TIMKEN技术流挑选合适的“带座滚子轴承单元”大有门道 2017/7/7 9:30:56
TIMKEN技术流挑选合适的“带座滚子轴承单元”大有门道

 什么是带座滚子轴承单元?带座轴承单元是一种独立的轴承系统,包含了轴承与基座两个主体。之所以将轴承座与机械框架分离,一方面可以降低机器框架的加工难度,另一方面也是出于节约成本的需要。除了轴承与基座,带座轴承单元还包括了密封、锁紧机构、定位环和润滑脂等其它部件。
 
 根据内部轴承的不同,带座轴承单元可分为:带座球轴承单元(这里不做详述)与带座滚子轴承单元,后一种类型内部轴承主要包括了调心滚子轴承和圆锥滚子轴承两种。调心滚子轴承普遍应用于一般的工业应用中,它们具备出色的性能和径向承载能力,同时也具有一定的轴向承载能力。由于能够应对动态偏心(+/-1.5度),它们被视为带座滚子轴承中的首选。
 
 圆锥滚子轴承能同时承受径向与轴向载荷,这种复合载荷常常在大型风扇、螺旋输送机以及螺旋钻等设备上出现。在采用立式安装(往往会带来较大的轴向荷载)的场合,或刚度要求较高和轴向蹿动控制较严的应用场合,圆锥滚子轴承是最佳选择。

 分体式还是一体式?挑选带座滚子轴承单元时,第一步要决定轴承座的类型,因为这会直接影响总成本与安装的难易程度。
 
 分体式带座滚子轴承单元的轴承座、轴承和锁紧部件等可以拆开,并且内有可替换以及可单独维护的零部件,这些零部件都是到了现场才进行安装;而一体式带座滚子轴承单元,顾名思义,在轴承制造商发货之初就包含了所有部件。
 
 分体式轴承座采用模块化设计,能够降低库存成本;相同的轴承座可用于不同的轴径或轴承。此外,分体式轴承座还采用了宽度相同的同心定位环来固定轴承,带有凹槽的铸造表面可以轻松定位钻孔,应用于润滑、监控系统或者安装额外的紧固螺栓。
 
 对于直径超过 125毫米的轴来说,分体式轴承座单元通常是首选。由于尺寸偏大,单元的整体重量使得这些更大的单元更适合分块管理。分体式轴承座能让你拆开它们并分块进行安装,如果带座轴承后续需要维护,也只要更换新的轴承和密封即可。

 典型一体式带座滚子轴承单元,相反,对于直径不超过 125 毫米的轴来说,一体式轴承座单元是明智之选。这些单元在工厂进行组装、预润滑和密封,从货架上拿下来就能直接安装在轴上,固定和调整的过程只需15分钟。相比之下,分体式轴承座单元的安装通常要耗费80-90 分钟,并且在很大程度上,需要依赖技术熟练的维修人员来确保所有操作正确无误。
      
 分体式带座滚子轴承单元的密封是架在轴上,因而对客户轴加工的粗糙度等参数有严格要求,同时长时间运行也可能对轴造成磨损;而一体式带座滚子轴承单元的密封则是架在轴承内圈上,轴承内圈外径有着良好的表面粗糙度和硬度,可在提供优异密封性能的同时避免对轴的破坏。总而言之,分体式与一体式轴承座各有千秋,究竟选择哪一种,应视具体的应用情况而定。
 
 在材质上,轴承座最常用的为铸铁。铸铁轴承座在相对较低的成本下,就能满足大部分应用要求。然而,当一些冲击载荷很高或采用非水平(被支撑轴的位置)安装(斜装或倒装)的应用场合需要强度更高的轴承座时,球墨铸铁、甚至铸钢轴承座则能弥补标准铸铁可能发生塑性变形或开裂的不足。球墨铸铁能增大强度和抗冲击性能,而强度更在其上的铸钢轴承座,以任何方式安装都不会降低额定的负荷能力。

 密封与润滑,各种各样的因素都会缩短带座滚子轴承单元的使用寿命,其中有两点首当其冲:1)不恰当的润滑;2)污染物。有效的密封可以防止磨粒进入轴承内部,同时保证内部有充分的润滑剂。
 
 可供选择的密封类型很多,包括通过密封与轴或轴承内圈进行物理接触的接触式设计,和不通过物理接触进行密封的非接触式设计。在个别情况下还有双重密封选择。
    
 常见的密封样式包括:?双唇密封——最普遍的接触式密封类型之一,在低速运行时具有良好的耐磨性;?三唇密封——接触式密封,在中/低速运行时防护性能出色;?V 型密封——采用两片式接触设计,适用于高速应用场合或者轴表面粗糙容易导致过早磨损的工况;?迷宫密封——高温、高速环境下首选的非接触式设计;?铁燧岩密封——以一种难于封挡的铁矿尘命名,重度污染环境首选的接触式设计。
 
 密封材料是影响密封寿命的关键所在。丁腈橡胶是最常见的密封材料,适用于工业应用场合中的大多数接触式密封,氟橡胶和聚四氟乙烯则分别适用于高温和高速工况。
 
 额外的防护(即双重密封)还包括辅助密封、保护盖和端盖,它们可添加至一体式带座轴承单元上,在多水、多尘和/或多泥浆的应用场合,或者轴承单元内部需要干净的润滑脂时,可以考虑采用带保护盖的一体式带座滚子轴承单元。
 
 另外,带座滚子轴承单元常常还需要再润滑,以确保轴承性能正常,润滑剂的更换频率与添加量视实际的运行情况而定。在有些要求苛刻的应用条件——比如多杂质或直接冲水的环境——下作业时,润滑的频率要高出一般需要。
 
 有效的密封和正确的润滑操作不仅能避免杂质和水进入轴承,同时也能防止润滑脂外流,从而延长维修间隔,降低成本。带座滚子轴承单元可根据不同的使用条件,选择不同的润滑脂,有的适用于高温环境,有的则带有耐磨或防水添加剂。相关的挑选、清理和补充,应当遵照原始设备制造商给出的建议。

 锁紧机构,正确的锁紧机构可以简化并加速带座滚子轴承单元的安装与维护,并且有助于确保运行无故障。对于分体式带座滚子轴承单元,通常选择锥形套筒的锁紧机构——它可以让轴承在轴上的轴向位置更加灵活,并且锁紧可靠。对于一体式带座滚子轴承单元而言,选项则丰富得多,主要取决于优先级、轴的设计和安装考虑。下表描述了常用的锁紧机构以及它们所适用的代表性应用场合。

 全周期成本,当选择带座滚子轴承单元时,不能单单考虑最初的购买价格,还要考虑使用和维护成本,以及使用寿命。从长远来看,全周期成本非同小可。它不但包括了带座轴承单元的最初购入成本,还包括安装、再润滑和更换失效零部件的费用。在评估应用场合中最有效的带座滚子轴承单元时,全面考虑所有这些成本至关重要。

 分体式带座滚子轴承单元和一体式带座滚子轴承单元都有多种选项来防御污染和保证轴承的使用寿命。一般来说,由于产品设计的原因,一体式带座滚子轴承单元的标准零部件往往比分体式带座滚子轴承单元的标准零部件抗污能力更强。
 
 带座滚子轴承单元在让关键设备实现最大化的运行时间中发挥着重要作用。选择正确的解决方案可以延长运行时间和增强可靠性。为了提升工作效率,在选型时请综合考虑,以确定安装难易、作业环境和全周期成本等因素的特定优先级。(本文及图片转自TIMKEN官方微信)

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