FAG轴承的布置设计

FAG轴承的布置设计

可调整的FAG轴承布置通常由两个对称安装的角接触球轴承或圆锥滚子轴承组成。安装时轴向调节FAG轴承的一个套圈,直至获得合适的游隙或所需的预载荷。

应用场合

由于便于调整,这种可调整的FAG轴承布置特别适合于轴向定位精度要求高的场合,如在机床中,带螺旋齿的圆锥齿轮轴轴承和机床主轴轴承。

FAG轴承X与O型布置

FAG轴承的O型布置中,压力线和轴线所交的圆锥顶点S朝向外侧;在X型布置中,圆锥顶点朝向内侧。O型布置FAG轴承两载荷作用中心的距离H比X型的大。因此,FAG轴承的O型布置的抗倾覆能力较强。

FAG轴承在X型和O型布置中热膨胀的影响

设定轴向游隙时,必须考虑热膨胀的影响。在X型布置中,轴和轴承座之间的温差总会使FAG轴承游隙减小( 前提条件:轴与轴承座的材料相同,内圈与轴温度相同,外圈与整个轴承座温度相同 )。

FAG轴承O型布置方式有三种不同的情况:

  • 两端FAG轴承的滚子母线圆锥交点R,即FAG轴承外圈滚道延长线与FAG轴承轴线的交点重合时:FAG轴承游隙就不受影响
  • 当两个FAG轴承距离较近,滚子母线圆锥交点R互相交错时:FAG轴承内部轴向游隙会随热膨胀的增加而减小
  • 当两个FAG轴承距离较大,滚子母线圆锥交点 R 不相交时:FAG轴承内部轴向游隙会随热膨胀的增加而增大

什么是FAG定位轴承

什么是FAG定位轴承

FAG定位轴承可以固定轴的轴向位置,并且承受外部轴向力。对于超过两套轴承支撑的轴,仅一端采用固定支撑以避免出现附加轴向力。FAG定位轴承类型的选择取决于轴向载荷的大小以及轴向定位精度要求的高低。

例如,双列角接触球轴承比深沟球轴承或调心滚子轴承能提供更好的轴向定位。对称布置的一对角接触球轴承或圆锥滚子轴承,作为固定端FAG轴承时,可以提供精准的轴向定位。万能设计的角接触球轴承优点更为突出。这类FAG轴承不需要垫圈就可以任意配对组合成 O 型或 X 型配置。万能配对的角接触球轴承组合成 O 型或 X 型配置,可以得到轴向小游隙 (UA 型 )、零游隙 (UO 型 ) 或较小的预载荷 (UL 型 )配对FAG轴承。

主轴轴承万能配对 UL 型,安装成 X 或 O 型布置时具有轻预载荷 ( 也可按协议设计成较高预载荷 )。在变速箱中,有时把四点接触球轴承直接安装到圆柱滚子轴承旁边来作为FAG定位轴承布置。四点接触球轴承,由于外圈没有径向支撑,因此只能承受轴向载荷。径向载荷由圆柱滚子轴承承受。如果轴向载荷较小,带有保持架的 NUP 型圆柱滚子轴承也可以作为定位轴承使用。

什么是FAG浮动轴承

什么是FAG浮动轴承

理想的FAG浮动轴承是带保持架的圆柱滚子轴承 N 和 NU 系列或者滚针轴承。这类FAG轴承的滚子和保持架组件可以在无挡边的套圈滚道上移动。

其他类型的FAG轴承,比如深沟球轴承和调心滚子轴承,只能在一个套圈是松配合情况下才能用作FAG浮动轴承。

因此,点载荷作用下的FAG轴承套圈通常采用松配合;此处通常是外圈。

密封FAG轴承的工作温度

密封FAG轴承的工作温度

FAG轴承工作温度

滚动轴承的温度稳定性与FAG轴承类型有关,通常其尺寸稳定温度可达 +120 °C ( 某些轴承系列可达 +150 °C)。

工作温度高于 +150 °C 时,FAG轴承需要特殊热处理。经允许可使用这种FAG轴承,识别方式通过后缀 S1、 S2、 S3 和 S4 到 DIN 623-1.

FAG轴承的滚轮

+70 °C 作为FAG轴承的标准工作温度。必须遵守FAG轴承其它有关温度的信息。

密封FAG轴承

密封FAG轴承的允许工作温度要考虑到所填装润滑脂的使用寿命要求和接触式密封方式。

密封FAG轴承填装的是经过特殊测试、高性能、优质的润滑脂。这些润滑脂短时间能承受 +120 °C 高温。长时间运行在 +70 °C以上温度时,锂基标准润滑脂的使用寿命会降低。许多情况下,通过使用特殊润滑脂,FAG轴承能在高温时获得更长的工作寿命。即使在这些情况下,也要检查密封件是否采用特殊的耐热材料。一般接触密封的极限工作温度是 +100 °C。

如果用高温合成材料制作密封件和润滑脂,必须注意当其被加热到约 +300 °C 或更高温度时,含有氟化物的特殊高性能材料会放出有毒气体和蒸汽。例如,使用焊枪拆卸轴承时这种情况就可能出现。

注意:使用由氟橡胶 (FKM、 FPM,如 Viton)制成的密封件,或含有氟化物的润滑脂,如 Arcanol TEMP200 和符合 GA11 的润滑脂时,特别要注意其高温特性。如果高温不可避免,必须注意特殊含氟材料的有效安全数值表。

FAG轴承的保持架

FAG轴承的保持架

FAG轴承保持架最重要的功能是:

  • 把FAG轴承的滚动体彼此隔开以减少摩擦和发热
  • 使FAG轴承滚动体间保持同等距离,保证载荷均匀分布
  • 防止滚动体从可分离FAG轴承中脱落
  • 在FAG轴承承载区引导滚动体。

FAG滚动轴承保持架可分为金属薄板和实体保持架。

FAG轴承的金属薄板保持架

这些FAG轴承的保持架主要由钢制成,也有由黄铜制成。与金属实体保持架相比,其质量较轻。因为金属薄板保持架在内外圈之间占有很小的空间比例,润滑剂易于进入FAG轴承内部并保留在保持架内。通常,如果冲压钢板保持架不是FAG轴承的标准保持架形式,FAG轴承型号中会包含冲压钢板保持架代号。

FAG轴承的实体保持架

这些FAG轴承的保持架由金属、叠层纤维或塑料制成。它们均包含在FAG轴承型号中。

FAG轴承金属或叠层纤维实体保持架

若要求FAG轴承保持架用于高强度和高温的场合,应采用金属实体保持架。实体保持架也用于必须用挡边引导的场合。挡边引导的FAG轴承用于高速时,保持架多采用轻型材料制成,如轻金属或叠层纤维等,以降低惯性力。

FAG轴承的尼龙PA66实体保持架

FAG轴承的尼龙66实体保持架是注塑而成的。因此,一般能实现保持架的类型,从而在设计上保证高的FAG轴承的载能力。具有良好的弹性、较轻的质量,故而尼龙保持架特别适用于承受冲击载荷、大的加速度和减速度以及两个FAG轴承套圈间的倾覆力矩。尼龙保持架还具有良好的滑动特性和应急工作特性。

玻璃纤维加强型尼龙66保持架持续工作温度不超过 +120 °C。采用油润滑时,润滑油里的添加剂会影响保持架的使用寿命。老化的润滑油在高温时会降低FAG轴承保持架的使用寿命,因此注意必须遵守润滑油的更换周期。

FAG轴承的内部径向游隙与工作游隙

FAG轴承的内部径向游隙与工作游隙

FAG轴承的内部径向游隙

FAG轴承的内部径向游隙指的是带内圈FAG轴承安装前的游隙。它的大小用内圈相对外圈在径向方向上从一个极限位置到另一个极限位置的位移来确定。根据DIN 620-4, ISO 5 753,内部径向游隙被分组。

FAG轴承的工作游隙

FAG轴承的工作游隙是安装后运转工况下FAG轴承正常温热时的游隙。其大小是指轴在径向方向上从一个极限位置移动到另一个极限位置的位移。FAG轴承的工作游隙来自于初始内部径向游隙,并受过盈配合和安装状态下温度变化的影响。

FAG轴承的工作游隙值

FAG轴承的工作游隙值与轴承的工作条件和安装条件有关。如果热是通过轴传递的,轴有挠度或出现不对中时,必须选用较大的工作游隙。

小于 CN 的工作游隙只在特殊工况下使用,如高精密轴承布置。通常用 CN 组游隙即可获得普通工作游隙;对于大FAG轴承,如果满足推荐的轴和轴承座公差,大都可选用 C3 组游隙。

FAG轴承的油浴润滑

FAG轴承的油浴润滑

油位应达到最低滚动体的中心线。如果油位高于此处,在高速下FAG轴承温升增大,油液喷溅造成能量损失。而且,润滑油会起泡。

总之,该润滑方式适于转速不超过 n · dM = 300 000 min–1 · mm。在转速 n · dM 150 000 min–1 · mm,允许轴承浸入油液中。对于具有不对称截面的FAG轴承,由于泵吸效应必须设计回油槽,以保证润滑油再循环。

对于推力FAG轴承,油位必须覆盖其保持架的内径。轴承座内的油量必须按照比例保证充分,否则再润滑间隔必须很短。

FAG轴承的油气润滑

FAG轴承的油气润滑

此方法适于向心FAG轴承高速低载时(n · dM = 800 000 到 3 000 000 min–1 · mm)。利用清洁干燥的压缩空气将润滑油吹入FAG轴承。这样产生较大气压。这能够防止外部污染物进入FAG轴承。采用油气润滑系统用于最小油量润滑,摩擦力矩和运行温升会较小。

  • 推力FAG轴承应尽可能避免使用油气润滑。
  • 足够润滑所需的油量与FAG轴承类型有关.
  • 油气润滑的冷却效果非常小。
  • 请遵循润滑设备制造商提供的说明书。

FAG轴承的润滑方法

FAG轴承的润滑方法

FAG轴承的基本润滑方法有:

  • FAG轴承的滴油润滑
  • FAG轴承的油气润滑( 为保护环境,可用油气润滑替代油雾润滑 )
  • FAG轴承的油浴润滑( 浸油润滑或油池润滑 )
  • FAG轴承的循环油润滑。

FAG轴承的滴油润滑

这种方法适用于FAG轴承高速转动的场合。所需的润滑油量与FAG轴承的类型和尺寸、转速和载荷有关。对于每列滚动体,油量参考值介于 3 滴剂 /min 到 50 滴剂 /min( 一滴约重 0.025 g)。

FAG轴承润滑油的兼容性

FAG轴承润滑油的兼容性

在FAG轴承使用润滑油之前,必须检验它们是否与塑料、密封材料( 合成橡胶 )、轻金属和有色金属发生反应。必须在动载荷和工作温度下进行检验。必须检查FAG轴承合成油的兼容性。同时必须向润滑剂制造商咨询。

FAG轴承润滑油的混合性

应尽可能避免FAG轴承不同润滑油的混合。在特殊情况下,所含的不同添加剂可能会出现不可预见的反应。

通常情况下,矿物油基相同的润滑油和相同类别的润滑油可以混合,例如都是 HLP 类型的两种油可以混合。粘度差别不许超过一个 ISO-VG 级别。

必须检查合成油的兼容性。同时必须向润滑剂制造商咨询。对于每一种情况,必须提前检查它们的混合性。

FAG轴承的清洁度

润滑油的清洁度影响FAG轴承的额定寿命,承载能力和寿命。

因此舍弗勒集团建议应采用润滑油过滤器,并注意其滤过率。过滤器筛目应在 25 m。