洛阳轴承集团瑞环大型轴承有限公司

角接触球轴承

产品概述 

角接触球轴承又称向心推力球轴承。此类轴承特别适于同时承受径向和轴向负荷的场合,也可以用于承受纯轴向负荷的场合,且允许有较高的转速运转。

该类轴承所承受的轴向负荷的大小随接触角的大小而变化,接触角越大,轴承所能承受的轴向负荷也越大。接触角的定义是,在垂直于轴承轴线的径向平面内,钢球和滚道接触点的连线(或法线)与垂直于轴承轴线的径向平面之间的夹角。如图所示。

单列角接触球轴承允许角度误差的能力有限。内外圈之间的角度误差取决于轴承运转中的径向游隙、轴承的尺寸、内部结构,以及作用在轴承上的力或力矩。但由于这些因素之间的关系很复杂,目前,还无法给出一个具体数。成对安装(或双列角接触球轴承)的轴承,尤其是背对背配置,且轴向游隙较小的轴承组,若内外圈之间产生角度误差时,会导致钢球、保持架承受附加负荷,并缩短轴承的工作寿命。任何的角度误差都会引起轴承噪声的增加。

单列角接触球轴承

单列安装

当单列承受纯径向负荷时,轴承内部将会产生一个轴向分力,此时,需要有一个等量的反向作用力来与之平衡。通常采用两个相同结构的单列角接触球轴承相对安装(下图)。

单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷。主要用于每个支承只有一个轴承的配置方式。

LYCRH单列角接触球轴承标准设计的结构有可分离型和不可分离型两种形式。可分离型(套圈有锁口)轴承的接触角为15°,不可分离型轴承的分别有15°、25°或40°三种接触角。可分离型角接触球轴承根据内部结构不同又分为内圈分离型和外圈分离型两种。

接触角为40°的角接触球轴承(见图2)可以承受很大的轴向负荷,该轴承结构为不可分离型轴承,内外圈两侧的肩部设计为高低不一是为了装入更多的钢球,以提高轴承的负荷能力。

成对安装

在很多情况下,单列角接触球轴承以成对配置或多联(三联、四联或多联组合)配置的方式向用户提供。

LYCRH成对安装的角接触球轴承是经过特殊加工的。当轴承彼此紧靠安装时,任何一种组配方式都可以达到预定的内部游隙和预紧,以及均匀的负荷分布,而无需进行调整。

成对安装的角接触球轴承主要应用在:当单个角接触球轴承的负荷承载能力不足,或当承受轴(径)向联合负荷,以及有两个方向上的轴向负荷时。

LYCRH成对安装的角接触球轴承配置方式有三种,即背对背、面对面和串联配置。


串联配置,两个轴承的负荷(压力)线在轴承的同侧与轴线相交,径向和轴向负荷由两个轴承平均分担。串联配置仅能承受一个方向的轴向负荷。

背对背配置,两个轴承的负荷(压力)线分开在轴承的两侧与轴线相交。背对背配置可以承受两个方向的轴向负荷,但每个轴承仅能承受一个方向的轴向负荷。由于背对背配置的压力作用点间距大,因此,刚性较大。并可以承受倾覆力矩。

面对面配置,两个轴承的负荷(压力)线交叉后与轴线相交。面对面配置可以承受两个方向的轴向负荷,但每个轴承仅能承受一个方向的轴向负荷。刚性比背对背配置低,不适用于承受倾覆力矩。

三(四)点接触球轴承

三(四)点接触球轴承系具有双半内圈或双半外圈的单列角接触球轴承,属可分离型结构。这种轴承具有成对安装轴承的应用特性,可以承受双向轴向负荷和限制两个方向的轴向位移,但比同规格的双列角接触球轴承占用的轴向空间更少。由于具有双半内圈(或外圈),装入钢球数量增多,故具有较大的承载能力。轴承的安装和拆卸也非常方便。

双列角接触球轴承

双列角接触球轴承的设计基本上与单列角接触球轴承相同。但轴向尺寸相对较小,双列角接触球轴承具有较好的刚性,可以承受双向轴向负荷,同时也可以承受一定的倾覆力矩,其使用效果与背对背配置的两个单列角接触球轴承相似。

双列角接触球轴承有一个外圈和一个内圈(或两个内圈)组成。

LYCRH可以为顾客提供其它结构形式的角接触球轴承,如密封(和防尘盖)角接触球轴承、外圈带止动槽的角接触球轴承等多种产品,可向LYCRH技术部门咨询。

LYCRH还可以为顾客新设计制造符合顾客个性化要求的其它角接触球轴承类型产品。


• 产品特点

角接触球轴承主要由内圈、外圈、滚动体和保持架组成,部分还会有密封装置等附件,以下是具体介绍:

内圈

是与轴配合的部件,内孔与轴通常采用过盈配合或过渡配合,以确保运转时与轴同步转动且无相对滑动。

内圈外表面有滚道,滚道与滚动体接触,其精度和表面质量直接影响轴承的性能和使用寿命,滚道设计要保证与滚动体之间良好的接触和力的传递。

外圈

一般安装在轴承座或机械部件的孔内,与内圈共同为滚动体提供滚动空间。

内表面同样有滚道,与内圈滚道相互匹配,共同引导滚动体滚动。在一些特殊设计中,外圈可能会带有凸缘、油槽或油孔等结构,用于安装定位或润滑。

滚动体

通常为球形,是实现滚动摩擦的核心元件,在内外圈滚道之间滚动,将载荷由滚动体传递到内圈和外圈上,以降低摩擦阻力,提高旋转精度和传动效率。

滚动体的直径、数量和材料等参数决定了轴承的承载能力、转速性能等,接触角越大,滚动体与滚道之间的轴向分力越大,轴承承受轴向载荷的能力也越强。

保持架

作用是将滚动体均匀隔开并引导其在滚道内正确滚动,防止滚动体之间相互碰撞、摩擦,减少能量损耗,保证滚动体在轴承运转时处于正确位置。

保持架材料有钢板、黄铜、工程塑料等,结构形式有冲压和车制等,不同材料和结构的保持架适用于不同的工作条件和应用场合。

密封装置(部分轴承具备)

为防止灰尘、杂质进入轴承内部以及润滑脂泄漏,一些角接触球轴承会配备密封装置。

常见的密封形式有接触式密封和非接触式密封,接触式密封如唇形密封,密封效果好但有一定摩擦阻力;非接触式密封如迷宫密封,摩擦阻力小但密封效果相对稍差。

角接触球轴承的参数主要包括以下几类:

尺寸参数

内径(d):是轴承内圈的孔径,与轴配合,常见尺寸从几毫米到几百毫米不等,如 7207C 的内径为 35mm。

外径(D):指轴承外圈的外径尺寸,决定了轴承安装空间的大小,例如 7207C 的外径为 72mm。

宽度(B):轴承内、外圈之间的轴向距离,对轴承的承载能力和稳定性有一定影响,7207C 的宽度为 17mm。

倒角尺寸(r):轴承内外圈边缘的倒角大小,主要是为了避免装配时与其他部件产生干涉,同时也有利于润滑油的流动和分布。

性能参数

接触角(α):指在径向平面内球和滚道的接触点连线与轴承轴线的垂直线间的角度,常见的有 15°、25° 和 40°,接触角越大,轴向承载能力越高12。

额定动载荷(Cr):轴承在一定的试验条件下,能够承受的最大动载荷,在此载荷下轴承可以运转一定的转数或小时数而不发生疲劳失效,例如 7207C 的 Cr 额定动载荷可达 30500N。

额定静载荷(Cor):轴承在静止或极低转速下,能够承受的最大静载荷,超过此载荷,轴承的滚道和滚动体可能会产生永久变形,7207C 的 Cor 额定静载荷可达 19900N。

极限转速:在特定润滑条件下的最高允许转速,与轴承的尺寸、精度、润滑方式等有关,如 7207C 在脂润滑条件下极限转速可达 15000r/min,油润滑条件下可达 20000r/min。

精度等级:衡量轴承制造质量的指标,常见的有 P0(普通)、P6(P6X)、P5、P4、P2 等,精度由低到高,欧美品牌中也用 P3、P7、P9 表示1。

结构参数

滚动体数量:滚动体数量影响轴承的承载能力和运行平稳性,数量越多,承载能力一般越大,运行也越平稳。

保持架类型:保持架材质有黄铜、合成树脂、钢板等,结构形式有冲压和车制等,不同的保持架适用于不同工况1。

密封形式:分为接触式密封和非接触式密封,如唇形密封、迷宫密封等,用于防止灰尘、杂质进入和润滑脂泄漏1。

安装参数

安装方式:常见的有背对背配置(DB 型)、面对面配置(DF 型)和串联配置(DT 型)等,背对背配置刚性好、能承受倾覆力矩;面对面配置刚性相对较弱;串联配置适用于承受单方向轴向载荷1。

预紧力:安装时施加的预紧力可消除间隙、提高轴承刚性和旋转精度,但预紧力过大或过小都会影响轴承性能。


应用领域 

一、机械设备

冶金设备:在冶金行业中,角接触球轴承常用于承受重载和冲击载荷的设备中,如轧机、冶炼炉等。

矿山机械:在矿山开采过程中,设备需要承受复杂多变的载荷和环境条件,角接触球轴承能够满足这些需求,确保设备的稳定运行。

工程机械:如挖掘机、装载机等,这些设备在恶劣的工作环境中运行,需要承受重载和振动,角接触球轴承能够提供稳定的支撑和精确的旋转。

二、能源设备

风力发电机:角接触球轴承在风力发电机中扮演着重要角色,它们能够承受风力发电机主轴和齿轮箱中的重载和高速旋转。

电动机(电机):在电动机中,角接触球轴承常用于支撑电机主轴,确保电机的稳定运行和高效能输出。

泵及压缩机:这些设备需要承受高压和高速旋转,角接触球轴承能够提供稳定的支撑和减少摩擦损耗。

三、精密制造

半导体制造:在半导体制造过程中,设备需要高精度的控制和稳定的运行,角接触球轴承能够满足这些要求,确保设备的精确度和稳定性。

机床:角接触球轴承常用于机床主轴和进给系统中,确保机床的高精度和高效能。特别是高速专用的ACH型轴承,因其小尺寸球径和众多球数,常被用于机床主轴等高精度应用场合。

四、交通运输

齿轮装置:在传动系统中,角接触球轴承常用于支撑齿轮轴,确保传动的精确性和稳定性。

摩托车:摩托车发动机和传动系统中的角接触球轴承,能够承受高速旋转和重载,确保摩托车的性能和安全性。

汽车:角接触球轴承在汽车行业中也有应用,如差速器、转向系统等关键部位。

五、其他领域

造纸机械:在造纸过程中,设备需要承受高速旋转和重载,角接触球轴承能够提供稳定的支撑和减少摩擦损耗。

注塑机:注塑机需要承受高压和高速注射,角接触球轴承能够确保注塑机的精确度和稳定性。

油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机等:这些设备需要承受高压和高速旋转,角接触球轴承能够提供稳定的支撑和减少摩擦损耗。

此外,角接触球轴承还广泛应用于各种变速器、印刷机械、行星减速机、萃取设备、摆线减速机、食品包装机械等领域。总的来说,角接触球轴承因其能够同时承受径向和轴向载荷、高转速、高精度和低噪音等优点,在多个领域和场合中发挥着重要作用。