雙列滿裝圓柱滾子軸承由于沒有保持架,可容納最多的滾子,因此適用于承受極重的徑向負荷。但其允許的運行轉速卻遠低于帶保持架的圓柱滾子軸承。SKF雙列滿裝圓柱滾子軸承的標準供應范圍包括四種設計,三種開式的設計和一種帶密封的設計(→圖1)。所有的軸承都是非分離型的設計,外圈帶潤滑槽和三個潤滑孔,以便于進行潤滑。
NNCL型軸承(a)的內圈帶三個擋邊,外圈無擋邊。外圈中央裝有一個固定環在兩組滾子之間,可以防止滾子溜出,并保持軸承一體。NNCL型軸承可允許軸與軸承座之間有一定的軸向位移在軸承內發生。因此可作為浮動端軸承。
NNCF型軸承(b)的內圈帶三個擋邊,外圈帶一個擋邊,可以作一個方向的軸向定位。外圈在擋邊的另一側裝有一個固定環,以保持軸承一體。
NNC型軸承(c)的內圈與NNCL和NNCF的相同。外圈是剖分式的,并由一些部件來固定,因此不可以承受軸向負荷。兩個剖分的外圈是完全一樣的,各帶有一個擋邊,可以作兩個方向的軸向定位。
XNF型(d)的NNF 50和3194(00)系列軸承,兩側帶密封圈并已充有潤滑脂。剖分式的內圈帶三個擋邊,并由一固定環固定。外圈帶一個中央擋邊,可以作兩個方向的軸向定位。由于兩列滾子之間有很大的距離,因此軸承可以承受傾覆力矩。
NNF型軸承的外圈比內圈窄1mm,外圈的外圓上有兩個止動槽。因此,以省卻內圈與相鄰組件之間的間隔圈,例如在索輪的應用(→圖2)。
軸承兩側帶由聚亞安酯(AU)制成的接觸式密封圈。密封圈是裝在內圈的肩部,在此位置可以提供良好的密封效果。密封唇以很小的壓力接觸著外圈的滾道。
軸承填充有鋰基潤滑脂,基油為雙酯油,有良好的抗腐蝕特性。基油粘度為40℃時15mm2/s,在100℃時3,7mm2/s,工作溫度在-55至+110℃之間。但由于密封材料的限制,密封軸承的允許工作溫度范圍在-40至+80℃之間。
在一定條件下,密封的NNF型軸承無需維護。但在潮濕或污染較嚴重的環境下,或在中轉速至高轉速下運行,軸承必須定時作補充潤滑。可以利用在內圈或外圈上的潤滑孔進行。
如果只需要一個甚至無需密封圈的軸承,用螺絲刀可以輕易把密封圈拆除。若采用的是油潤滑而無需密封的軸承,只要達到一定的數量,可以提供無密封圈和無潤滑脂的軸承。否則密封圈需自行拆除,并于安裝前將軸承內的潤滑脂清洗。在油潤滑的情況工,產品表中所列的極限轉速可以提高約30%。
一般資料和數據
尺寸
除NNF 50和3194(00)系列軸承夕卜,SKF雙列滿裝圓柱滾子軸承的外形尺寸符合ISO 15:1998標準。NNF型軸承的外圈比ISO 50系列所定的標準窄1mm。3194(00)系列軸承的尺寸是根據過去實際應用而定,沒有包括在任何國際或國家的標準內。
公差
SKF雙列滿裝圓柱滾子軸承根據普通級公差制造。公差范圍符合ISO 492:2002標準,參見125頁的表3。
內部游隙
SKF標準的雙列滿裝圓柱滾子軸承為普通組徑向內部游隙,部分型號可根據要求能提供較大的C3或較小的C2組游隙。
游隙范圍符合ISO 5753:1991標準,參見507頁的表1。僅適用于未安裝和無測量負荷的軸承。
可以作兩個方向軸向定位的NNC和NNF型軸承,所有尺寸軸承的軸向游隙都在0,1至0,2mm之間。
軸向位移
NNCL和NNCF型軸承可以允許因熱膨脹造成軸與軸承座的之間有一定的軸向位移(→圖3)。由于軸向位移是在軸承內發生,而不是在內圈與軸或外圈與軸承座。因此當軸承在轉動時,摩擦并無增加。內外圈處于正常位置時,其之間允許的軸向位移量s,參見產品表。
對中誤差
雙列滿裝圓柱滾子軸承對于內外圈之間的任何角度誤差都導致力矩產生在軸承內。軸承會因負荷的增加而縮短其工作壽命。
運行溫度對軸承材料的影響
SKF雙列滿裝圓柱滾子軸承都經過特殊熱處理。可以在高達+150℃的溫度下運行。
最小負荷
為使軸承獲得良好運行,雙列滿裝圓柱滾子軸承像所有的球軸承和滾子軸承一樣,必須承受一定的最小負荷,尤其是在高速(轉速n>參考速度的0,5倍)或高加速度,又或在負荷方向快速改變下工作。在這些工況下,滾子和保持架的慣性力以及潤滑劑內的摩擦將對軸承的滾動產生不良影響,在滾子和滾道之間可能會產生對軸承具損害性的滑動運動。
雙列滿裝圓柱滾子軸承所需的最小負荷可用以下公式估算:
式中
Fm=最小徑向負荷,kN
kr=最小負荷系數
48系列軸承為0,2
49系列軸承為0,25
NNF 50和3194(00)系列軸承為0,4
NNCF 50系列軸承為0,5
n=轉速,r/min
nr=額定轉速(→產品表),r/min
-對于開式的軸承,使用參考轉速
-對于密封軸承,使用l,3x極限轉速
dm=軸承平均直徑
=0,5(d+D),mm
在低溫狀態下起動或潤滑劑粘度很高的情況下,可能需要更大的最小負荷。軸承支撐的重量,加上外力,通常已超過所需的最小負荷。若尚未能達到最小負荷,該軸承必須施以額外的徑向負荷。
軸向動負荷承載能力
內外圈都帶擋邊的雙列滿裝圓柱滾子軸承,除了能承受徑向負荷之外,還可承受一定的軸向負荷。其軸向負荷承載能力主要取決于滾子端面與擋邊的接觸面能承受多大的負荷。其它對軸向負載能力有較大影響的因素,包括潤滑條件、工作溫度和軸承散熱的情況。根據以下假設的條件,可以計算足夠精確的允許軸向負荷
式中
Fap=最大允許軸向負荷,kN
C0=基本額定靜負荷,kN
Fr=實際徑向軸承負荷,kN
n=轉速,/min
d=軸承內徑,mm
D=軸承外徑,mm
k1=系數
油潤滑時為0,35
脂潤滑時為0,2
k2=系數
油潤滑時為0,1
脂潤滑時為0,06
以上公式是基于一般的軸承工作條件:
·軸承工作溫度與環境溫度相差60℃
·軸承熱損失為0,5mW/mm2℃;根據軸承外圈的表面積(πDB);
·粘度比k≥2
在脂潤滑的情況下,可以使用潤滑脂基油的粘度。如果k小于2,會因摩擦的增加而造成更多磨損。這些影響在低轉速下會減少,例如使用含抗磨(AW)和極壓(EP)添加劑的潤滑油。
當軸承是以脂潤滑,及軸向負荷長時間的作用下,應使用在該工作溫度下有較好淅油特性的潤滑脂(>3%根據DIN 51 817)。并建議更頻繁的進行補充潤滑。
使用上式計算的允許軸向負荷Fap,僅適用于在軸向負荷是固定且持續作用,以及滾子端面與擋邊的接觸面有足夠潤滑的條件下。對于短時間作用的軸向負荷,可將該值乘以2;如果承受的是軸向沖擊負荷,則可將該值乘以3。但必須能滿足以下對擋邊強度的限制。
為防擋邊斷裂,作用在軸承上的固定軸向負荷絕不可大于:
Fa=0,0023 D1,7
對于短時間或偶爾作用的軸向負荷絕不可大于:
Fa=0,007 D1,7
式中
Fap=最大允許軸向負荷,kN
D=軸承外徑,mm
當雙列滿裝圓柱滾子軸承承受很大的軸向負荷時,要使擋邊承受均勻的負荷和達到一定的的旋轉精度,擋肩的尺寸和軸向跳動必須能滿足一定的要求。
當同時有軸撓曲和軸向負荷的作用下,支承內圈擋邊的高度應只有擋邊高度的一半(→圖4),以避免擋邊承受循環的應力。產品表有給出建議的軸肩直徑das。
當內圈與外圈之間的角度誤差超過1弧分時,在擋邊上承受負荷的情況會有很大的改變。以上參考值內的安全系數可能不適用。碰到這種情況時,請向SKF查詢。
當量動負荷
對于承受動負荷的雙列滿裝圓拄滾子軸承,當用作浮動端軸承時
P=Fr
如果軸承用作一個方向或兩個方向的軸向定位,可使用下公式
P=Fr 當Fa/Fr≤0,15
P=0,92Fr+0,4Fa 當Fa/Fr>0,15
由于承受軸向負荷的雙列滿裝圓柱滾子軸承,必須要同時承受徑向負荷才可達到理想的運行效果,但軸向負荷與徑向負荷的比不可大于0,25。
當量靜負荷
對于承受靜負荷的雙列滿裝圓柱滾子軸承
P0=Fr
補充代號
用于SKF雙列滿裝圓柱滾子軸承的后綴的含義如下:
DA 改進的止動槽,剖分的內圈由一個固定環固定
ADA 改進的止動槽,剖分的內圈由一個固定環固定
CV 改進內部設計,滿滾子軸承
C2 徑向游隙小于普通組
C3 徑向游隙大于普通組
L4B 軸承套圈和滾動體經特殊表面涂層處理
L5B 滾動體經特殊表面涂層處理
V 滿滾子軸承(無保持架)
2LS 兩側帶聚亞安酯(AU)接觸式密封