TIMKEN轴承的润滑限制

TIMKEN轴承的润滑限制

在较低的温度下,TIMKEN轴承的脂润滑应用场合中的起动扭矩通常会显著增大。起动扭矩大体上并非润滑脂稠度或流动性的一个函数。它通常是润滑油流变特性的一个函数。

TIMKEN轴承润滑脂的高温极限通常是润滑脂基油的热稳定性和氧化稳定性以及抗氧化剂效能的一个函数。

TIMKEN轴承的设备要求

设备设计人员必须评估温度对所设计设备性能产生的影响。例如,精密机床主轴可能对热膨胀非常敏感。对于某些主轴,温升应该控制在比环境温度高 20°C 到 35°C(36°F到 45°F)以内。

大多数工业设备都可以在相当高的温度下工作。例如,齿轮传动装置可以承受 93°C (200°F) 高温。燃气涡轮等设备可以在 100°C (212°F) 以上的温度下连续工作。然而,如果没有正确对轴和轴承座进行机械加工和热处理,在高温条件下长时间运行时,轴和轴承座的配合可能会受到影响。

尽管TIMKEN轴承在高达 120°C (250°F) 的温度下也能够正常工作,但制定 80°C 到 95°C(176°F到 203°F)的温度上限更切实际。更高的工作温度会增大瞬间温度峰值,增加TIMKEN轴承受损的风险。根据具体的应用实施样品测试有助于确定工作温度范围,因此应尽可能执行这样的测试。设备的设计人员应负责权衡所有相关因素,并最终确定符合要求的工作温度。

TIMKEN轴承材料限制

TIMKEN轴承材料限制

在 120°C (250°F) 以上的温度下,经过标准热处理的标准轴承钢无法保持需要的至少 58 HRC 的硬度。

正确选择适当的热处理工艺可以控制TIMKEN轴承的尺寸稳定性。标准TIMKEN调心滚子轴承能够在最高 200°C (392°F) 的温度下保持稳定的外形,标准圆柱滚子轴承能够在最高 150°C

(302°F) 的温度下保持稳定的外形。这些TIMKEN轴承可以应要求提供如下更高的稳定性。这些标识符合 DIN 标准 623。对于能够在高温下保持稳定外形的产品,其外形仍有可能会在保养时由于微结构发生形变而有所变化。这些形变包括对马氏体的继续回火以及残留奥氏体的分解。变化幅度取决于工作温度、温度持续时间以及钢材的成分和热处理方式。

当TIMKEN轴承温度超过限制时,需要使用特殊的高温钢。请咨询我们,以了解非标准热稳定钢或高温钢等级产品具体部件号的供货情况。

工作温度会影响滑润膜厚度和TIMKEN轴承游隙,这两方面因素都会直接影响TIMKEN轴承的使用寿命。极高的温度会使润滑膜变薄,从而导致表面之间的尖峰互相接触。

TIMKEN轴承的工作温度还会影响保持架、密封圈和防尘盖的性能,进而影响TIMKEN轴承的性能。

TIMKEN轴承的工作温度

TIMKEN轴承的工作温度

TIMKEN轴承工作在多种应用场合和环境中。在大多数情况下,TIMKEN轴承的工作温度都不是问题。但在某些应用场合,TIMKEN轴承会工作在极端转速或极限温度环境中。在这样的情况下,必须特别注意不要超过TIMKEN轴承的极限温度。最低极限温度主要基于润滑能力。最高极限温度通常受材料和/或润滑剂的制约,但也可能基于TIMKEN轴承所属设备的精度要求。

安装锥孔TIMKEN调心滚子轴承的方法

安装锥孔TIMKEN调心滚子轴承的方法

  • 使用最薄 0.038 毫米(0.0015 英寸)的塞尺
  • 将TIMKEN轴承侧立放置,让内圈和外圈的端面平行
  • 将拇指放在TIMKEN轴承内圈内孔上,并在两个或三个滚子间距的距离内摆动内圈
  • 放好各个滚子组件,让一个滚子处在TIMKEN轴承内圈滚道的最高点当滚子处于正确的位置之后,将测径向游隙用的塞尺插入到TIMKEN轴承滚子和外圈之间
  • 小心地将塞尺在顶部滚子的滚子和外圈滚道之间移动。使用稍厚的塞尺重复次步骤,直到其中一个塞尺无法通过为止
  • “无法通过”的塞尺前面的那个塞尺的厚度就是安装前的初始径向游隙
  • 在锥形轴的表面抹少量的机油,以开始执行安装步骤
  • 用手将TIMKEN轴承滑到轴上尽可能深的位置
  • 拧紧锁紧螺母之后,过盈配合会增大并导致TIMKEN轴承内圈膨胀
  • 定期测量并记录径向TIMKEN轴承游隙的减少量
  • 继续此步骤,直到获得正确的TIMKEN轴承游隙减少量为止。不要超过建议的减少量
  • 在TIMKEN轴承安装过程中,应检查未承载滚子处的径向游隙。如果此滚子位于底部位置,请确保滚子抬起并牢牢固定在内圈的内侧位置
  • 达到建议的游隙减少量之后,TIMKEN轴承即可获得合适的配合量
  • 将锁紧垫圈凸出的边敲入锁紧螺母槽中,或者固定住锁紧垫片,以便完成此步骤

TIMKEN轴承手扳冲压安装法

TIMKEN轴承手扳冲压安装法

  • 通常用于小尺寸TIMKEN轴承的一种可选安装方法,将轴承压到轴上或轴承座中。此方法需要一个手扳压机和一个安装套筒
  • 安装套管应由软钢制成,内径应稍大于轴直径
  • 安装套管的外径不应超过轴肩外径
  • 安装套筒的两端面应与轴线垂直,内外表面需要彻底清洁,而且套筒应该足够长,保证TIMKEN轴承安装后套筒末端仍长于轴
  • 如果是将外圈压进轴承座中,安装套管的外径应稍小于TIMKEN轴承座的内径,内径应不小于尺寸表中建议的轴承座支撑直径在轴上涂抹轻机油,减小克服过盈配合量所需的压力
  • 将TIMKEN轴承小心地安装于轴上,并确保它与轴的中心线垂直
  • 从手扳杆施加稳定的压力,从而使TIMKEN轴承牢固地压到轴挡肩

TIMKEN轴承热膨胀方法安装

TIMKEN轴承热膨胀方法安装

  • 大多数应用都需要在轴上采用过盈配合方式。
  • 将TIMKEN轴承加热使其膨胀到足以轻松滑入到轴上,即可轻松完成安装
  • TIMKEN轴承通常采用两种加热方法:
    • 热油箱
    • 感应加热
  • 第一种方法通过对一箱具有高闪点的油进行加热来完成
  • 油温不能超过121°C(250°F)。93°C (200°F) 的油温足以满足大多数应用
  • 应将TIMKEN轴承加热 20 或 30 分钟,或者直到它膨胀到足以轻松滑入到轴上
  • 可以使用感应加热过程来安装TIMKEN轴承
  • 感应加热过程很快,因此必须特别注意防止温度超过 93°C(200°F)
  • 通常需要对设备和TIMKEN轴承进行试验性运行,以掌握正确的加热时间
  • 可以使用会在预定温度下熔化的热蜡笔来检查轴承的温度
  • 将TIMKEN轴承加热之后,应将其端端正正地紧靠在轴肩上
  • 随后安装锁紧垫圈和锁紧螺母或盖板,以便将TIMKEN轴承固定在轴的轴肩上
  • 当TIMKEN轴承渐渐冷却时,需拧紧锁紧螺母或盖板
  • 当轴承座中需要以过盈配合的安装方式来防止外圈旋转时,可以对轴承座进行加热,使其膨胀便于安装
  • 轴承不应与热源直接接触
  • 通常的做法是在距离油箱底部数英寸高的位置放一张屏蔽网。使用小型支撑块将轴承和屏蔽网隔开
  • TIMKEN轴承一定要远离附近的任何高温热源,否则TIMKEN轴承有可能会过热,从而导致TIMKEN轴承圈的硬度下降
  • 通常可以使用加热炉。最好配有自动温度控制设备
  • 如果安全法规禁止使用开口式热油浴,则可以使用15%的溶性油和水的混合液。这种混合液最高可以加热到93°C(200°F),而且不会产生火苗

TIMKEN轴承的装机

TIMKEN轴承的装机

TIMKEN轴承使用过盈配合内圈时,装机方法将取决于TIMKEN轴承具有直孔还是锥孔。

TIMKEN轴承的洁净度

  • 选择不含粉尘和潮气的洁净环境
  • 安装人员应使用防护网和干净的抹布来尽量确保洁净度

制订工作计划

  • 提前了解您的计划并准备好所需的工具。这样可以缩短工作时间并降低灰尘进入轴承的可能

检查TIMKEN轴承和准备

  • 应准备好机器的所有部件,并在继续操作之前将它们彻底清洁
  • 应清洁轴承座,包括吹洗注油孔
  • 不要在TIMKEN轴承上使用空气软管
  • 如果有盲孔,请插入一根磁棒以去除在制造过程中可能堆积在盲孔中的金属碎片
  • 轴肩或与TIMKEN轴承相接触的间隔圈应当与轴线垂直
  • 轴颈圆角必须足够小,能够塞满TIMKEN轴承的半径
  • 应对照详细技术要求打印件检查所有原装部件的尺寸精度。应仔细检查轴和轴承座的尺寸和形位公差(圆度等等)

TIMKEN调心滚子轴承的热梯度

TIMKEN调心滚子轴承的热梯度

TIMKEN轴承内的热梯度主要与轴承转速有关系。加速时热梯度也上升,热量增加,径向游隙减小根据经验,当实际转速超过热转速的 70% 时,应选择更大径向间隙的TIMKEN轴承

订购的TIMKEN调心滚子轴承具有指定的标准或非标准径向游隙值。标准径向游隙为 C2、C0(标准)、C3、C4或C5符合ISO5753标准。C2代表最小游隙,C5代表最大游隙。非标准游隙可根据特定要求提供。

对于给定应用所需的TIMKEN轴承游隙取决于应用所需的运行精度、TIMKEN轴承转速以及所使用的公差配合。大多数应用选取标准游隙或C3游隙。较大的游隙通常会减小轴承的工作承载区、增大最大滚子负荷以及缩短轴承的预期使用寿命。然而,置于负游隙条件下的TIMKEN调心滚子轴承可能会由于发热量过大和/或材料疲劳过度而过早损坏。作为一般性处理原则,在没有特殊润滑系统的情况下,TIMKEN调心滚子轴承应避免在负间隙条件下运行。

TIMKEN调心滚子轴承的游隙调整

TIMKEN调心滚子轴承的游隙调整

为了TIMKEN调心滚子轴承得到合适的工作游隙,必须留意公差配合与TIMKEN轴承内的热梯度效应。

TIMKEN调心滚子轴承的公差配合

  • 内圈和实心钢轴之间的过盈配合会减少TIMKEN轴承内的径向游隙,其值大约为过盈配合量的80%
  • 外圈和钢材或铸铁轴承座之间的过盈配合会导致TIMKEN轴承径向游隙大致减少过盈量的60%
  • 与直孔TIMKEN轴承相比,带有锥孔的TIMKEN调心滚子轴承需要在轴上采用稍大一点的过盈配合量

TIMKEN调心滚子轴承的锥孔设计

TIMKEN调心滚子轴承的锥孔设计

通常选择使用锥孔TIMKEN轴承来简化轴的安装和拆卸。TIMKEN调心滚子轴承无法分离,因此可以使用一个带直孔内径和锥孔外径的紧定套来简化安装。也可以将锥孔滚子轴承直接安装到锥形轴上。

与带有直孔的TIMKEN轴承相比,带有锥孔的TIMKEN轴承通常需要在轴上采用更紧的配合。通常使用一个锁紧螺母将内圈顶到锥形套筒上。随后使用锁紧垫圈或锁紧垫片将锁紧螺母的位置固定住。

TIMKEN公司提供了多种附件,用以简化锥孔TIMKEN调心滚子轴承的组装。可以将TIMKEN轴承轴向推进引起的径向膨胀量的85%来估计其的游隙减少量。也就是说,对于1:12的锥孔,轴向推进引起的径向游隙损失可以粗略计算为71微米/毫米,对于1:30的锥孔,可以粗略计算为28微米/毫米。