推力调心滚子轴承与调心滚子轴承受力区别-简介

  调心球轴承有两列钢球，内圈有两条滚道，外圈滚道为内球面型，具有自动调心的性能。可以自动补偿由于轴的挠曲和壳体变形产生的同轴度误差，适用于支承座孔不能够确保同轴度的部件中。该种轴承主要承受径向载荷，在承受径向载荷的同时，亦可承受少量的轴向载荷，通常不用于承受纯轴向载荷，如承受纯轴向载荷，只有一列钢球受力 调心滚子轴承具有两列滚子，大多数都用在承受径向载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷。该种轴承径向载荷能力高，非常适合于重载或振动载荷下工作，但不能承受纯轴向载荷；调心性能好，能补偿同轴度误差。

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  调心滚子轴承由一个带球面滚道的外圈、一个带双滚道的内圈、一个或两个保持架和一组球面滚子组成。由于外圈球面滚道中心与轴承中心一致，具有调心性能，能自动调整轴与轴承座角度误差引起的倾斜或轴偏斜。

  调心滚子轴承能承受较大的径向载荷和双向轴向载荷。非常适合于承受重载荷和冲击振动载荷。但调心滚子轴承的允许工作转速相对较低。

  正常工况下，调心滚子轴承的允许角度偏差为1° ~ 2.5°，带密封装置的调心滚子轴承调心性能会下降。

  不同尺寸系列调心滚子轴承的允许角度偏差值，请参考本样本汇总部分“轴承选型”的相关内容。

  C型轴承内圈两侧有两个保持架，两排球面滚子之间有一个活动挡圈。轴承运转时，中间挡圈可以轴向移动进行补偿。当轴承承受轴向载荷时，能调整两排滚子的载荷，使其均匀承受载荷，从而避免应力集中和单排滚子受力。

  CA型轴承内圈两侧有挡边和保持架，两排调心滚子之间有(或没有)活动中间挡环。轴承运转时，中间挡圈可以轴向移动进行补偿。当轴承承受轴向载荷时，能调整两排滚子的载荷，使其均匀受力，避免应力集中。如果没有可移动的挡边，其功能由保持架承担。

  带固定挡边的调心滚子轴承在内圈两侧有挡边，中间有一个固定的中间挡边和两个保持架。虽然滚子和C、CA轴承滚子都是球面滚子，但它们的轴向长度是不对称的。轴承运转时，中间挡圈不能轴向移动，但能很好地引导滚子。轴承在承受轴向载荷时，不能调节两排滚子的载荷，所以单排滚子容易受力或产生应力集中。

  虽然这种结构有被C、CA轴承取代的趋势，但在某些应用场合，如轴向载荷小、振动载荷大等，仍有一定的优势。

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  调心滚子轴承有多种结构类型。除了一般的开式轴承外，还可以为客户提供两侧带密封圈的封闭式结构。根据接触形式，密封环可分为接触型和非接触型(低摩擦)。

  两侧带密封圈的轴承在出厂前已加注润滑脂。润滑脂的加注量一般为轴承中有效空测的25% ~ 35%。如果客户有特别的条件，也可以加注其他种类的润滑脂或调整加注量。安装两侧带密封圈的轴承时，不要清洗或加热到80℃以上，否则容易损坏轴承或造成油脂变质和流失。带密封圈的轴承能在30℃至+100℃的环境和温度范围内保持其正常的工作性能。

  在正常工作条件下，密封调心滚子轴承不需要补充润滑脂，但在负荷大、转速高、温度高于+70℃时，使用一段时间后，应通过外圈上设置的润滑槽和孔补充润滑脂。

  振动筛和破碎机等振动机械中使用的调心滚子轴承会导致轴承的滚子和保持架产生较大的加速度。因此，在设计中应采取了特殊设计，以满足这种工况的要求。可为客户提供带子结构的调心滚子轴承。

  部分调心滚子轴承的内外圈，保持架沿轴向以一定角度切成两半。这种结构与普通整体调心滚子轴承的性能基本相同，承载能力大，适用于轴承不能沿轴向安装的场合。然而，由于内外滚道的分离表面，工作速度相对较低。

  调心滚子轴承的内孔一般为圆柱孔，但有些尺寸规格也可提供锥度为1: 12或1: 30的圆锥孔轴承(适用于241、240尺寸系列)，在轴承的后代号上加K或K30。圆锥轴承用紧固套或拆卸套固定在轴上，可以方便轴承的安装和装卸。

  为便于润滑，调心滚子轴承可在外圈设置润滑孔和槽，轴承后代号加W33。外圈带润滑孔的调心滚子轴承，在轴承后代号中加W20。

  我们还可以为客户提供其他结构及形式的调心滚子轴承，如外圈带止动槽的调心滚子轴承、单列调心滚子轴承(角度误差可达4°)等产品。如果客户要，能咨询技术部门。

  调心滚子轴承，其中C型轴承多为钢板冲压保持架和玻璃钢聚酰亚胺等工程塑料保持架。CA型轴承采用黄铜实体保持架。

  由于调心滚子轴承的独特结构，它能承受较大的纯径向载荷，甚至纯轴向载荷。

  带紧定套的调心滚子轴承一般安装在光轴上，不带轴肩，能承受多少取决于轴和紧定套之间的摩擦力。如果轴承安装正确，可通过以下公式计算容许轴向载荷:

  为了保证轴承良好的运作时的状态，调心滚子轴承和其他球轴承、滚子轴承一样，必须施加一定的小载荷，特别是对于高速、高加速度、冲击振动载荷，或在载荷方向频繁变化的条件下工作。因为，在这些工况下，滚子和保持架的惯性力以及润滑剂中的摩擦力会对轴承的滚动和旋转精度产生不利影响，滚子和滚道之间可能会有有害的滑动。

  在低温或润滑剂粘度高的情况下起动，在大多数情况下要更大或更小的负载。通常情况下，轴承座本身的重量加上轴承承受的载荷已超越了要求的最小载荷。如果还未达到较小的载荷，必须对这种轴承施加额外的径向载荷，以满足较小载荷的要求。

  标准调心滚子轴承的尺寸符合GB/T273.3《滚动轴承用径向轴承的外观尺寸》和GB/T288《滚动轴承用调心滚子轴承的外观尺寸》。

  标准调心滚子轴承一般按P0级(普通级)和0组(基本组)游隙制造。如果客户对尺寸、公差和间隙有其他特别的条件(包括非标)，可提供对应的产品。

  从轴承设计的类型上，我们大家可以看出来，调心滚子轴承是比较少见的两列的滚子轴承，既然是两列，那么比起一般的单列(球或者滚子)轴承来说，承载能力要高的多，而且这又是一个滚子轴承，本身比起球轴承，承载能力就会高。所以，单从轴承的设计角度来判断轴承的使用的话，调心滚子轴承是一个非常适用在需要高承载力的应用中的轴承。

  当然，只从这一点判断，似乎也不是特别的有说服力，一般工程师还需要计算一下轴承的寿命，来看看在同等尺寸下，调心滚子轴承是否能达到设备或者电机所要求的常规使用的寿命。根据一般的轴承寿命计算公式校核之后，跟理论上想象的一样，调心滚子轴承的C值确实比其他单列轴承都要高，寿命也远远满足应用的需要。

  一系列的判断都似乎有一个给定的结果，调心滚子轴承是一个非常理想的适用在重载电机里的轴承。

  尤其在一些立式电机里，不仅载荷较大，而且轴承被要求承受轴向载荷。由于球面滚子轴承的设计特点，调心滚子轴承不但可以承受很大的径向载荷，同时，理论上能承受纯轴向载荷。

  但是，在实际应用中，我们往往发现调心滚子轴承在承受很大的轴向载荷时，失效的风险很高，换句话说，在这种工况下，这个轴承的寿命没有预期的那么好。原因在哪里？昌晖仪表跟大家一起探讨一下。

  轴承作为轴系中主要的承载元件，往往承受的不是单纯的径向力，而是伴随着一部分的轴向力。但是，做过轴承寿命计算的朋友都知道，轴承的疲劳寿命计算时，是需要用实际的受力与轴承设计的基本额定力来做比较的，那么这里就存在一个问题，我们应该把轴承承受的联合载荷，等效成一个载荷，而这个载荷才可当作用来比较的轴承实际载荷，我们把这个载荷叫做轴承的当量动负荷。

  “当量”(Equivalent)顾名思义，就是轴承的等效载荷了。虽然它不是一个完全意义上的“径向载荷”，但是在这里，我们大家可以理论上认为，这是一个等效的轴承载荷。

  图2所示为我们一般比较好理解的受力情况，轴承承受较大的径向载荷，而轴向载荷的值较小；图1则反映的是另外一种情况，尤其是在垂直轴的应用中，轴承所承受的轴向载荷远大于径向载荷(大于某个特定的比例，在后续的文章中会详细的介绍)。

  在各轴承生产商的型录里，都会对轴承的当量动负荷(P)的计算有明确的公式，针对图1的受力情况：P=Fr+Y1×Fa；针对图2的受力情况：P=0.67×Fr+Y2×Fa。

  本文以型号为22224的龙腾调心滚子轴承(轴承的后缀不影响计算参数)，来看这几个参数的值：

  (注：由于轴承的生产商不同，上述表格里的数据会有略微差异，实际使用时请咨询您的轴承供应商，以获取准确的数据。)从公式和数据，就能够准确的看出，其实我在等效轴承所受的联合载荷时，是已经考虑到了轴向力在当量负荷中所起到的作用。

  当轴承承受的轴向力较大时，从公式2就能够准确的看出，在整个当量动负荷中，径向力所占的比例，或者说径向力对当量负荷的影响下降了三分之一，以这个22224为例，轴向力的影响则大了非常多。

  所以，从理论上来看，在计算疲劳寿命时，我们已完全考虑了轴向力的影响，那为什么实际轴承运行的表现好像跟理论上的结论不太负荷呢？

  这是因为，我们正真看到的实际的结果是轴承的常规使用的寿命，而这个常规使用的寿命，除了载荷以外，还受到更多的因素的影响。类似于润滑，安装等等其他轴承也会受到的因素不提，我们就看调心滚子轴承，在轴向载荷过大的情况下，还有什么会导致调心滚子轴承的常规使用的寿命偏低呢？