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TIMKEN专题-如何正确选择带座轴承
带座轴承单元是一种独立的轴承系统,包含了轴承与基座两个主体。之所以将轴承座与机械框架分离,一方面可以降低机器框架的加工难度,另一方面也是出于节约成本的需要。除了轴承与基座,带座轴承单元还包括了密封、锁紧机构、定位环和润滑脂等其它部件。

 

 

        根据内部轴承的不同,带座轴承单元可分为:带座球轴承单元(这里不做详述)与带座滚子轴承单元,后一种类型内部轴承主要包括了调心滚子轴承和圆锥滚子轴承两种。

 

       调心滚子轴承普遍应用于一般的工业应用中,它们具备出色的性能和径向承载能力,同时也具有一定的轴向承载能力。由于能够应对动态偏心(+/-1.5度),它们被视为带座滚子轴承中的首选。

 

       圆锥滚子轴承能同时承受径向与轴向载荷,这种复合载荷常常在大型风扇、螺旋输送机以及螺旋钻等设备上出现。在采用立式安装(往往会带来较大的轴向荷载)的场合,或刚度要求较高和轴向蹿动控制较严的应用场合,圆锥滚子轴承是最佳选择。


 

分体式还是一体式?

       挑选带座滚子轴承单元时,第一步要决定轴承座的类型,因为这会直接影响总成本与安装的难易程度。

 

       分体式带座滚子轴承单元的轴承座、轴承和锁紧部件等可以拆开,并且内有可替换以及可单独维护的零部件,这些零部件都是到了现场才进行安装;而一体式带座滚子轴承单元,顾名思义,在轴承制造商发货之初就包含了所有部件。

 

       分体式轴承座采用模块化设计,能够降低库存成本;相同的轴承座可用于不同的轴径或轴承。此外,分体式轴承座还采用了宽度相同的同心定位环来固定轴承,带有凹槽的铸造表面可以轻松定位钻孔,应用于润滑、监控系统或者安装额外的紧固螺栓。

 

       对于直径超过 125毫米的轴来说,分体式轴承座单元通常是首选。由于尺寸偏大,单元的整体重量使得这些更大的单元更适合分块管理。分体式轴承座能让你拆开它们并分块进行安装,如果带座轴承后续需要维护,也只要更换新的轴承和密封即可。

相反,对于直径不超过 125 毫米的轴来说,一体式轴承座单元是明智之选。这些单元在工厂进行组装、预润滑和密封,从货架上拿下来就能直接安装在轴上,固定和调整的过程只需15分钟。相比之下,分体式轴承座单元的安装通常要耗费80-90 分钟,并且在很大程度上,需要依赖技术熟练的维修人员来确保所有操作正确无误。

       

       分体式带座滚子轴承单元的密封是架在轴上,因而对客户轴加工的粗糙度等参数有严格要求,同时长时间运行也可能对轴造成磨损;而一体式带座滚子轴承单元的密封则是架在轴承内圈上,轴承内圈外径有着良好的表面粗糙度和硬度,可在提供优异密封性能的同时避免对轴的破坏。

 

       总而言之,分体式与一体式轴承座各有千秋,究竟选择哪一种,应视具体的应用情况而定。

 

       在材质上,轴承座最常用的为铸铁。铸铁轴承座在相对较低的成本下,就能满足大部分应用要求。然而,当一些冲击载荷很高或采用非水平(被支撑轴的位置)安装(斜装或倒装)的应用场合需要强度更高的轴承座时,球墨铸铁、甚至铸钢轴承座则能弥补标准铸铁可能发生塑性变形或开裂的不足。球墨铸铁能增大强度和抗冲击性能,而强度更在其上的铸钢轴承座,以任何方式安装都不会降低额定的负荷能力。

 


密封与润滑

 

       各种各样的因素都会缩短带座滚子轴承单元的使用寿命,其中有两点首当其冲:1)不恰当的润滑;2)污染物。有效的密封可以防止磨粒进入轴承内部,同时保证内部有充分的润滑剂。

 

       可供选择的密封类型很多,包括通过密封与轴或轴承内圈进行物理接触的接触式设计,和不通过物理接触进行密封的非接触式设计。在个别情况下还有双重密封选择。

     

      常见的密封样式包括:

双唇密封——最普遍的接触式密封类型之一,在低速运行时具有良好的耐磨性;

三唇密封——接触式密封,在中/低速运行时防护性能出色;

V 型密封——采用两片式接触设计,适用于高速应用场合或者轴表面粗糙容易导致过早磨损的工况;

迷宫密封——高温、高速环境下首选的非接触式设计;

铁燧岩密封——以一种难于封挡的铁矿尘命名,重度污染环境首选的接触式设计。

 

       密封材料是影响密封寿命的关键所在。丁腈橡胶是最常见的密封材料,适用于工业应用场合中的大多数接触式密封,氟橡胶和聚四氟乙烯则分别适用于高温和高速工况。

 

       额外的防护(即双重密封)还包括辅助密封、保护盖和端盖,它们可添加至一体式带座轴承单元上,在多水、多尘和/或多泥浆的应用场合,或者轴承单元内部需要干净的润滑脂时,可以考虑采用带保护盖的一体式带座滚子轴承单元。

 

       另外,带座滚子轴承单元常常还需要再润滑,以确保轴承性能正常,润滑剂的更换频率与添加量视实际的运行情况而定。在有些要求苛刻的应用条件——比如多杂质或直接冲水的环境——下作业时,润滑的频率要高出一般需要。

 

       有效的密封和正确的润滑操作不仅能避免杂质和水进入轴承,同时也能防止润滑脂外流,从而延长维修间隔,降低成本。带座滚子轴承单元可根据不同的使用条件,选择不同的润滑脂,有的适用于高温环境,有的则带有耐磨或防水添加剂。相关的挑选、清理和补充,应当遵照原始设备制造商给出的建议。