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                轉盤軸承結構形式、選擇、防銹、潤滑及安裝

                [ 關鍵詞:轉盤軸承 發表日期:2015-05-25 10:32:18 ]

                  我公司因業務需要回收轉盤軸承,對轉盤軸承結構形式、選擇、防銹、潤滑及安裝等內容,做了深刻了解。轉盤軸承除了傳統的用途外,通過設計理念的更新和加工方法的改進,當今的轉盤軸承結構更加緊湊,可以應用于尺寸更小、更復雜和更精密的場合。

                1 轉盤軸承應用及結構形式

                  轉盤軸承具有獨特的承載性能,通常用于起重機械、挖掘機、回轉臺、風力發電機、望遠鏡和坦克炮塔等裝置。通過加工方法的改進和設計理念的更新,當今的轉盤軸承可以應用于尺寸更小、更復雜和更精密的場合。

                  在機床行業中,標準結構的轉盤軸承采用高精度等級同時施加預載荷以消除間隙、降低振動。軸承的徑向跳動和直徑公差范圍在千分之一到萬分之一英寸(2.54tan),結構緊湊、截面尺寸小,并且直徑范圍可以小至50mm(這種類型軸承的鋼球尺寸比傳統上使用的重系列轉盤軸承的鋼球尺寸小)。這就促使設計者開始對傳統的軸承配置予以重新考慮。用于承受徑向、軸向和力矩載荷的吊桿柱軸承,其安裝配置采用兩套球或滾子軸承沿軸間隔設置。這種配置形式是通過將2套軸承在軸上較遠距離設置來獲得更高的力矩載荷能力。但是,對于這樣的配置,由于空間上的限制和安裝的復雜性,難以適應新的應用場合,而這正是轉盤軸承的優勢所在。采用1套軸承代替2套軸承不僅可以降低裝置的高度,還可以簡化組件結構,因此,轉盤軸承特別適用于工業自動化中的新型操縱裝置上。

                2 轉盤軸承選擇

                  轉盤軸承的正確選擇取決于載荷、剛度、轉速、尺寸和旋轉靈活性等諸要求。用戶與軸承制造商共同對設計目標和軸承適用性進行探討,有助于在成本最低和保證無故障工作的前提下,使系統的性能達到最優。即使沒有過去的經驗可以借鑒,比較好的設計選擇還是1套四點接觸球軸承。交叉的接觸角 形成了一個較大的有效節圓直徑以抵消傾覆力矩的作用。

                  此外,采用大尺寸的單套軸承,可以使球與溝道的接觸線通過軸承內孔的中心。這樣可以簡化整體設計、改善外形并起到保護零件的作用。雖然四點接觸球軸承已經在諸如起重機、反向鏟、挖掘機等建筑機械裝置上使用多年,但是這些軸承同樣也廣泛應用于特殊的機械裝置上。這些裝置包括機器人、提升回轉色、機車和雷達底座等。通常載荷容量是選擇軸承截面尺寸和直徑的決定性因素,但其他參數則決定了選擇哪種軸承類型最佳。

                (1)較大力矩需要采用雙列四點接觸球軸承。

                (a)徑向變形 軸向載荷/kN
                (b)軸向變形 力矩載荷/kN
                (c)軸向偏斜 1一普通軸承;2一預載軸承;3一預載優化軸承;

                (2)增大剛度則要求采用滾子軸承。

                (3)最大載荷容量需要采用交叉滾子(兩列或三列滾子軸承) 或兩列球的四點接觸球軸承。

                (4)安裝機構的變形量限制(或采用鋁材,例如:美國M1A2 Abrams 主戰坦克),則需要采用鋁制 套圈而不是鋼制球或滾子軸承。采用淬硬鋼絲增強的鋁制套囤,不僅與鋁制結構的膨脹系數相匹配,而且還可以獲得所需的柔JI生以補償安裝變形。對于需要增加剛性和載荷容量的場合,要求采用大尺寸軸承,但對于諸如機器人和操縱裝置等具有靈敏度要求的場合,則需要采用小尺寸軸承。內徑尺寸更小的轉盤軸承使安裝構件的結構 更加緊湊、總重量減輕,同時,對于轉速較高且要求結構變形小的場合,還降低了慣性力矩。標準回轉臺軸承內徑范圍在145.800mm。高載荷容量和非常緊湊的結構尺寸,使轉盤軸承應用在鉸接系統的聯結位置上十分理想(這是由于大多數轉盤軸承通過螺栓聯結,易于安裝,同時 (a)傳統的設計,兩套組合配置 (b)一套轉盤軸承產生相同的反作用力矩以承受傾覆力矩減少了系統中的零件數量)。重量的降低,可以采用更小的電機和制動系統,這樣成本大大降低,同時由于能源消耗和維護費用的降低,運轉費用也下降。

                3 其他要求

                (1)防銹

                  特殊的涂層可以保持軸承的性能。盡管在外表面采用噴涂特殊的油漆或氧化處理的措施,設備具有很長的耐久性,但常用的防銹方法還是采用鍍鉻(1DIC)或鍍鎳。

                (2)潤滑和密封

                  潤滑和密封的考慮是十分關鍵的。大多數軸承失效都是由于潤滑不當或雜質污染問題所造成的。在許多建筑設備(帶或不帶密封裝置)中潤滑脂的溢出是可以接受的,但對于其他一些應用場合,例如機器人、定位裝置和控制裝置上,是不允許潤滑脂泄漏的。在許多應用場合,潤滑脂泄漏都會對產品質量產生影響并且造成安全方面的問題。對于潮濕環境、食品加工、擺動、高速或低摩擦力矩的場合,則需要采用特殊的潤滑和密封。此外,對于長壽命應用場合,采用固體潤滑和干膜潤滑可以使維護和運轉裝置得以簡化。

                (3)球和滾子隔離塊

                  滾動體之間通常由一個個的隔離塊分離開。這種結構可以保持運動的平穩性,因而被廣泛采用。特殊的應用場合需要采用特殊的球或滾子隔離塊。安裝于水平軸上的軸承或連續轉動的發電機和對定位與可靠性有較高要求的場合中所使用的軸承,則可以采用條狀組合式保持架,以使滾動體處于正確的圓周位置。

                  通常情況下無心磨床托板為整體結構,當支承面磨損或損壞不能用時,就要整體報廢,消耗的材料較 多,并且因軸承外徑大小不同,支承 面的寬度不同,需要準備多塊托板,增加了生產成本。為此,在原有的基礎上設計了組合式托板。無心磨托板 分兩部分,上部分為更換件,下部分為母板。當支承面損壞或磨損不能用時,只需更換上部分即可。使托板的總高度在一個適當的范 圍內,增加或減少支承面的寬度,調節整個托板向上或下,一個母板與不同的上托板組合,可適應磨削不同的軸承外徑。其中選取上托板日值與下 托板的日值相同,但上托板的日值偏差應為 日+‖,而下托板的偏差應為日一‰,使磨削徑向分 力從上托板直接傳遞到母板上,而不會對緊固螺 栓產生剪切力,從而降低了螺栓的受力。目前組合式托板已在我廠使用,效果良好。

                (4)齒輪

                  許多情況下,可以在軸承的內圈或 外圈上加工有輪齒以簡化驅動系統的結構。為避免出現問題,確定驅動系統結構時,最好尋求齒輪方面專家的幫助。為證實設計上是否滿足要求,應考慮齒輪的靜強度、抗點蝕能力、齒輪疲勞以及齒輪副的接觸等問題。

                (5)連接方式的選擇

                  轉盤軸承與機座和轉動部件的連接主要采用螺栓連接。因此,螺栓的數量、直徑、長度、精度,尤其是安裝是十分重要的。不僅不同的應用場合螺栓的布置不同,而且內圈和外圈也是不同的。

                  此外,應確認連接的強度以及推薦的緊固步驟是否滿足要求。采用通孔結構是將螺栓裝入轉盤軸承的套圈并與相配件上的螺紋連接起來,通孔的優點是增加了螺栓的長徑比(L/D):這樣可以改善螺栓連接的抗拉特性。采用階梯孔結構是將螺栓裝入轉盤軸承的套圈后,使螺栓的頭部與套圈端面平齊或略低于端面。對于轉動套圈與固定套圈之間軸向游隙較小 的安裝方式來說,常常要求采用階梯孔結構。但是,采用階梯孔結構時,應特別注意確保各個零件的過渡圓角不發生干涉現象,同時還要保證螺栓、墊圈和階梯孑L的安裝表面具有足夠的緊固空間。

                  盲孔結構是將螺栓旋入轉盤軸承套圈一側端面的盲孔內。對于套圈一側端面上有接觸式密封裝置或從美學方面考慮,有時需要采用這種結構。但盲孔結構必須減小螺栓的長度,這樣勢必降低長徑比L/D。因此,應該對這種連接結構進行嚴格校核,以確保獲得適當的預載荷(螺栓扭矩)。如需j睜整個螺栓從套圈的一個端面旋入而不對另一端面產生不利影響,常采用光孔加螺孔結構。這種結構與盲孔結構相比,孔的加工較容易,但是與盲孔一樣,其螺紋部分的長徑比較小,因此,必須校核螺栓的扭矩。

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