TIMKEN球轴承的润滑

TIMKEN球轴承的润滑

尽管TIMKEN球轴承在所有抗摩轴承中的摩擦最小,仍然需要润滑来减小因滚珠在载荷作用下在滚道上变形而产生的滚动阻力以及减小滚珠、滚道和保持架之间的滑动摩擦。润滑还可保护精确磨削和抛光表面不受腐蚀,带走产生的热量,并且能保护轴承免于外界杂物进入。

不管润滑的方式以及润滑剂的类型是怎样,重要的是要选用高品质的润滑剂,以减小氧化、胶化或污化,润滑剂要清洁并防潮,以减小磨损。

为达到润滑的目的,润滑油要适量,否则润滑油本身可能成为另一个生热的根源,也就是,运动着的零件与润滑剂之间以搅动或内部剪切的形式产生的摩擦。

TIMKEN球轴承的润滑,重要的是要认识到少量的润滑油或润滑脂,如果能够保证持续存在于轴承内,就足以满足需要了。应该注意到,过量的润滑和不足的润滑同样可以导致问题。任一种情况都需要避免。过量的润滑油或润滑脂会导致高温并可能导致损坏。当使用润滑脂时,尤其需要考虑到最高运转温度。

另外,还必须注意TIMKEN球轴承的油脂附近的轴承座的设计,以确保足够的油脂排油空间和保持量。

根据运转速度、载荷和温度,TIMKEN机床球轴承可采用脂润滑、油润滑或油雾润滑。一般来说,高速时采用油润滑,因为油润滑比脂润滑的冷却效果显著。

TIMKEN润滑的特点

TIMKEN润滑的特点

 

TIMKEN润滑脂

脂润滑的速度极限低于油润滑的速度极限,因为所有的热量只能通过轴和轴承座的传导作用带走。

 

TIMKEN润滑油

机床制造商往往偏向于采用脂润滑主轴轴承,而不是采用油循环润滑,这是由于其简单性和应用生热较小。然而,对于高速或重载,循环油由于有很好的散热能力,可能是应用最为广泛的。

 

TIMKEN循环油润滑

在设计一个循环油润滑系统时,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

最后一项受到轴承座导热能力和循环润滑油的传热能力等因素影响。

 

TIMKEN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,也可以润滑轴承,有相对较小的黏度。

润滑对TIMKEN圆锥滚子轴承速度能力的影响

润滑对TIMKEN圆锥滚子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。

 

 

冲击载荷对TIMKEN轴承的影响

冲击载荷对TIMKEN轴承的影响


很难准确确定冲击载荷对TIMKEN轴承使用寿命的影响,冲击载荷的大小取决于碰撞体的质量、速度和冲击时产生的变形。

对TIMKEN轴承的影响取决于在冲击点和轴承之间所吸收的冲击量以及冲击载荷是否足以导致轴承损坏,还取决于冲击载荷的频率和持续时间。

一个突然的外加载荷至少等效于其静载荷值的两倍,根据冲击速度,也可能远远超过这个值。

冲击涉及到很多不为人知或不容易确定的变量,因此,好的办法是根据经验确定。TIMKEN公司有多年关于多种类型设备在最苛刻承载条件下的运行经验。在遇到异常的载荷和使用要求时,请咨询我们。

 

 

影响TIMKEN轴承选型的其他因素

影响TIMKEN轴承选型的其他因素

对TIMKEN轴承性能有很大影响的其他可控因素包括安装配合方式、内部游隙、润滑剂的种类和整体性。例如:在使用向心球轴承时,保证正常的运行需要合理的内部游隙。

 

热膨胀

当发生热膨胀时,容许轴的长度微变,这些问题(例如轴向位移)必须解决,在这些情况下,旋转零部件支座包括固定端(定位的)轴承布置和浮动端轴承布置(非定位的)。

固定端轴承承受的是合成载荷,通常离轴的工作端最近,目的是将变形降到最低程度,以保持工件的精确度。

如果有必要采用浮动轴承,设计必须考虑轴的轴向位移,通过轴承分别沿着轴或轴承座侧向“滑动”可做到这一点。在TIMKEN轴承或TIMKEN轴承座内孔加工过程中,要求较松的配合。这不仅仅减轻了组件上该端的轴向应力,而且方便轴承和轴的安装。

 

微量偏斜

当机器的尺寸加大时,需要考虑的主要因素是调心。轴弯曲或附加载荷能产生力矩载荷。TIMKEN轴承选型必须深入考虑轴承座的安装惯例。由于轴承座内孔的制造局限,我们鼓励选择TIMKEN自调心轴承组合方式(DF,面对面)。

通过形成球形外径或推力面,可以对补偿机加工问题和处理动态载荷。

 

有效跨距

当在TIMKEN圆锥滚子轴承和角接触球轴承上施加载荷时,各滚动体与外滚道接触的内力与滚道正交。这些力有一个径向分量和轴向分量。在纯轴向载荷的特殊情况下例外,内圈和轴能承受滚动体上力的不对称轴向分量引起的力矩。

可从数学上证明,如果轴的建模以有效轴承中心为支撑而不是其几何轴承中心,那么在计算轴承上的径向载荷时,可忽略轴承的力矩。

只有外部施加的载荷需要考虑,并且力矩在轴承的有效中心测取,目的是确定载荷或反作用力。选择是否采用直接安装或间接安装,取决于应用场合。

通过对装有TIMKEN滚动轴承的设备成功运行的诸多因素的研究,加上TIMKEN公司一个世纪以上的丰富经验,我们可以帮助客户进行合理选型。

TIMKEN主轴系统特性

TIMKEN主轴系统特性

TIMKEN机床设计人员的目的是制成精密的主轴,振动最小,具有优化的发热和散热特性,然后产生最好的表面光洁度、尺寸精确度和优化的生产率。

由于切剖速度和载荷增加,TIMKEN机床制作设计人员正在研发主轴设计,改善动态刚度。
动态刚度取决于:

  • 静态刚度
  • 阻尼
  • 质量

 

从设计的观点看,TIMKEN轴承选型对质量的影响很小,但是静态刚度和阻尼能通过轴承和应用设计而改变。系统的固有频率能通过静态刚度的变化发生根本性的变化;另一方面,阻尼决定了颤动模式下系统位移的大小。试验表明,阻尼随使用的滚动轴承类型的变化而变化。

TIMKEN超精密轴承选用耐磨材料

TIMKEN超精密轴承选用耐磨材料

 

TIMKEN超精密轴承的耐磨材料

TIMKEN为了改进机床性能和使用寿命,先进的轴承能够耐碎屑磨损。采用WearEver技术的TIMKEN公司的超精密轴承将特殊高合金钢和陶瓷滚珠结合,为高速应用提供了卓越的性能和切剖质量,改善机器的效率和利用,同时减少了辅助的最后完工工序和停工时间。

TIMKEN在设计轴承时专门采用这种独特的耐磨钢,目的是经受硬杂质引起的损坏,硬杂质是缩短轴承使用寿命的一个主要原因。研究表明,在有硬杂质的时候,使用这种先进材料的使用寿命是标准轴承的十倍。这种材料在高速机加工生产力和改善产品质量方面,具有明显的先进性。关于其可供货范围。

 

 

TIMKEN超精密球轴承预载荷水平

TIMKEN超精密球轴承预载荷水平

 

TIMKEN公司的超精密球轴承属于万能配对型,所有匹配的双联组件可采用 DB(背对背)、 DF (面对面)或 DT(串列)安装,在订购时,无需单独注明。

 

TIMKEN预载荷水平

TIMKEN预载荷球轴承的内部条件与承受轴向载荷的球轴承类似,当后续运行载荷作用在轴承组件上时,这种初始的轴向载荷明显降低轴向和径向挠度。预载荷水平在很高速度时限制了接触角的变化,并防止在很高加速度和速度下滚珠打滑。

在很多情况下,轴承预载荷的大小是在希望的刚度和降低预载荷在设备上的不利影响之间求取平衡。如果运行速度高,预载荷过重会导致过高的运行温度,最后可导致轴承损坏。为了满足总体性能要求,球轴承预载荷共有四大类:超轻型、轻型、中等和重型。为了使性能最大化,TIMKEN公司能设计特定预载荷的超精密球轴承。

TIMKEN超精密球轴承组件数量

TIMKEN超精密球轴承组件数量
TIMKEN公司的超精密球轴承有单个、双列、三列和四列匹配组合:

  • SU (X、 L、 M、 H)— 单个轴承/预载荷水平
  • DU (X、 L、 M、 H)— 双列组合/预载荷水平
  • TU (X、 L、 M、 H)— 三列组合/预载荷水平
  • QU (X、 L、 M、 H)— 四列组合/预载荷水平

各增加轴承增加了系统的刚度和承载能力,组件中轴承的数量在部件编号内有规定。

TIMKEN公司的超精密球轴承属于万能配对型,所有匹配的双联组件可采用 DB(背对背)、 DF (面对面)或 DT(串列)安装,在订购时,无需单独注明。

TIMKEN超精密轴承保持架

TIMKEN超精密轴承保持架(保持环或隔离片)

 

TIMKEN保持架的功能是分离轴承内的滚动体,其首先通过增加重量影响轴承性能,增加重量会增加高速时的离心力和合成的径向载荷,这限制了轴承在高温下运行的能力。TIMKEN公司的保持架类型系列包括:

  • CR 酚醛(合成)—标配
  • PRC 模塑强化尼龙—以前属于标配
  • MBR  机制青铜
  • PRJ 高性能聚合物
  • SR 镀银机制钢

TIMKEN公司的酚醛保持架对于高达 93°C(200°F)的高速应用属于标配。对于高热应用,通常使用机制青铜。但是,重量增加,降低了轴承组件的速度能力。