TIMKEN轴承的进油系统

TIMKEN轴承的进油系统

在机床行业,通常采用强制润滑系统。在一个典型的系统中,油通常从中央油库分别泵送到每一个TIMKEN轴承。润滑油从滚子的小端进入,大端排出,这充分利用了圆锥滚子轴承的自身泵效应的特点。

循环油可以使油的流动连续稳定。除了具有最佳的散热能力,润滑油还可以带走杂质和可能导致TIMKEN轴承磨损的微小颗粒。

循环系统中可以配置换热器,来降低流入润滑油的温度,更好地限定系统的运转温度。通常会使用40微米的过滤器来滤掉微粒杂质。

经验表明,速度在20米/秒以下,在轴承座顶端的一个简单的径向油孔,并配有一个收集器就足以完成润滑任务了;当速度大于20米/秒时,就需要一个轴向的润滑油喷射孔,可以将油送到滚子小端,位于保持架和内圈之间。

当遇到更高速度或大尺寸的TIMKEN轴承,可以沿圆周添加更多的油孔,使润滑油在TIMKEN轴承达到更好的分布。

速度进一步增大时(如25米/秒或更高),离心力的作用会沿TIMKEN轴承外圈将油向外甩。为防止内圈挡边缺油,进而出现TIMKEN轴承烧毁,需要在轴承座顶端增加额外的注射孔。

速度大于40米/秒时,一种特殊的高速TSMA轴承已经推出。一个为润滑滚子挡边接触区域的特殊结构可以确保足够的润滑。其设计思想是,在内圈上附加一个挡环以保持相当量的润滑油,并将润滑油通过内圈上沿轴向钻的通孔送到挡边和滚子接触区域。

美国TIMKEN轴承润滑油的特性

美国TIMKEN轴承润滑油的特性

国际标准中,通常采用 ISO VG10 至 ISO VG22范围内的低黏度矿物油润滑TIMKEN轴承。这种选择将最大限度地,尤其在高转速需要尽可能低的黏度时,降低生热。但是,当TIMKEN轴承和齿轮选择同一润滑油时,要以考虑齿轮为主,如果动力传动中包括了齿轮,就要加以注意。添加适当添加剂的高品质矿物油,既可以润滑齿轮,也可以润滑TIMKEN轴承,有相对较小的黏度。

TIMKEN轴承的循环油润滑

TIMKEN轴承的循环油润滑

在设计一个TIMKEN轴承循环油润滑系统时,必须考虑很多因素:

  • 润滑油的特性;
  • 润滑油的流速;
  • 润滑油给排系统;
  • 轴承系统的散热速率

最后一项受到TIMKEN轴承座导热能力和循环润滑油的传热能力等因素影响。

TIMKEN轴承合成润滑脂的特点

TIMKEN轴承合成润滑脂的特点

挡边速度在13m/s(2560ft/min)~ 25m/s(4920ft/min)时,可考虑使用“低扭矩”润滑脂(或合成润滑脂)。经验证明,在最高允许速度下,运转温度可以稳定在高于环境温度15至20度。

为了达到以上性能,遵守以下步骤很重要:

  • 采用有机溶剂除去TIMKEN轴承表面上的防锈保护
  • 只用少量初始油脂以避免过度搅油
  • 初始磨和期,将多余的油脂从TIMKEN轴承里排出
  • 良好的主轴设计,使润滑脂能保留在轴承四周
    • 有效的密封使外来杂质难以侵入

在使用合成润滑脂时,限制因素是“润滑寿命”的概念(不考虑再润滑)。油脂寿命取决于TIMKEN轴承的载荷与速度,一般在5000至8000小时之间。

给TIMKEN轴承填充润滑脂的一般方法是在加热和安装前手工填充。对于内圈,从滚子大端起1/3滚子长度的自由空间填入润滑脂;还有一些填充在保持架以下。对于外圈,只需要在滚道上涂上很薄的一层。

TIMKEN轴承在什么情况下使用矿物润滑脂

TIMKEN轴承在什么情况下使用矿物润滑脂

TIMKEN轴承在使用传统的油脂(矿物润滑脂)时,极限挡边速度为5m/s(985ft/min)。这个极限在TIMKEN轴承只承受径向载荷时可以提高到13m/s,条件是TIMKEN轴承在全部运转过程均处于正游隙状态。一般来说,2号稠度润滑脂采用的是中低粘度的基油。

TIMKEN轴承内部设计——G1系数

TIMKEN轴承内部设计——G1系数

TIMKEN轴承的内部几何形状对力矩有直接影响,所以对热量的产生也就有直接影响,为了测出其轴承的力矩/发热特性并帮助设计师选择合适的TIMKEN轴承,TIMKEN公司确定了一个系数,称为G1系数:G1系数越低,产生的热量越少。

G1系数对设计师来说最重要,因为TIMKEN轴承的运行温度对心轴精确度有影响。

高速TIMKEN轴承的润滑指南

高速TIMKEN轴承的润滑指南

如果润滑油的循环能够达到要求,那么TIMKEN精密圆锥滚子轴承能满足采用TSMA和 Hydra-Rib 高速TIMKEN轴承设计的机床行业的几乎任何水平的速度要求。

润滑剂和润滑系统对发热和散热速率都有影响,因此对TIMKEN轴承的速度能力相当重要。

根据下列因素选择润滑:

  • 最大速度要求
  • 系统的散热速率
  • 心轴布置
  • 心轴的方位

润滑对速度能力的影响

润滑对TIMKEN轴承速度能力的影响

TIMKEN圆锥滚子轴承的设计会导致润滑剂泵浦效应,即润滑剂从滚子端的小端通过压力作用流至大端。随着速度增加,在离心力作用下,润滑剂开始朝外流。当速度过大时,需要考虑滚子大端和内圈挡边表面之间的接触,这就是在运行速度增大时,建议对大端、挡边底部的外圈设计或高速TSMA设计采用喷油润滑的主要原因。

对于TIMKEN圆锥滚子轴承,没有明显的极限转速界限,因为使用性能取决于TIMKEN轴承设计和润滑系统。

TIMKEN公司建议对所有新高速应用进行性能测试。

TIMKEN轴承的许用转速

TIMKEN轴承的许用转速

在确定机床主轴上的TIMKEN轴承在对应预载下的许用转速,涉及到很多影响因素,包括主轴的质量和结构、安装类型、主轴刚度和所需精度、主轴载荷、使用寿命、使用类型(间歇运转或连续运转)以及润滑方式。

TIMKEN轴承温度通常直接随速度和载荷的变化而变化。但是,高速应用下TIMKEN轴承必须承受足够的轴向载荷,避免滚动体打滑产生热量。TIMKEN轴承预载的大小主要是根据这些运行条件确定。转速越低、承受载荷越重,TIMKEN轴承变形量越大。因此,TIMKEN轴承需要具有足够的预载荷,以保证在最高载荷下有足够的轴承刚度,并且保持主轴高速下合理的温度。

TIMKEN轴承加权平均寿命和载荷公式

TIMKEN轴承加权平均寿命和载荷公式

在很多应用中,TIMKEN轴承承受着不同的载荷条件,通常根据最大载荷和速度进行TIMKEN轴承选型。但是,在这些条件下,为了检查加载循环,确定加权平均载荷,可进行更加深入地分析。

基于加权平均载荷的TIMKEN轴承选型需要考虑转速和载荷的变化以及载荷和转速发生变化期间所占的时间比例。但是,为了评价TIMKEN轴承接触应力和偏心,还有必要考虑极端受载条件。