准ISO规定的6X级圆锥滚子轴承。
角接触球轴承原理
角接触球轴承原理
角接触球轴承是一种常见的轴承类型,它通过球与内外圈之间的角度变化来承载和传递轴向和径向负荷。
角接触球轴承具有高刚度、高承载能力和高旋转精度等优点,在机械工程领域得到广泛应用。
接下来,我将详细介绍角接触球轴承的原理。
1.角接触的原理:角接触球轴承内外圈表面上刻有一定的角度,使球在接触时,产生一个角度。
这个角度可以通过接触点与轴承中心的位置来定义,通常用接触角来表示。
通过调整接触角的大小,可以控制轴承的刚度和承载能力。
2.轴向负荷承载:角接触球轴承可以承受轴向负荷,即在轴向方向上的力。
当外圈受到轴向负荷时,内圈和球会受到相应的应力,以抵消和平衡外圈受力。
球与内圈和外圈之间的角接触作用使得轴向负荷能够得到有效传递和承载。
3.径向负荷承载:角接触球轴承也可以承受径向负荷,即在垂直于轴线方向上的力。
当轴承受到径向负荷时,球与内圈和外圈之间的角度会产生变化,球会向轴承靠近或远离。
这样,球与内外圈之间的接触点位置会发生变化,以抵消和平衡径向负荷产生的力矩。
4.刚度和旋转精度:角接触球轴承具有高刚度和高旋转精度。
由于球与内外圈之间的角接触,轴承在受力时能够保持稳定的接触,减小滑动和摩擦。
这使得轴承具有较高的刚度,能够更好地抵抗变形和变形。
同时,由于角接触的特性,角接触球轴承能够提供较高的旋转精度和平衡性能。
总结起来,角接触球轴承通过球与内外圈之间的角接触,来承载和传递轴向和径向负荷。
通过调整接触角的大小,可以控制轴承的刚度和承载
能力。
角接触球轴承具有高刚度、高承载能力和高旋转精度等优点,广泛应用于机械工程中。
航空发动机主轴轴承的结构分析及参数选取
Sr cu eA ay i a d P r mee e cin frMan S at e r g f r n ie tu t r n ls n a a trS l t o i h f a i so oE gn s e o B n Ae
J u—j , A M i i 0 Y i M e—l g e n
并能减少噪声 、 振动 , 从而提高了轴承寿命。
14 轴承套圈带安装边及设置油孔 、 . 油沟 优点主要有 : 使部件结构简单 、 紧凑 , 减轻重
量; 装拆方便 ; 运转 中轴承外圈相对壳体不发生滑 动 回转 ; 避免 由于过盈安装而 引起 的轴 承游 隙和 精度的改变 。轴承套圈上油孔 、 油沟的设置 , 起到
航空发动机主轴轴承( 以下简称航发主轴承) 是航空发动机 的关键件之一 , 在高速、 高温及受力
擦发热量大 ; 随着转速 的提高 , 离心力加 大, 圈 外 无载荷一侧很容易产生附加接触点 , 高速性 能不
好。 1 i2 三 点接 触 型 ..
复杂的条件下运转 , 其性能和可靠性直接影响发
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IS 10 S N 0 0- 36 72 轴承 206年 33 0 6 No期 0 C 4 N 1—1 4 / H B ai g 2 0 , . 18 T er n
— — — —
1 —3
.产 品设 计 与应 用 |
航 空发动机主轴轴承的结构分析及参数选取
《 轴承)o6№. zo . 3
13 成对双联有预载荷角接触球轴承 .
能提高轴承部件刚性 , 提高轴承的运转精度,
2 12 设计接 触 角 的选取 ..
球轴承的接触角决定了轴承可承受轴向载荷 的能力 , 而外加轴向载荷和惯性载荷对其接触角 也有显著的影响。惯性载荷总是使轴承外圈接触 角减小 , 内圈接触角增大 , 随着速度的提高 , 外 内、 圈接触角之差增大 , 旋滚 比也随着增大 ; 而轴向载 荷 总是导致 内、 外圈接触角同时增大 , 但随着轴 向 载荷 的继续增大 , 外 圈接触角之差减小 , 内、 这些 对轴承的工作均有利 。所 以 , 高速轻载球轴 承务 必施加一定的轴 向载荷 , 以防止轴承运转中出现
鼠笼弹支轴承外圈优化设计及其性能分析
1 概述航空涡轴发动机尺寸小,转速高,设计要求大推力、高功重比,转子-支承系统的振动会影响其可靠性,为减小转子振动,主轴轴承设计时采用带有弹性支承和挤压油膜阻尼器附件,如图1所示。
支承轴承为双半内圈角接触球轴承,内、外圈分别用螺母固定于芯轴和鼠笼支座上,并用锁片锁紧,承受高压转子的全部轴向载荷和部分径向载荷,载荷通过进气机匣施加。
为提高转子临界转速并提供足够的减振阻尼[1-2],常将鼠笼弹支、挤压油膜阻尼器和轴承外圈集成为一体,如图2所示。
1—压紧螺母;2—传动齿轮;3—鼠笼弹支;4—挤压油膜;5—主轴轴承;6—进气机匣承力框架;7—芯轴。
图1 某涡轴发动机压气机前支承结构Fig.1 Front support structure of a turboshaft engine compressor图2 弹性支承一体化轴承结构Fig.2 Structure of elastic support integrated bearing鼠笼弹支轴承刚度对轴承动力学特性有重要影响,设计时应重点考虑。
此外,鼠笼弹支轴承在进行性能分析时,通常假设轴承套圈为刚性,但鼠笼弹支外圈支座采用螺栓紧固,工作时外圈已发生弯曲变形,故在对其性能进行分析时应考虑外圈柔性的影响。
本文以某发动机支点鼠笼弹支轴承为研究对象,建立了鼠笼弹支外圈刚度计算有限元模型,根据其刚度对鼠笼结构参数进行优化设计,并考虑套圈柔性对鼠笼弹支轴承进行性能分析。
2 鼠笼弹支轴承处圈刚度计算在鼠笼弹支轴承处圈刚度计算时,一般将鼠笼肋条看成两端固定的等截面梁,其支承刚度为K=NE b2h2/l3,(1)式中:N为鼠笼肋条数量;E为鼠笼肋条材料弹性模量;b为鼠笼肋条宽度;h为鼠笼肋条厚度;l为鼠笼肋条长度。
以图2鼠笼弹支外圈为例,外圈材料弹性模量为203 G Pa,笼条数为16,笼条长度为19.6 m m,笼条过渡圆角半径R为 6.5 mm,笼条宽度为 3.1 m m,笼条厚度为 1.75 m m。
双半内圈四点接触球轴承保持架设计改进
( ) 持 架在 凿 口时 , 5保 必须 有 2位操 作 者 配合
\
工作 , 动强 度大 , 产效 率低 。 劳 生 ( ) 口锁住 钢球 是 点接 触 , 在极 大 的不 稳 6凿 存
定性 。轴承 在 使 用 中 锁 点 极 易 磨 损 , 修 拆 卸 时 维
锁点 易 被损 坏 , 导致 钢球 散 落 , 轴 承 无 法 重新 装 使
— —
兜 孔斜 面锥 角
6 —— 锁 量 , mm
2 保 持 架原 结构 存 在 的 不足
( ) 口采 用 手 工 操 作 , 难 达 到 对 称 要 求 。 1凿 很
凿 口的深 度有很 大 的 随 机性 , 成 凿 口深 浅 不 一 , 造
△ — —保 持 架兜孔 直 径 , 6 mm
二 鱼 轴承 !
2 1年 1期 00 0
CN41— 11 /TH Be rng201 , . 0 48 ai 0 No 1
双 半 内圈 四点 接 触 球轴 承 保 持 架 设 计 改进
刘志英 吕明莹 , , 李艳红
( . 北 轴 承股 份 有 限公 司 , 川 7 02 ;. 川 污水 处 理 有 限公 司 , 川 7 0 0 ) 1西 银 5 0 12 银 银 50 4
承 受一定 冲 击 的 特 点 , 用 双 金 属 自润 滑 材 料做 采 为 轴承 的摩 擦 副 。在 产 品 结 构 设 计 上 , 定 了双 确 金 属 自润 滑 材 料 固定 方 式 与 润 滑 槽 的结 构 形 式 ,
在 加工 工艺 上 , 决 了 双金 属 自润 滑 材 料 的 整 形 解 与 轴 、 圈 的 加 工难 点 , 品满 足 客户 需 求 , 国 座 产 在
双半内圈四点接触球轴承的设计改进
图 。为 降低 成本 , 高 生产 效率 , 少 生 产 中出现 提 减 的废 品 , 计算 内 、 沟 位 置 时 , 涉 及 Байду номын сангаас 的数 值 在 外 所 均取 之 中间 值 。
Xl (  ̄ Du2s —’  ̄ R ’ , ) n S/ = - / i 4
式 中:
内沟 位置 ( 内圈沟 曲率 半径 中心横
摘
要 : 半 内 圈 四点 接 触 球 轴 承 结 构 复 杂 、 计 周 期 长 、 工 难度 大 。 为 了提 高 生 产 效 率 、 少废 品 、 低成 本 , 双 设 加 减 降
从 根 本 上 改进 了设 计 方 法, 果 良好 , 合 大 批量 生 产 。 效 适 关 键 词 : 曲率 半 径 ; 位 置 ; 隙 ; 动 体 沟 沟 游 滚 中图 分 类 号 : H133 T 3 .3 文献标识码 : B 文章 编 号 :624 5 (0 60 —0 O0 17 —8 22 0 )20 1-3
c ce g e t i c t np o e sn Tor iee ce c f r d t n r d c sep o u t n o t, e i eh d y l, r a f ul i r c s ig. as f in yo p o uci , e u ewa t r d csa d c ss d sg m t o di y i o n wa p o e t eme h d wa o d, n sf ag u n i e r d t n. si r v d,h t o sg o a d wa tt lr eq a tt s o u i m i o i p o
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第2 7卷
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环下润滑
• 适应高DN值轴承润滑冷却 的需要。
• 所谓环下润滑就是滑油经 轴承内圈上的径向孔、槽 进入轴承,即从轴承内环 下部向轴承供油, 而不像喷 射润滑由轴承端面直接喷 入轴承。
• 环下润滑结构基本由两部 分组成, 即集油部和输油部。
环下润滑的特点
• 突出优点是能使轴承温度普通降低, 特别是内圈工 作温度在各种工作条件下均比外圈低, 从而对轴承 内部间隙控制更为有利, 并能有效地防止高速轻载 下内圈打滑蹭伤故障。
轴承失效的监测
• 轴承温度的监测,一般把温度传感器贴近轴承外 圈。轴承温度变化是缓慢过程, 对轴承早期轻微的 失效不敏感, 只有轴承已发生较严重的失效时, 轴 承温升才会发生较急剧变化。
• 振动监测,分为对轴系的监测和对机体振动加速 度的监测。轴系振动信号是最直接反映轴承运转 状态及失效的信号, 轴承失效可以立即引起振动状 态变化。
(4)在Hertz 接触理论和轴承运动学的基础 上,推导了滚动轴承非线性轴承力,建立 了滚动轴承非线性振动的分析模型,研究 了滚动轴承变刚度振动、表面波纹度对系 统动力特性的影响规律。研究表明:滚动 轴承的非线性轴承力会诱发变刚度振动; 通过适当地选取转速、阻尼、游隙和径向 力等参数,可以降低滚动轴承系统的非周 期振动;由几何缺陷引起的滚动轴承波纹 度,是导致轴承系统振动的主要因素之一。
• 系统功率消耗也是反映轴承运转状态及失效的重 要参数。当被试轴承发生故障或失效, 必然引起电 机输出功率的增大。
轴承的润滑与冷却方式
喷射润滑
• 喷射润滑的方法有 多种单喷嘴, 双向 单喷嘴, 多喷嘴等
• 研究表明, 当润滑 油对准保持架与内 环引导面之间时, 轴承温度最低。
• 喷射润滑对高DN 值工作的轴承,润滑 效果不好。
航空轴承失效
---通过统计分析,发动机主轴轴承的失效模式大致分15种类别
• 1划伤、擦伤;2磨损;3轻载打滑;4锈蚀;5偏磨、 载荷轨迹下移;6压坑、撞伤;7疲劳剥落;8电流 侵蚀;9保持架变形;10裂纹;11保持架银层脱落; 12两极磨损猫眼圈;13受热变色;14尺寸胀大或 缩小;15振纹。
• 失效造成的直接结果是温度升高、振动加 大或振动状态发生变化、轴系功率消耗加 大、轴心轨迹形状发生变化。
• ⑵为了克服旋滚比造成的不利影响,常取内 沟曲率系数f i 大于外沟曲率系数f o 。
• ⑶保持架突出套圈端面且带挡油边;内径上 开有油槽或油孔,利于润滑油的流通。
• ⑷滚子素线主要选用修正形和对数曲线形。
• ⑸轴承多为内引导,且间隙较小。
航空发动机高速滚动轴承的力学特性分析
(1)分别采用拟动力学法和有限元法,建立了滚动轴承力 学分析模型,研究了滚动轴承的载荷分布特性,分析了不 同结构参数和载荷参数对其接触角、变形、接触刚度和极 限转速的影响规律。两种算法所得结果与实验结果基本一 致,有限元法在计算精度方面具有优势,而拟动力学法在 计算效率方面具有优势。
差。
• 成对双联有预载荷角接触球轴承
能提高轴承部件刚性,提高轴承的运转精度,并能减少 噪声、振动,从而提高了轴承寿命。
• 轴承套圈带安装边及设置油孔、油沟
轴承套圈上油孔、油沟的设置,起到既润滑又冷却的
作用。
国外航发主轴承最主的结构特点如下:
• ⑴采用外圈带各种形状法兰盘的异形结构, 内圈的相应部位上设有油孔或油槽;角接触 球轴承接触角较大,不选用成对双联角接触 球轴承。
• 其次, 由于滑油流路合理, 滑油利用率高。喷射润 滑只有70%滑油可被利用, 而环下润滑在结构设计 合理的情况下, 可达80%以上, 最高可达95%。
• 同时, 这种结构使搅拌损失大大降低, 减少功率损 耗, 并且降低了滑油中污物对轴承损坏的机率。
• 适应高DN值轴承润滑冷却的需要。
喷管润滑
• 这种润滑方式主要用于轴间轴承润滑。由于轴间轴承内、 外圈同时旋转, 无法安装喷嘴, 故不能实施喷射润滑或环下 润滑。
轴承特点
• 双半内圈角接触球轴承
能承受较大的双向推力载荷,也可承受一定的径向载荷。
四点接触型:轴向游隙小, 轴向窜动最小,摩擦发热量大, 高速性能不好。三点接触型:轴向游隙较大,非载荷半内 圈上可能产生附加接触,高速性能较好。
• 短圆柱滚子轴承
提高轴承的旋转精度,有利于轴承寿命的提高;相对外 圈可有较大的轴向位移, 可以补偿温度变化引起的热膨胀
航空发动机主轴轴承的结构分析
• 轴承的结构形式:
1双半内圈角接触球轴承 ---分为三点接触型和四点接触型
2短圆柱滚子轴承 3成对双联有预载荷角接触球轴承 4轴承套圈带安装边及设置油孔、油沟 • 航发主轴承所选用的结构型式主要有短圆柱滚子
轴承(承受径向载荷) 和双半内圈角接触球轴承 (承受两个方向的轴向载荷)
轴承腔结构及汽油两相流
轴承腔内润滑油两相均匀流动的速度分布情况
• 润滑油在入口处出现漩涡现 象,其原因在于润滑油喷射 到轴承腔内时,由于轴承保 持架的阻碍作用,一部分油 流发生回流, 润滑油在轴承 腔内也产生回流,腔内回流 的润滑油如果在轴承腔内停 留的时间过长,将会导致轴 承腔过热;如果停留时间过 短,则可能造成润滑不够充 分,形成一定的油流缺损区, 导致“空转”现象发生,从 而加剧轴承磨损。
• 在无环下润滑的情况下,也可将喷嘴直接对准与轴线平行 的油管喷入润滑油
喷管润滑的特点
• 种润滑方式, 油流动困难, 穿透力极差。因 此轴承润滑冷却一般不很充分, 表面常常出 现颜色变黑, 甚至硬度下降。
• 这种润滑方式在设计上要引起特别注意: 第一, 要适当加大喷嘴喷射流量;第二,输油 管直径加大, 内壁光滑, 保证油流通畅;第 三, 轴承材料要采用高温耐热合金。
(2)基于弹流润滑理论,研究了滚动轴承的最小油膜厚度 和油膜刚度特性,分析了不同载荷参数对它们的影响规律。 将油膜刚度和接触刚度组合,推导了滚动轴承的综合刚度, 提出了滚动轴承等效刚度的概念和计算方法。
(3)考虑滚珠和径向游隙等因素的影响,对滚动轴承疲劳 寿命的计算公式进行了修正。研究表明:滚珠对轴承疲劳 寿命有一定影响,不考虑滚珠影响会使计算结果偏高。