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單列圓錐滾子軸承的特征在于內圈和外圈帶錐形滾道,以及力傳遞所需的接觸角。因此能夠同時承受軸向載荷和徑向載荷,反之,這就是為什么圓錐滾子軸承為什么總是需要與另一圓錐滾子軸承軸承組合使用的原因。當成對使用時,可以承受徑向力、軸向力和雙向合力,特別適用于中高轉速場合。單列圓錐滾子軸承是可分離軸承,帶保持架和滾子組件的內圈和外圈可以分開安裝。

 

尺寸和公差

UKK提供標準公差(PN)的單列圓錐滾子軸承,符合DIN 620-2標準(滾動軸承公差)和ISO 492標準(徑向軸承-尺寸和公差)。若與上述公差標準不相符,需在訂購時說明所有其他公差等級或特殊公差。

滾動軸承公差

標準

按照ISO 355標準(公制圓錐滾子軸承-尺寸和系列型號)、DIN 720標準(滾動軸承-圓錐滾子軸承)對單列圓錐滾子軸承的基本尺寸已標準化。英制圓錐滾子軸承符合ANSI / ABMA標準19.2(圓錐滾子軸承-徑向英制設計)。

 

圓錐滾子軸承的基本結構

圓錐滾子軸承的基本結構,R =圓錐頂點

軸承設計

單列圓錐滾子軸承是可分離不能自保持的軸承,除承受高徑向力外,還承受單向作用的軸向力,與相鄰鏡像安裝的軸承組合使用承受兩個方向的軸向力。

 

對于配對的軸承組根據接觸壓力曲線不同可分為O型布置、X型布置和串聯布置。O型布置的軸承組剛性很強,由于其寬泛的支撐載體,特別適用于承受傾覆力矩。鏡像X型布置的軸承通常與另一個徑向軸承作為浮動軸承來使用,作用于軸的另外一端。串聯布置的軸承可以平均分擔載荷并增加承載能力,在實際應用中,這種形式很少見。

 

圓錐滾子軸承的背對背配置、面對面配置和串聯配置

圓錐滾子軸承的背對背配置、面對面配置和串聯配置

圓錐滾子的滾子輪廓和應力分布的比較

圓錐滾子的滾子輪廓和應力分布的比較:左側 不帶對數曲線 右側帶對數曲線

一般情況下,UKK圓錐滾子軸承對滾動體和滾道之間接觸處進行了優化設計,圓錐滾子的對數曲線輪廓可避免高載荷下的邊緣應力。圓錐滾子軸承的軸向載荷能力隨著接觸角的增大而增加。

 

圓錐滾子軸承的軸承間隙

軸承游隙

圓錐滾子軸承的工作游隙或預緊時在安裝后通過調整鏡像配置的第二個圓錐滾子軸承來獲得的。

 

UKK保持架

保持架

UKK單列圓錐滾子軸承帶擋邊引導的窗式實體黃銅保持架(后綴:MP)或滾動體引導的沖壓鋼板保持架??砂葱杼峁┢渌3旨茉O計,或按具體應用選型,并在軸承上作相應標記。

保持架的一般信息

特定后綴

A 改進內部設計
B 改進內部設計,接觸角20°
X 基本尺寸符合ISO標準的軸承

 

角度誤差補償

單列圓錐滾子軸承只在有限的范圍內適用于補償不對中。內圈和外圈之間允許的不對中度取決于軸承的尺寸、軸承的內部設計、游隙配合以及力和力矩的作用。

不對中會導致滾子的運行不理想,并在軸承中產生額外的應力,以致縮短軸承使用壽命。

轉速

UKK區分極限轉速nG和熱參考轉速nth。極限轉速是實際的機械極限值,它是基于滾動軸承的機械疲勞強度,該疲勞強度取決于軸承的安裝條件和潤滑情況。在未事先咨詢UKK的情況下,即使在最佳運行條件下也不得超過極限轉速。

熱參考速度代表軸承中摩擦產生的熱量與散發的熱量之間的平衡。它在DIN ISO 15312標準(滾動軸承-熱參考轉速)中已經標準化。

允許的工作溫度

軸承的允許工作溫度受保持架材質、軸承組件(滾道和滾動體)的尺寸穩定性以及潤滑的限制。根據標準,UKK軸承尺寸穩定溫度可達200°C(S1)。UKK也可以按需提供更高工作溫度的滾動軸承。

保持架材料的一般信息

尺寸標注

對于承受動載荷的軸承

承受動載荷軸承的使用壽命公式根據ISO 281 L10=(C/P),當量動載荷(P)要求方向和大小是假定不變的,為了計算當量動載荷,需要計算系數、軸向和徑向載荷比。承受動載荷軸承的使用壽命公式根據ISO 281 L10=(C/P),當量動載荷(P)要求方向和大小是假定不變的,為了計算當量動載荷,需要計算系數、軸向和徑向載荷比。

軸承當量動載荷P

a) 單個軸承和串聯配置

P 當量動載荷 [kN]
Fr 徑向動載荷 [kN]
Fa 軸向動載荷 [kN]
e 計算系數,參閱軸承表格 [-]
Y 計算系數,參閱軸承表格 [-]

 

b) 背對背配置和面對面配置

圓錐滾子軸承的軸承當量動載荷取決于載荷比Fa/Fr,可以使用下面的公式確定軸承當量動載荷:

P 當量動載荷 [kN]
Fr 徑向動載荷 [kN]
Fa 軸向動載荷 [kN]
e 計算系數,參閱軸承表格 [-]
Y 計算系數,參閱軸承表格 [-]

 

背對背配置和面對面配置的滾動軸承中產生的軸向力

由于帶錐形滾道,圓錐滾子軸承有徑向力作用時會產生與軸承尺寸相關的軸向反作用力。當軸由兩個相同尺寸或不同尺寸的圓錐滾子軸承作用時,一個軸承的徑向載荷會傳遞為另外一個軸承的軸向載荷。在確定總載荷時,必須考慮軸承內部產生的作用力,單個軸承的總軸向載荷數值有下列公式來確定:

X型和O型布置的圓錐滾子軸承
情況 載荷比 外部軸向力 產生的軸向力Fa
      軸承A 軸承B
1 FrA / Y≤  FrB / YB Ka ≥ 0 Fa =  Ka + 0,47 ? FrB / YB Fa不包含在計算中
2 FrA / YA > FrB / YB Ka > 0,47 · ( FrA / Ya - FrB / YB ) Fa = Ka  + 0,47 ? FrB / YB Fa不包含在計算中
3 FrA / YA > FrB / YB Ka ≤ 0,47 ? ( FrA /YA - FrB /YB ) Fa不包含在計算中 Fa = 0,47 ?  FrA / YA - Ka

 

對于公式,外部軸向力作用的軸承用A表示,相應的軸承用B表示。所有軸承考慮為無預緊時為零游隙時的軸向力。

 

FrA 軸承A承受的徑向力 [kN]
FrB 軸承B承受的徑向力 [kN]
YA 軸承A的計算系數(參閱面對面配置和背對背配置表) [-]
YB 軸承B的計算系數(參閱面對面配置和背對背配置表) [-]
Ka 外部軸向力 [kN]
Fa 產生的軸向力 [kN]

c) 降低軸承組的基本額定動載荷

當相同型號的圓錐滾子軸承以面對面、背對背或串聯配置直接相鄰安裝時,必須降低軸承組的基本額定載荷。下列關系適用于基本額定動載荷:

Cr 軸承組的基本額定動載荷 [kN]
Cr, single bearing 單個軸承的基本額定動載荷 [kN]
i 軸承組中相同軸承的數量 [-]

 

對于承受靜載荷的軸承

對于轉速非常慢的軸承(n x dm≤4000 mm/min),額定動載荷的計算失去其時效性。靜載安全系數S0的計算如下:

S0 靜載安全系數(出自軸承表格) [-]
C0 基本額定靜載荷 [kN]
P0 當量靜載荷 [kN]
n 軸承轉速 [min-1]
dm 軸承平均直徑[dm = (D+d)/2] [mm]

 

靜載荷能力

a) 單個軸承和串聯配置

下列關系適用于承受靜載荷的單列或串聯配置的圓錐滾子軸承:

F0r 最大徑向靜載荷 [kN]
F0a 最大軸向靜載荷 [kN]
Y0 計算系數,參閱軸承表格 [-]

 

b) 背對背配置和面對面配置

下列關系適用于承受靜載荷的背對背配置和面對面配置的圓錐滾子軸承:

F0r 最大徑向靜載荷 [kN]
F0a 最大徑向靜載荷 [kN]
Y0 計算系數,參閱軸承表格 [-]

 

c) 降低軸承組的基本額定靜載荷

當相同型號的圓錐滾子軸承以面對面、背對背或串聯配置直接相鄰安裝時,必須計算軸承組的基本額定載荷。下列關系適用于基本額定靜載荷:

C0 軸承組的基本額定靜載荷 [kN]
C0, single bearing 單個軸承的基本額定靜載荷 [kN]
i 軸承組中相同軸承的數量 [-]

 

最小徑向載荷

滾動軸承如要可靠運行,需要一個最小載荷。若未達到最小載荷,則可能會發生打滑??山萍僭O圓錐滾子軸承的最小徑向載荷為軸承基本額定靜載荷C0的2%。如果未達到該值,請聯系UKK應用技術部。

 

 


 

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