国外组配角接触球轴承技术 堡 Q = !丝 CN41—1148／TH 轴承 2009年2期 Bearing2009，No．2 57—62 ．．I专题综述 国外组配角接触球轴承技术 杨晓蔚 (洛阳轴承研究所有限公司， 河南 洛阳 471039) 摘要：以国外各主要轴承公司关于组配轴承的基本技术内容为参考依据，对该类轴承的结构及形式及精度、组配 方式、承载能力及极限转速等方面做了系统的介绍和归纳。 关键词：角接触球轴承；组配；国外技术 中图分类号：TH133．33 1 文献标志码：B 文章编号：1000—3...

  堡 Q = !丝 CN41—1148／TH 轴承 2009年2期 Bearing2009，No．2 57—62 ．．I专题综述 国外组配角接触球轴承技术 杨晓蔚 (洛阳轴承研究所有限公司， 河南 洛阳 471039) 摘要：以国外各主要轴承公司关于组配轴承的基本技术内容为参考依据，对该类轴承的结构及形式及精度、组配 方式、承载能力及极限转速等方面做了系统的介绍和归纳。 关键词：角接触球轴承；组配；国外技术 中图分类号：TH133．33 1 文献标志码：B 文章编号：1000—3762(2009)02-0057一o6 Foreign Technology for Matched Angular Contact Ball Bearings YANG Xiao——wei (Luoyang Bearing Research Institute Limited Company，Luoyang 471039，China) Abstract：Referencing basic technological data about matched angnlar contact ball bearing of foreign beariIlg compa- nies，the following aspects are introduced and concluded ，such as structure form and precision，matched mode，load capacity an d limited speed，etc． Key words：angular contact ball bearing；match；foreign technology 成对和多联组配角接触球轴承(以下简称组 配轴承)主要使用在于机床以及精密仪器、高速离心 机、压缩机、高频或大型立式 电机和轧机等领域 中。根据用途不同，组配轴承通常分为通用轴承 和精密轴承两大类型，其中精密轴承是组配轴承 收稿日期：2008—10—13 的代表类型。由于精密轴承大多数都用在机床主轴， 因此一些公司也直接将其称为主轴轴承。在精密 轴承中，一些公司还细分为精密轴承和超精密轴 承，也有些公司称为高速轴承和超高速轴承。 组配轴承由于具有高精度、高转速、高刚度等 的基本使用特性要求，故其技术内涵十分丰富，除 了单列角接触球轴承本身的技术内容外，还有组 SVM Regression[R]．In Proc．of the 2005 International Symposium on Nonlinear Theory and Applications (NOLTA)，Binges，Belgium ，2005． 李元诚 ，方廷健，于尔铿．短期负荷预测的支持向量 机

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  规定的角接触球轴承的公称接触角 为15。，25。和40。。其中，通用型轴承采用4O。接触 角，精密型轴承采用 15。和 25。接触角。除标准接 触角之外，还有接触角为 10。，12。，18。，2O。，3O。和 35。等的轴承。如日本一些公司就采用 3O。作为精 密轴承的标准接触角(轴承代号中接触角代号省 略)；A公司的超精密轴承采用 12。的接触角；C公 司的超高速轴承则采用 18。的接触角；日公司可提 供标准接触角为 12。和 18。的超精密高速轴承等。 1．2 沟曲率系数 内、外圈沟瞳率系数 的匹配，对于通用型 轴承，一般取 ／fo=0．51／0．53；对于精密型轴承， 一 般取 ／fo=0．54／0．57。根据工况条件不同，也 有许多其他的匹配。如 G公司的产品，实际设计 中，就有多种匹配，似乎没有统一的确定性规定。 1．3 挡边形状 根据不同的使用上的要求，角接触球轴承的内、外 圈挡边形状不尽一样。主要有以下几种： (1)内、外圈挡边形状均为一边平挡边，一边 斜挡边。非分离型或可分离型。通用型轴承(接 触角4O。，非分离型)一般都会采用此种挡边，目的是可 以装入更多的滚动体，提高轴承的载荷能力。 (2)外圈挡边形状为一边平挡边、一边斜挡 边，内圈两边为平挡边。非分离型或可分离型。 此种挡边形状大多数都用在机床主轴。内圈可套用同 型号深沟球轴承(如 A公司在 18，19系列的轴承 中就采用此做法)。 (3)外圈两边为平挡边，内圈挡边形状一边平 挡边、一边斜挡边。内圈为非分离型。多用于超 高速轴承(接触角 15。)。A公司开发的具有高转 速能力和旋转精度的接触角为 12。的轴承，也采用 此种挡边。 1．4 滚动体 在钢球的个数与大小的设计确定中，总体上 有标准型、加强型和超高速型 3种取向。一些公 司(如A公司)3种形式都有，大部分公司只生产 标准型和超高速型两种形式。 加强型是作为标准型的改进型产品，增多钢 球个数或加大钢球直径，以提高轴承的承载能力。 超高速型的特点是“小球”设计，绝大多数都是专门用 于超高速机床主轴。高速轴承还采用陶瓷球来替 代钢球。 为了能够更好的保证轴承的高精度、高转速以及低噪声、 低振动等使用特性，配套钢球均使用较高公差等 级的，如 日公司所用为3级或 5级球。 1．5 保持架 保持架材料或类型主要有 4种：聚酰胺工程 塑料保持架、酚醛树脂(夹布胶木)保持架、黄铜实 体保持架和钢板冲压保持架。各公司选用的作法 不完全一样。 A公司的加强型设计通用轴承，全部采用玻璃 纤维+聚酰胺 66工程塑料保持架作为标准保持 架。其他轴承，采用工程塑料保持架、黄铜实体保 持架和钢板冲压保持架均有。其中精密轴承采用 酚醛树脂保持架和工程塑料保持架为主。但用于 冷冻机的轴承，因不宜采用黄铜实体保持架，而采 用钢制实体保持架。 公司的通用轴承大多为工程塑料保持架， 也可提供黄铜实体保持架等。主轴轴承为酚醛树 脂保持架。 C公司的精密轴承采用工程塑料保持架或酚 醛树脂保持架。在超高速轴承中也采用玻璃纤维 +聚醚醚酮塑料保持架。 D公司 19，O1系列采用黄铜实体保持架；02 系列与4O。接触角的轴承 d≤110 nlrtl者采用钢板 冲压保持架，d≥120 rflrll则采用黄铜实体保持架。 F企业主要为酚醛树脂保持架，也有部分黄 铜实体保持架。 黄铜实体保持架的最高建议使用温度为 125~C，酚醛树脂和工程塑料保持架的正常最高使 用温度为 120clC( 公司则 注明可长期在低 于 100c【=的温度下工作)。 保持架的引导方式，一般均采用外圈引导(尤 其是高速时)，也有采用钢球引导或内圈引导的。 1．6 密封 许多公司还开发有带密封圈的脂润滑轴承， 可终身免维护。如 C公司在 d：30～100 mm的 19，01系列轴承，都为密封轴承。 杨晓蔚：国外组配角接触球轴承技术 ·59· 2 尺寸系列与范围 组配轴承的尺寸系列主要是 l9，1O和 O2。l9 和1O系列用于径向空间较小或转速很高的场合 (一般在小尺寸段多以 1O系列为主)。o2系列用 于转速中等而载荷较重的工况。O3系列的轴承多 用于重型机械如轧机 中等。其他的还有 08，l8或 03，33系列的轴承。组配轴承的尺寸范围，多数公 司的产品大多分布在在内径 d=10—240 rflrll。A公 司最大达d=750 mm，C公司最大达 d=775 lnlTl。 各主要轴承公司的组配轴承尺寸范围见表 1。 表 1 各主要轴承公司组配轴承尺寸范围 轴承公司 尺寸范围d／ram A 10—750 曰 10～240 C 10～775 D 10—30o E 10—380 F 10—24JD C 10～75 日 10—260 3 公差等级 角接触球轴承是最适宜于制造高精度的几种 轴承类型之一，因此组配轴承的公差等级从 Po到 P2均可生产。通常，通用轴承以 Po为主，而精密 轴承以P5以上为主。一些公司的组配轴承，仅生 产 P5以上，不提供低公差等级的产品。除标准公 差等级以外，还有特殊公差等级，如不 同公司的 P4A，PA9A，P4S和 HG等等。 精密轴承的尺寸稳定性很重要，因此均要 进行稳定处理，以保持尺寸及形状精度。各主要 轴承公司生产的配对轴承的公差等级见表 2。 4 组配形式 组配轴承的组配形式 ，主要是以配对轴承为 基础的“面对面”、“背对背”和“串联”配置形式， 以及由此基本配置方式延深的3套以上轴承的多 联组配。多联组配轴 承中如果不便于区分面对 面、背对背时，则一般按接触线是 x形或 O形来界 定是属于“面对面”还是“背对背”的组配形式。 表2 各主要轴承公司生产的配对轴承的公差等级 轴承公司 公 差 等 级 通用轴承的标准精度为 P6(代号中不标 示)，还可提供P=5。精密轴承的标准精度 A 原为 P6(代号中不标示)，现为 P4A或 Iy7，也可提供 PA9A或 P9等。压缩机专 用为 P6 通用轴承的标准精度为Po，还可采用 P5。 但无论Po还是P5，内径公差一律按 P5制 造(代号中不标示)。精密轴承的标准精 度为P4S(尺寸公差为P4、旋转精度为P2) 通用轴承的标准精度为 P0。精密轴承的 C 精度为 P5以上(其 中专门设有特殊等级 P4Y，即内、外径公差特殊规定，其余按P4) 通用轴承的标准精度为 Po，精密轴承的 D 精度为 P5以上 通用轴承的标准精度为 P0，精密轴承的 E 精度为 P=5以上 F 仅生产 P=5以上精密轴承 G 仅生产 P5以上精密轴承 日 仅生产ABEC5(相当于P5)以上精密轴承 组配轴承中常用组配套数是配对、三联组配 和四联组配。五联组配及以上的，实用中很少。 组配轴承的组配方式分“选配组配”和“万能 组配”两种。选配组配的是一对(组)轴承以选配 方式制造的，只能按原提供的组配方式及排列顺 序使用，才可能正真的保证预载荷或预游隙的设定值。万 能组配又称为通用组配、自由组配等，其内、外套 圈两端面的凸出量相同。凡是具有相同预载荷或 预游隙代号的轴承，无论是面对面还是背对背组 配，都能获得相应 的预载荷或预游隙的设定值。 而采用串联组配时，无论以任意次序排列，都能使 各套轴承均匀承载。 目前生产的组配轴承，万能组配占主导地位。 如A公司生产的通用组配轴承均为万能组配轴承 (其中大尺寸的单套角接触球轴承，还仅按能用于 万能组配的生产)； ，F公司的精密轴承均为万能组 配轴承；c公司的超高速轴承均为万能组配轴承等。 在轴承组配中，一般是用相同接触角的轴承 组配，但也可用不同接触角的轴承组配，如三联组 配轴承，两个25。的轴承串联，与一个15。的轴承背 对背安装，由25。轴承方向施加的轴向载荷，可主 要由两个25。的轴承承受，15。的轴承则可避免预 · 6O· 《轴承)2009．No．2 载荷降低或发生“卸载”现象。 必须要格外注意的是，由于预载荷不能在套数非对 称的背对背或面对面组配轴承中(如 TBT，TFr， QBT，QFr，PBT，PFT)均匀分布，套数少的一端载 荷比另一端大，因此，此种组配方式不适用于高速 运转。 5 预游隙和预载荷 5．1 预载荷 预载荷能大大的提升轴承刚度和运转精度、减小 振动。但过大则会导致寿命降低，运转力矩增大， 甚至过热烧粘。 大部分公司(SKF，FAG)的预载荷分轻、中、重 3级，日本一些公司则分微、轻、中、重(或轻、普通、 中、重)4级。轻、中、重预载荷的比例关系，有些公 司按 1：3：6，对于中、重预载荷之比，多数公司为 1：2；有些公司则无一定规律。在标准预载荷之 外，还可设为特殊预载荷。 陶瓷轴承的预载荷一般取轻预载荷作为标准 预载荷。 以机床中的应用为例，轻、中预载荷大多数都用在 磨床主轴，中、重预载荷用于车床主轴和铣床。 预载荷的取定原则，首先是要保证最小载荷， 以避免轴承在运转中滚动体与滚道间产生打滑现 象。然后是为了其主要Et的，即增加轴承的刚度。 但必须要格外注意的是，在极高转速下，预载荷可能会导 致很低的疲劳寿命 ，因此应做优化平衡取舍。 预载荷的计算方式，各公司不尽一样。日公 司的计算公式最简单，为：F =KC,(式中的C 为轴承的额定动载荷；K为接触角系数)，K值按 表 3取值。 表3 接触角系数 K值 接触角a／(。) 预载荷 l5～25 轻 O．O05～O．OO9 由 0．015—0．027 重 0．031—0．053 以(B)7000C为例，各主要公司的预载荷如表 4所示。能够准确的看出，同样级别的预载荷，各公司所 取定的数值是完全不一样的。因此，在应用中，盲 目取哪一级别的预载荷是不可取的，而应根据工 况条件取最适当的预载荷值。 5．2 预游隙 通用型轴承一般以预游隙方式提供使用。A 表4 各主要轴承公司的(B)7000C的预载荷 N 主要 微预载荷 轻预载荷 中预载荷 重预载荷 轴承公司 A 15 30 60 曰 35 1o0 2oo C 5．40 28．4 59．0 127 D 20 30 1o0 150 E 6 20 50 1o0 F 25 75 150 G 25 80 160 公司的预游隙代号及含义为： CA——较小轴向游隙 CB——中等轴向游隙 CC——较大轴向游隙 以O2和 O3系列，10 nlln

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