適用于徑向空間非常小的應(yīng)用,其中軸和殼體上的滾道設(shè)計為滾動軸承滾道
可以支撐高徑向負(fù)載
允許高速
將滿裝滾針軸承的承載能力優(yōu)勢與帶保持架軸承的速度優(yōu)勢相結(jié)合
具有較高的運行精度
剛性軸承布置
易于安裝
允許技術(shù)上簡單、經(jīng)濟且具有成本效益的設(shè)計
徑向滾針和保持架組件 開式?jīng)_壓外圈滾針軸承與機加工滾針軸承徑向設(shè)計空間比較 ①徑向滾針和保持架組件 ②開式?jīng)_壓外圈滾針軸承 ③機加工滾針軸承 |
滾針和保持架組件是徑向滾針軸承組的一部分。軸承元件包括滾針保持架,該滾針保持架裝配有滾針,是徑向截面高度非常小的滾動軸承。根據(jù)位置,滾動元件在滾針和保持架組件中的保持架凹穴中引導(dǎo),凹穴通過桿件彼此隔開,并均勻分布在保持架的圓周上,從而保持滾動元件相對于彼此的間距,保持架和滾動元件因此形成了一個完整的單元。
此外,桿防止相鄰滾動元件之間的滑動摩擦,并在無載荷區(qū)域中平行于軸承軸線引導(dǎo)滾動元件。平行于軸線的導(dǎo)向可防止?jié)L針在無負(fù)載區(qū)域內(nèi)偏斜。與滿裝滾針軸承相比,滾針和保持架組件適用于更高的速度。因此,保持架補償了滿裝滾針軸承轉(zhuǎn)速的缺點。
由于沒有內(nèi)圈和外圈,軸承的徑向截面高度僅等于滾針的直徑。因此,滾針和保持架組件特別適合需要非常小的徑向設(shè)計空間的應(yīng)用。大多數(shù)軸承采用單列設(shè)計,前綴是K。
滾針和保持架組件只有在安裝在殼體和軸之間后才能正常工作。在這種情況下,滾道必須設(shè)計為滾動軸承滾道
單列滾針和保持架組件 Fr=徑向載荷 |
雙列滾針和保持架組件比單列設(shè)計具有更高的承載能力,但相應(yīng)地更寬,軸承的前綴為K,后綴為ZW
雙列滾針及保持架組件 Fr=徑向載荷 |
滾針和保持架組件根據(jù)表提供G2級標(biāo)準(zhǔn)滾針,在所有情況下,在任何一個滾針和保持架組件中只使用一種滾針。分類印在包裝上并用顏色編碼標(biāo)識,種類由上下偏差(單位為μm)指定,直徑公差最大為2μm。兩個相鄰的滾針排序被稱為排序?qū)Α?/p>
等級 | 直徑Dw的偏差和公差 | |||||||||
偏差 | 滾針直徑的變化 | 排序?qū)︻伾a | 分類 | 圓度 | 粗糙度 | 長度公差 | ||||
μm | VDwL μm max. | μm | tDw μm max. | Ra μm max. | ||||||
G2 | 0 – 7 | 2 | 紅色 | 0 | -2 | -1 | -3 | 1 | 0,1 | h13 |
G2 | 0 – 7 | 2 | 藍(lán)色 | -2 | -4 | -3 | -5 | 1 | 0,1 | h13 |
G2 | 0 – 7 | 2 | 白色(灰色) | -4 | -6 | -5 | -7 | 1 | 0,1 | h13 |
連桿裝置滾針和保持架組件用于2沖程和4沖程內(nèi)燃機的曲柄銷以及壓縮機,用于支撐曲柄銷和活塞銷。這些保持架支持高離心力和加速力,適用于高速。
對于活塞銷軸承裝置,只能使用名稱為KZK和KBK的滾針和保持架組件TPI 94。由于K型目錄滾針和保持架組件的設(shè)計不能承受離心力和高加速力產(chǎn)生的載荷,因此不符合要求,可能會導(dǎo)致故障。
用于活塞銷和曲柄銷的滾針和保持架組件在技術(shù)產(chǎn)品信息TPI 94中有詳細(xì)描述。
曲柄銷和活塞銷軸承布置 ①曲柄銷滾針和保持架組件,外部導(dǎo)向 ②活塞銷滾針和保持架組件,內(nèi)部導(dǎo)向 |
曲柄銷的滾針和保持架組件(KZK系列)是外部導(dǎo)向的,連桿孔徑向引導(dǎo)保持架,間隙很小,保持架相對于連桿孔和滾動元件的徑向移動盡可能小。保持架由調(diào)質(zhì)鋼制成,具有良好的耐磨性、高強度和大的導(dǎo)向表面,設(shè)計用于最佳潤滑。
用于活塞銷(KBK系列)的滾針和保持架組件是內(nèi)部導(dǎo)向的,間隙很小,由于徑向內(nèi)部間隙較小,連桿的傾斜減小到最小。軸承支持高頻振蕩負(fù)載,并可用于大多數(shù)活塞銷直徑。低磨損鋼保持架經(jīng)過表面硬化或調(diào)質(zhì)處理,具有高強度。
滾針和保持架組件也用于行星齒輪裝置的應(yīng)用,如自動變速箱,由于行星齒輪軸承布置中可能會出現(xiàn)非常高的速度以及離心力和加速度,因此保持架的要求很高。
行星齒輪軸承布置 |
這些徑向滾針和保持架組件通過彎曲扁平保持架BF保持,并在成型后與滾針配合。因此,可以實現(xiàn)無間隙軸承布置的簡單設(shè)計,具有高的運行精度、承載能力和速度適應(yīng)性,并結(jié)合非常小的徑向和軸向截面高度。由于其高徑向跳動精度,軸承也適用于精密應(yīng)用。由于滾針和保持架組件不限于限定的尺寸系列,而是可以根據(jù)具體應(yīng)用精確地生產(chǎn)出大范圍的直徑值(軸直徑為105mm至1000mm)。
徑向滾針和保持架組件由扁平保持架BF彎曲而成 ①開放式接頭 |
由于滾針的線接觸,滾針和保持架組件適用于支撐高徑向載荷。與滾珠相比,滾針在垂直于其軸線的方向上具有更大的接觸面積。因此,可以傳遞更高的力,具有更大的剛度,并且可以用更小的滾動元件來支撐相同的載荷。雙列軸承具有特別高的徑向承載能力,當(dāng)單列軸承的承載能力不再足夠時,使用它們。
滾針和保持架組件無法支撐軸向力,對于軸向載荷,它們可以與能夠支撐軸向載荷的軸承組合,例如深溝球軸承或具有軸向載荷承載能力的圓柱滾子軸承。在這種情況下,軸向軸承布置在滾針和保持架組件附近
客車變速箱: 主軸軸承布置(A-E) ①作為導(dǎo)向軸承的圓柱滾子軸承和保持架組件(非定位軸承) ②深溝球軸承(定位軸承,能承受軸向載荷) ③滾針和保持架組件(非定位軸承,僅能支撐徑向載荷) |
滾針和保持架組件不適用于補償角度錯位。軸相對于殼體孔的錯位程度取決于軸承布置的設(shè)計、軸承的尺寸、操作間隙和負(fù)載等因素。因此,對于可能的錯位,這里不能指定任何指導(dǎo)值。
在任何情況下,錯位都會導(dǎo)致運行噪音增加,使保持架承受更大的壓力,并對軸承的使用壽命產(chǎn)生有害影響。
滾針和保持架組件未潤滑。為了防止?jié)L動元件、滾道和保持架之間的金屬直接接觸,必須對它們進行潤滑。油或油脂潤滑是合適的。潤滑劑減少了磨損,還保護表面免受腐蝕。潤滑劑的選擇主要取決于操作溫度和速度,但也受到其他因素的影響。
對于涉及滾針和保持架組件的大多數(shù)應(yīng)用,應(yīng)優(yōu)先使用機油作為潤滑劑。
當(dāng)使用帶有塑料保持架的軸承時,如果使用合成油、以合成油為基礎(chǔ)的潤滑脂或含有高比例EP添加劑的潤滑劑,則必須確保潤滑劑與保持架材料之間的兼容性。
老化的機油和機油中的添加劑會影響塑料在高溫下的使用壽命。因此,必須嚴(yán)格遵守規(guī)定的換油周期。
提供的滾針和保持架組件不帶密封。因此,軸承位置的密封必須在相鄰結(jié)構(gòu)中進行。必須可靠地防止?jié)駳夂臀廴疚镞M入軸承以及潤滑劑從軸承位置流出
極限速度nG是軸承的運動容許速度。即使在有利的安裝和操作條件下,未經(jīng)事先與喬峰協(xié)商,也不得超過該值,產(chǎn)品表中的值對機油潤滑有效。
對于油脂潤滑,在每種情況下都允許產(chǎn)品表中規(guī)定值的60%。
熱速度額定值n?r不是面向應(yīng)用的速度限制,而是用于確定熱安全運行速度n?的計算輔助值
噪聲指數(shù)(SGI)尚不適用于這種類型的軸承
軸承的工作溫度受到以下限制,包括軸承套圈和滾動元件的尺寸穩(wěn)定性、保持架、潤滑劑、密封件等。
標(biāo)準(zhǔn)保持架由鋼板制成,內(nèi)徑Fw≥195 mm時,由銅鋅合金制成。帶塑料保持架的軸承只有特定尺寸,其他保持架可咨詢客服,對于這種保持架,高速和高溫的適用性以及基本額定載荷可能與具有標(biāo)準(zhǔn)保持架的軸承不同。
對于連續(xù)高溫和操作條件困難的應(yīng)用,應(yīng)使用帶鋼板保持架的軸承。如果保持架的適用性存在任何不確定性,請咨詢喬峰。
徑向內(nèi)部間隙可能受到滾針類型以及軸和殼體公差的影響。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)滾針軸承時,如果遵守軸和外殼公差,則可獲得C2至CN的徑向內(nèi)部間隙(滾針軸承和圓柱滾子軸承的徑向內(nèi)部隙符合DIN 620-4)。如果實際尺寸具有正公差,則可以實現(xiàn)0的徑向內(nèi)部間隙。
內(nèi)包絡(luò)圓和外包絡(luò)圓直徑Ew和Fw不能在未安裝的情況下測量。因此,根據(jù)DIN 620-1/ISO 1132-2中所示的方法,使用塞規(guī)和定位環(huán)檢查軸承的功能。為了進行檢查,將滾針和保持架組件放置在一個定位套圈中,該定位套圈對應(yīng)于滾針和保持器組件的特定標(biāo)稱尺寸Ew。如果與標(biāo)稱尺寸Fw相對應(yīng)的塞規(guī)能夠插入和旋轉(zhuǎn)而不會卡住,則可以確保滾針和保持架組件的功能。
單列滾針和保持架組件的主要尺寸符合DIN 5405-1:2016和ISO 3030:2011標(biāo)準(zhǔn)。
滾針符合DIN 5402-3:2012和ISO 3096:1996。滾針和保持架組件中所有滾針的直徑都在2μm的公差范圍內(nèi)
所有滾針和保持架組件的保持架寬度Bc的偏差如下:Bc–0,2/–0,8
在動態(tài)載荷下確定軸承尺寸時使用的基本額定壽命方程L=(Cr/P)P假設(shè)載荷大小和方向不變。在徑向軸承中,這是一個純徑向載荷Fr。如果滿足此條件,軸承載荷Fr將用于P(P=Fr)的額定壽命方程中。
滾針和保持架組件只能支撐徑向負(fù)載。
P | N | 當(dāng)量動負(fù)荷 |
Fr | N | 徑向載荷 |
用于承受靜載荷的滾針和保持架組件
P0 | N | 等效靜載荷 |
F0r | N | 存在最大徑向載荷(最大載荷) |
除了基本額定壽命L(L10h)外,還必須檢查靜載荷安全系數(shù)S0
S0 | - | 靜載荷安全系數(shù) |
C0 | N | 基本額定靜載荷 |
P0 | N | 當(dāng)量靜負(fù)荷 |
為了在接觸之間不發(fā)生滑動,滾針和保持架組件必須持續(xù)承受足夠高的載荷。根據(jù)經(jīng)驗,為此需要P>C0r/100量級的最小徑向載荷。然而,在大多數(shù)情況下,由于支撐部件的重量和外力,徑向載荷高于所需的最小載荷。
軸和殼體的設(shè)計以及軸承位置的橫向限制(軸向位置)對于滾針和保持架組件的正確功能至關(guān)重要
如果滾針和保持架組件直接在軸上或殼體孔中運行(所謂的直接軸承布置),則軸上和殼體中滾動元件的滾道必須制成滾動軸承滾道(硬化和研磨)。滾道的表面硬度必須為670HV至840HV,硬化深度CHD或SHD必須足夠大。表中的值指的是常見的應(yīng)用程序示例。如果軸不能作為滾道生產(chǎn),滾針和保持架組件可以與相應(yīng)的軸承套圈組合使用。但是,軸承的截面高度將增加套圈的厚度。
軸徑 | 孔徑公差 | 軸公差 | 滾道設(shè)計推薦平均粗糙度值 | 圓度公差 | 平行度公差 | |||
公稱尺寸 mm | 操作間隙 | Ramax (Rzmax) | ||||||
over | incl. | small | normal | large | μm | max. | max. | |
? | 80 | G6 | j5 | h5 | g6 | 0,2(1) | IT3 | IT3 |
? | 80 | H6 | h5 | g5 | f6 | 0,2(1) | IT3 | IT3 |
80 | 120 | G6 | h5 | g5 | f6 | 0,3(1,6) | IT3 | IT3 |
120 | - | G6 | h5 | g5 | f6 | 0,4(2,5) | IT3 | IT3 |
120 | - | H6 | - | f5 | e6 | 0,4(2,5) | IT3 | IT3 |
滾道寬度必須至少等于標(biāo)稱寬度Bc(Bc以(-)公差生產(chǎn));保持架軸向運行表面之間的間距必須足夠大。為了避免滾針和保持架組件(H12符合ISO 286-2)卡住,運行表面的間距尺寸為Bc H12?。滾針和保持架組件的橫向運行表面必須設(shè)計為精密機械加工(建議使用Ramax 2)且耐磨,應(yīng)避免運行表面出現(xiàn)中斷。
對于Bc=10 mm的設(shè)計包絡(luò),適應(yīng)使用標(biāo)稱寬度Bc=10 mm的滾針和保持架組件,最大保持架寬度為9.8(0/–0.6)mm。
滾針和保持架組件的滾道寬度和軸向運行表面 Bc H12=標(biāo)稱寬度 Bc–0,2/–0,8=保持架寬度 Ramax=運行表面的最大粗糙度 ①通過軸肩、軸向墊圈和卡環(huán)進行定位 ②軸向墊圈 ③卡環(huán) |
滾針和保持架組件必須軸向引導(dǎo)和定位??赏ㄟ^軸或外殼提供導(dǎo)向??ōh(huán)或適當(dāng)設(shè)計的相鄰結(jié)構(gòu)適用于此目的。如果通過卡環(huán)或擋圈進行定位,則必須在卡環(huán)前面布置一個墊圈,環(huán)和墊圈之間的重疊必須足夠大。
通過外殼部件進行軸向定位(外殼上的橫向?qū)颍?/td> |
符合ISO 683-17標(biāo)準(zhǔn)的穿透硬化鋼(例如100Cr6)適合作為直接軸承布置中滾動軸承滾道的材料。這些鋼也可以進行表面硬化。
表面硬化鋼必須符合DIN EN ISO 683-17(例如17MnCr5、18CrNiMo7-6)或EN 10084(例如16MnCr5)。
對于火焰和感應(yīng)淬火,應(yīng)使用符合DIN EN ISO 683-17(例如C56E2、43CrMo4)或DIN 17212(例如Cf53)的鋼。
如果滾道滿足滾動軸承材料的要求,但滾道硬度小于670 HV,則軸承布置上的載荷不能高達(dá)軸承的全承載能力。為了確定軸承裝置的動態(tài)和靜態(tài)承載能力,軸承的基本動態(tài)額定載荷C必須乘以折減系數(shù)fH(動態(tài)硬度系數(shù)),基本靜態(tài)額定載荷C0r乘以折減因子fH0(靜態(tài)硬度系數(shù))
滾道/滾動元件硬度降低時的動態(tài)硬度系數(shù) fH=動態(tài)硬度系數(shù) HV,HRC=表面硬度 |
滾道/滾動元件硬度降低時的靜態(tài)硬度系數(shù) fH=靜態(tài)硬度系數(shù) HV,HRC=表面硬度 |
以下公式給出了用于確定最小硬度深度的近似值,存在的載荷的參考值是根據(jù)變形能量假設(shè)(DEH)的等效應(yīng)力,作為滾動元件直徑Dw和載荷大小的函數(shù)。
CHD | mm | 穿透硬化深度 |
Dw | mm | 滾動元件直徑 |
局部硬度必須始終高于局部必需硬度,該硬度可以根據(jù)等效應(yīng)力計算。
在確定必要的硬化深度時,必須考慮載荷和接觸幾何形狀。
SHD | mm | 表面硬化深度 |
Dw | mm | 滾動元件直徑 |
Rp0,2 | N/mm2 | 基材屈服點 |
如果兩個滾針和保持架組件緊鄰布置,則必須確保軸承的負(fù)載均勻。在這種情況下,這些滾針和保持架組件中使用的滾針必須屬于同一直徑類別(公差類別)。安裝在軸承中的滾針的尺寸必須在特定的軸承包裝上標(biāo)明。
滾針和保持架組件要么滑動到軸上,然后插入到殼體中,要么安裝在殼體中,然后插入軸。安裝是在沒有負(fù)載的情況下進行的,因此安裝非常簡單。