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单列圆锥滚子轴承的特征在于内圈和外圈带锥形滚道,以及力传递所需的接触角。因此能够同时承受轴向载荷和径向载荷,反之,这就是为什么圆锥滚子轴承为什么总是需要与另一圆锥滚子轴承轴承组合使用的原因。当成对使用时,可以承受径向力、轴向力和双向合力,特别适用于中高转速场合。单列圆锥滚子轴承是可分离轴承,带保持架和滚子组件的内圈和外圈可以分开安装。

 

尺寸和公差

KRW提供标准公差(PN)的单列圆锥滚子轴承,符合DIN 620-2标准(滚动轴承公差)和ISO 492标准(径向轴承-尺寸和公差)。若与上述公差标准不相符,需在订购时说明所有其他公差等级或特殊公差。

滚动轴承公差

标准

按照ISO 355标准(公制圆锥滚子轴承-尺寸和系列型号)、DIN 720标准(滚动轴承-圆锥滚子轴承)对单列圆锥滚子轴承的基本尺寸已标准化。英制圆锥滚子轴承符合ANSI / ABMA标准19.2(圆锥滚子轴承-径向英制设计)。

 

圆锥滚子轴承的基本结构

圆锥滚子轴承的基本结构,R =圆锥顶点

轴承设计

单列圆锥滚子轴承是可分离不能自保持的轴承,除承受高径向力外,还承受单向作用的轴向力,与相邻镜像安装的轴承组合使用承受两个方向的轴向力。

 

对于配对的轴承组根据接触压力曲线不同可分为O型布置、X型布置和串联布置。O型布置的轴承组刚性很强,由于其宽泛的支撑载体,特别适用于承受倾覆力矩。镜像X型布置的轴承通常与另一个径向轴承作为浮动轴承来使用,作用于轴的另外一端。串联布置的轴承可以平均分担载荷并增加承载能力,在实际应用中,这种形式很少见。

 

圆锥滚子轴承的背对背配置、面对面配置和串联配置

圆锥滚子轴承的背对背配置、面对面配置和串联配置

圆锥滚子的滚子轮廓和应力分布的比较

圆锥滚子的滚子轮廓和应力分布的比较:左侧 不带对数曲线 右侧带对数曲线

一般情况下,KRW圆锥滚子轴承对滚动体和滚道之间接触处进行了优化设计,圆锥滚子的对数曲线轮廓可避免高载荷下的边缘应力。圆锥滚子轴承的轴向载荷能力随着接触角的增大而增加。

 

圆锥滚子轴承的轴承间隙

轴承游隙

圆锥滚子轴承的工作游隙或预紧时在安装后通过调整镜像配置的第二个圆锥滚子轴承来获得的。

 

KRW保持架

保持架

KRW单列圆锥滚子轴承带挡边引导的窗式实体黄铜保持架(后缀:MP)或滚动体引导的冲压钢板保持架。可按需提供其他保持架设计,或按具体应用选型,并在轴承上作相应标记。

保持架的一般信息

特定后缀

A改进内部设计
B改进内部设计,接触角20°
X基本尺寸符合ISO标准的轴承

 

角度误差补偿

单列圆锥滚子轴承只在有限的范围内适用于补偿不对中。内圈和外圈之间允许的不对中度取决于轴承的尺寸、轴承的内部设计、游隙配合以及力和力矩的作用。

不对中会导致滚子的运行不理想,并在轴承中产生额外的应力,以致缩短轴承使用寿命。

转速

KRW区分极限转速nG和热参考转速nth。极限转速是实际的机械极限值,它是基于滚动轴承的机械疲劳强度,该疲劳强度取决于轴承的安装条件和润滑情况。在未事先咨询KRW的情况下,即使在最佳运行条件下也不得超过极限转速。

热参考速度代表轴承中摩擦产生的热量与散发的热量之间的平衡。它在DIN ISO 15312标准(滚动轴承-热参考转速)中已经标准化。

允许的工作温度

轴承的允许工作温度受保持架材质、轴承组件(滚道和滚动体)的尺寸稳定性以及润滑的限制。根据标准,KRW轴承尺寸稳定温度可达200°C(S1)。KRW也可以按需提供更高工作温度的滚动轴承。

保持架材料的一般信息

尺寸标注

对于承受动载荷的轴承

承受动载荷轴承的使用寿命公式根据ISO 281 L10=(C/P),当量动载荷(P)要求方向和大小是假定不变的,为了计算当量动载荷,需要计算系数、轴向和径向载荷比。承受动载荷轴承的使用寿命公式根据ISO 281 L10=(C/P),当量动载荷(P)要求方向和大小是假定不变的,为了计算当量动载荷,需要计算系数、轴向和径向载荷比。

轴承当量动载荷P

a) 单个轴承和串联配置

P当量动载荷[kN]
Fr径向动载荷[kN]
Fa轴向动载荷[kN]
e计算系数,参阅轴承表格[-]
Y计算系数,参阅轴承表格[-]

 

b) 背对背配置和面对面配置

圆锥滚子轴承的轴承当量动载荷取决于载荷比Fa/Fr,可以使用下面的公式确定轴承当量动载荷:

P当量动载荷[kN]
Fr径向动载荷[kN]
Fa轴向动载荷[kN]
e计算系数,参阅轴承表格[-]
Y计算系数,参阅轴承表格[-]

 

背对背配置和面对面配置的滚动轴承中产生的轴向力

由于带锥形滚道,圆锥滚子轴承有径向力作用时会产生与轴承尺寸相关的轴向反作用力。当轴由两个相同尺寸或不同尺寸的圆锥滚子轴承作用时,一个轴承的径向载荷会传递为另外一个轴承的轴向载荷。在确定总载荷时,必须考虑轴承内部产生的作用力,单个轴承的总轴向载荷数值有下列公式来确定:

X型和O型布置的圆锥滚子轴承
情况载荷比外部轴向力产生的轴向力Fa
   轴承A轴承B
1FrA / Y≤  FrB / YBKa ≥ 0Fa =  Ka + 0,47 ∙ FrB / YBFa不包含在计算中
2FrA / YA > FrB / YBKa > 0,47 · ( FrA / Ya - FrB / YB )Fa = Ka  + 0,47 ∙ FrB / YBFa不包含在计算中
3FrA / YA > FrB / YBKa ≤ 0,47 ∙ ( FrA /YA - FrB /YB )Fa不包含在计算中Fa = 0,47 ∙  FrA / YA - Ka

 

对于公式,外部轴向力作用的轴承用A表示,相应的轴承用B表示。所有轴承考虑为无预紧时为零游隙时的轴向力。

 

FrA轴承A承受的径向力[kN]
FrB轴承B承受的径向力[kN]
YA轴承A的计算系数(参阅面对面配置和背对背配置表)[-]
YB轴承B的计算系数(参阅面对面配置和背对背配置表)[-]
Ka外部轴向力[kN]
Fa产生的轴向力[kN]

c) 降低轴承组的基本额定动载荷

当相同型号的圆锥滚子轴承以面对面、背对背或串联配置直接相邻安装时,必须降低轴承组的基本额定载荷。下列关系适用于基本额定动载荷:

Cr轴承组的基本额定动载荷[kN]
Cr, single bearing单个轴承的基本额定动载荷[kN]
i轴承组中相同轴承的数量[-]

 

对于承受静载荷的轴承

对于转速非常慢的轴承(n x dm≤4000 mm/min),额定动载荷的计算失去其时效性。静载安全系数S0的计算如下:

S0静载安全系数(出自轴承表格)[-]
C0基本额定静载荷[kN]
P0 当量静载荷[kN]
n轴承转速[min-1]
dm轴承平均直径[dm = (D+d)/2][mm]

 

静载荷能力

a) 单个轴承和串联配置

下列关系适用于承受静载荷的单列或串联配置的圆锥滚子轴承:

F0r最大径向静载荷[kN]
F0a最大轴向静载荷[kN]
Y0计算系数,参阅轴承表格[-]

 

b) 背对背配置和面对面配置

下列关系适用于承受静载荷的背对背配置和面对面配置的圆锥滚子轴承:

F0r最大径向静载荷[kN]
F0a最大径向静载荷[kN]
Y0计算系数,参阅轴承表格[-]

 

c) 降低轴承组的基本额定静载荷

当相同型号的圆锥滚子轴承以面对面、背对背或串联配置直接相邻安装时,必须计算轴承组的基本额定载荷。下列关系适用于基本额定静载荷:

C0轴承组的基本额定静载荷[kN]
C0, single bearing单个轴承的基本额定静载荷[kN]
i轴承组中相同轴承的数量[-]

 

最小径向载荷

滚动轴承如要可靠运行,需要一个最小载荷。若未达到最小载荷,则可能会发生打滑。可近似假设圆锥滚子轴承的最小径向载荷为轴承基本额定静载荷C0的2%。如果未达到该值,请联系KRW应用技术部。

 

 


 

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