角接触球轴承选择这么多坑，你中招了没？

角接触球轴承的内外圈滚道在轴承轴线方向上有相对位移。这表示此类轴承设计用于承载联合载荷，即同时作用的径向载荷和轴向载荷。

角接触球轴承的轴向承载能力随着接触角的增大而提高。接触角的定义为，在径向平面上，钢球和滚道接触点的连线(即联合载荷从一个滚道传递到另一滚道的方向)与轴承轴线垂直线的夹角(图1)。

最常用的设计有:

• 单列角接触球轴承(图2)

• 双列角接触球轴承(图3)

• 四点接触球轴承(图4)

其他角接触球轴承还包括:

• 超精密角接触球轴承

  → skf.com/super-precision

• 薄壁角接触球轴承

  这种特定系列轴承具有极薄的套圈和固定的截面高度，与轴承尺寸无关。其特点为质量轻、刚度大。SKF薄壁轴承具有英制尺寸，可以选择开式或闭式轴承，并配有8个不同截面高度。其中包括:

  - 单列角接触球轴承

  - 四点接触球轴承

• 轮彀轴承单元

  用于汽车工业的轮毂轴承单元(HBU)以双列角接触球轴承为基础。它们为汽车工业在紧凑型轻量化设计、简化轴承安装和提高可靠性方面做出了相当可观的贡献

我们将根据需求提供有关这些产品的详细信息以及工业应用的变型。

• 承载联合载荷

  - 单列轴承只承受单向轴向载荷

  - 双列和四点接触轴承可承受双向轴向载荷

• 高承载能力

  - 尺寸较小的挡肩使得单列轴承中可以装入较多数量的钢球，从而提高轴承的承载能力

  - 由于有两列钢球，双列轴承所含钢球数量增加，从而实现较高的承载能力

  - 四点接触球轴承包含的钢球数量多，从而实现较高的承载能力

• 良好的运行性能

  转速高、加速和减速快

SKF单列角接触球轴承(图2)仅可承受单个方向.上的轴向载荷。这种类型的轴承通常要和另外一个轴承配对使用。此类轴承采用非分离式设计，轴承内外圈的两侧挡肩尺寸不同。

• 72B(E)和73B(E)系列轴承，且具有40° 接触角

• 70B系列中部分尺寸的轴承

• 密封轴承:

  - 在系列72 B(E)中(15≤d≤55 mm)

  - 在系列73 B(E)中(12≤d≤50 mm)

• 72AC系列轴承，接触角为25°

  (15≤d≤70 mm)

• 73AC系列轴承，接触角为25°

  (17≤d≤70 mm)

• 部分大型号尺寸，且具有凸缘外圈(skf.com/go/17000-3-1)

• SKF英制轴承(ALS和AMS系列，可访问skf.com/go/17000-3-1)

• 用于每个位置上只有一个轴承的配置,不适合将其直接紧靠的配对安装

• 轴承宽度和内外圈端面突出量为普通级公差

• 与SKFExplorer轴承相比具有不同的性能

• 有25°和40°接触角可供选择

• 专门设计为成组使用

• 内外圈宽度和端面突出量为精密公差

• 也可用在基本设计轴承中，替代单轴承配置，因为它们通常具有更高的精度和较高的承载能力与转速

如果两个轴承彼此紧靠安装，在不使用垫片或类似装置的情况下，则可实现预设的游隙或预紧或两个轴承之间载荷平均分布。

可通过以下后缀识别通用配对轴承:

• CA、CB、CC或G表示带游隙

• GA、GB、 GC表示带预紧

  订购之时，您需指明所需的轴承数，而不是轴承组数量

可按三种方式进行配对安装(图5) :

• 串联配置

  - 在单个轴承的承载能力不足时使用

  - 均匀分担径向和轴向载荷

  - 具有平行的载荷线

  - 只能承受单向的轴向载荷

  如果轴向载荷作用于两个方向，则必须增加一个与串联轴承组背对背的轴承

• 背对背配置

  - 提供相对刚性的轴承配置

  - 可以承受倾覆力矩

  - 载荷线向轴承轴线分开

  - 能承受两个方向的轴向载荷，但每个轴承仅能承受一个方向的轴向载荷

• 面对面配置

  - 对不对中较不敏感，但不如背对背配置有刚性

  - 载荷线向轴承轴线聚拢

  - 能承受两个方向的轴向载荷，但每个轴承仅能承受一个方向的轴向载荷

• 滚道几何形状经过优化，适用与高转速

• 轴向承载能力降低，对中误差的敏感性减少，在产生边缘应力之前能够承受三倍冲击载荷

• 将优化机削黄铜保持架作为标准配置

与具有40°接触角的轴承相比,优势包括:

• 极限转速提升20%

• 提高了径向承载能力(其代价是降低轴向承载能力)

• 在一个方向主要承受载荷的轴承组中,用这种轴承作非受力轴承时，可提高轴承组的可靠性

SKF双列角接触球轴承(图3)的设计与背对背配置的两个单列角接触球轴承相同，但是占用的轴向空间更少。它们可以承受和两个方向的径向载荷轴向载荷，以及倾覆力矩。双列角接触球轴承提供刚性轴承配置。

• 32A和33A系列轴承

• 带双内圈的轴承

• 闭式轴承

• 内圈侧面带凹槽的开式轴承(也可提供闭式轴承)

不再提供52和53系列的轴承，其已被尺寸可与其互换的32A和33A系列轴承取代。只有尺寸3200A系列不同,其宽度为14mm而不是14.3mm。

• 与SKFExplorer轴承相比具有不同的公差和性能

• 能装入更多钢球,且具有较大的接触角，因此轴承有更高的承载能力，尤其是轴向承载能力

• 在33D系列中属于分离型设计(图6),即带钢球和保持架的外圈组件可以与双半内圈分别独立安装

• 在33DNRCBM系列中属于不可分离型设计(图6)

  - 外圈的止动槽装有止动环，从而使轴承座的轴向定位既简单又节省空间

  - 其专门为离心泵设计，但亦适用于其他应用

四点接触球轴承(图4)属于径向单列角接触球轴承，特殊设计的滚道使其能承受两个方向的轴向载荷。在轴向力给定的情况下，还可承受有限的径向载荷(载荷比）。这种轴承为分离型设计，即带钢球和保持架的外圈组件可与双半内圈分别独立安装。

与双列轴承相比，这类轴承占用的轴向空间更少。

SKF Explorer四点接触球轴承的双半内圈都有带倒角的挡肩。当轴承与SKF圆柱滚子轴承结合使用时，此设计可改善油的流动状态(图12)。此外，这种倒角有助于拆卸操作。

当四点接触球轴承承受高夹紧力时，其内圈的变形是有限。

• QJ2和QJ 3系列中的轴承

• QJ10和QJ12系列中部分尺寸的轴承(skf.com/go/17000-3-4)

四点接触球轴承可以在外圈提供两个定位槽(型号后缀N2，图7) :

• 防止轴承转动

• 间隔180°分布

 定位槽的尺寸和公差符合IS020515标准，具体数值见表1。

SKF供应以下两侧都带防尘盖或密封件的角接触球轴承:

•  72B(E)和73B(E)系列的单列轴承

• 非接触式密封件(型号后缀2RZ,图8) 

• 最常见的基本型双列轴承以及SKF Explorer轴承:

  - 防尘盖(型号后缀2Z,图9)

  - 接触式密封(型号后缀2RS1,图10)

当闭式轴承必须在某些条件(如极高转速或高温)下运行时， 内圈和密封件之间可能会出现润滑脂泄漏。如果泄漏会对轴承配置造成不利影响，则必须进行有效的改进。

• 由冲压钢制成

• 延伸到内圈上的凹槽中

• 没有额外的摩擦力矩

• 具有和开式轴承相同的极限转速

• 与内圈肩部形成一个极窄的间隙

• 由钢骨架增强的丁腈橡胶(NBR)制成(耐油耐磨)

• 安装于凹槽中，并与凹槽形成良好的接触

• 由NBR制成

• 用钢骨加增强

• 安装在外圈上的凹槽中，并与凹槽形成良好的接触

• 密封唇和内圈凹槽之间存在轻微压力,可形成有效的密封

两侧密封的轴承采用终身润滑设计，可实现免维护。它们填充了如下某种润滑脂(表2) :

• 单列轴承

  - 标准润滑脂> GXN

• 双列轴承- 作为标配> GJN

  - 欧洲市场> MT33 (常用且 易于购得)

  - 低摩擦润滑脂> GE2

• 其他润滑脂(表2)可应要求提供

装有标准润滑脂的轴承，其润滑脂代号不会标注在轴承的型号中(无后缀)。其他润滑脂由相应的润滑脂后缀标明。

SKF角接触球轴承配有表3所示的一种保持架，双列轴承配两个保持架。双列轴承的标准保持架由PA66或冲压钢制成。

单列轴承的机削黄铜保持架(型号后缀M)已经升级如下:

• 保持架兜孔几何形状经过优化

• 横截面更小且质量更轻

• 通过减小铅含量增大了材料强度

在高温下使用时，一些润滑剂可能会对尼龙保持架产生不利影响。

当径向载荷作用在单列角接触球轴承时,载荷沿着与轴承轴线成一定角度的方向,从一个滚道传递到另一个滚道，并产生一个内部的轴向载荷。在计算包含两个单个轴承和/或串联配置的配对轴承中的当量载荷时，必须考虑轴承内部的轴向载荷。

相关公式(表4) 仅在满足如下条件时适用:轴承具有相同接触角，并且彼此相对调整到零游隙，但无任何预紧。在表中，作用在轴承A.上的径向载荷为FrA, 作用在轴承B.上的径向载荷为FrB。即使FrA和FrB作用方向与图中所示的作用方向相反，也应取其正值。径向载荷作用于载荷线与轴承轴线相交点(距离a)。

利用SKF的在线计算工具可轻松完成这些计算。当通过游隙或预紧配对轴承时,或者在使用了不同接触角的轴承时，公式变得更为复杂并且可使用SKFSimPro软件(skf.com/simpro)来完成。

基本额定载荷和疲劳载荷极限列于适用于单个轴承的产品表。对于彼此紧靠安装的配对轴承，用以下的数值:

• 所有配置的标准轴承以及背对背或面对面配置的SKFExplorer轴承的基本额定动载荷

  C= 1,62 C单个轴承

• 串联配置的SKF Explorer轴承的基本额定动载荷

  C=2C单个轴承

• 基本额定静载荷

  Co=2Co单轴承

• 疲劳载荷极限

  Pu=2 Pu单轴承

角接触球轴承的许多工作温度取决于:

• 轴承套圈和钢球的尺寸热稳定性

• 保持架

• 密封件

• 润滑剂

如果温度超过允许的运行温度范围，请联系山东嘉瑞。

轴承的热稳定性至少可达150 °C(300 °F )。

钢质、黄铜或PEEK保持架的工作温度与轴承套圈和钢球的相同。如需了解其他聚合物材料保持架的温度限制范围。

丁腈橡胶(NBR)密封件的允许工作温度范丁腈橡胶(NBR)密封件的允许工作温度范围内可承受高达120 °C(250 °F )的温度。密封件的最高温度值通常出现在密封唇口处。

SKF密封角接触球轴承中所用润滑脂的温度限制范围见上文表2。有关其他SKF润滑脂温度限制范围的信息，请参阅选择合适的SKF润滑脂。

使用非SKF 提供的润滑剂时，应根据SKF交通灯概念估算温度限制范围。

额定转速已在产品表中列出:

• 参考转速可以用热参考模式快速评估转速能力

• 极限转速为力学限制，除非更改轴承的设计，否则不应该超过这个速度限制

对于用套圈引导保持架的轴承(型号后缀为MA或PHAS), SKF建议使用油润滑。当使用润滑脂润滑这些轴承时，ndm 值应限于250 000 mm/min。

式中

dm =轴承平均直径[mm]=0.5(d + D)、

n =转速[r/min]

对于配对安装的轴承，极限转速应该降低到单个轴承转速值的80%左右。

单列角接触球轴承必须采用如下使用方式(图11) :

• 与另一轴承配合使用

• 配组使用

  轴承必须彼此靠紧进行轴向调整，直至达到所需的游隙或预紧(选择预紧)。

通用配对轴承彼此紧靠安装:

• 无需进一步调整(通用配对轴承）

• 通过以下方式获得必要的游隙或预紧:

  - 从适当的游隙或预紧等级中选择轴承

  - 轴承与轴和轴承座之间选用合适的公差配合

性能和运行可靠性取决于:

• 适当调整单个轴承

• 正确选择通用配对轴承的游隙和预紧

  如果选用的轴承 配置在运行期间存在过大的游隙，则将无法充分利用轴承的承载能力。轴承预紧过大将会导致摩擦增加和工作温度升高，进而缩短轴承的使用寿命。

当轴承使用背对背和面对面配置时，若轴向载荷主要作用在一个方向上，轴向非承载轴承的钢球处于不良的滚动状态，最终可导致:

• 噪声增大

• 不能形成连续的润滑油膜

• 保持架_上的应力增加

在这种情况下，嘉瑞建议利用弹簧实现零轴向工作游隙。当弹簧力不够时，可考虑使用25°接触角的轴承作为非受力轴承。

• 70B、 72B (E) 和73B (E) 系列中的轴承所需载荷比Fa/Fr≥1

• 72AC和73AC系列中的轴承所需载荷比Fa/Fr≥055

如果在每种工况下轴承载荷比不能满足上述要求，则轴承的使用寿命将会缩短。

四点接触球轴承通常与径向轴承组合使用时，用作纯推力轴承。当以此方式使用四点接触球轴承时，在轴承座中安装此类轴承时，轴承外圈与轴承座之间应留出一定的径向游隙(图12)。

• 与圆柱滚子轴承组合:

  - 在安装二者之后，圆柱滚子轴承的径向游隙应当小于四点接触球轴承的理论径向游隙

  - 理论径向游隙可以通过如下公式计算:

  Cr=0.7Ca

式中

Cr =理论径向游隙

Ca=轴向游隙(表5)

• 四点接触球轴承的外圈必须在轴热膨胀后能实现轴向位移

  因此，不应轴向将其夹紧，而是应在外圈和端面法兰之间保留一条小间隙。

• 应当使用带定位槽的轴承(图12)以避免外圈转动

  如果无法避免夹紧外圈，则在安装期间必须确保外圈在轴承的中心位置。

为了确保正常工作，钢球应当仅接触一半内圈滚道和对侧的外圈滚道。该情况的载荷比为Fa/Fr≥1.27。

如果载荷比小于建议值，则会缩短轴承使用寿命。

关于角接触球轴承知识您都了解了吗？

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