轴承配置用于支撑轴,并将相对于轴承座等其他部件转动的轴作径向和轴向定位通常需要两个轴承支撑固定一个轴, 根据特定需求(如刚度或载荷方向),一个轴承支撑可包括一个或多个轴承。
由两个轴承支撑组成的轴承配置为:
固定端/浮动端轴承配置
可调整式轴承布置
浮动式轴承配置
单一轴承配置仅由一个轴承构成,该轴承承受径向、轴向和力矩载荷。
固定端与浮动端轴承配置
在固定端/非固定轴承配置中(图 1):
图 1 - 固定端与非固定轴承配置
固定端支撑点对轴相对于轴承座进行轴向定位。
浮动端支撑点承受因轴相对于轴承座的热膨胀而改变两个轴承距离时所产生的轴向位移。 此外,它还可以弥补影响两个轴承间距离的部件累积公差。
固定支撑的轴承
能承受联合(径向和轴向)载荷的径向轴承可用于固定端轴承支撑。 其中包括:
深沟球轴承
两个通用配对单列角接触球轴承,背对背或面对面配置
双列角接触球轴承
自调心球轴承
球面滚子轴承
配对圆锥滚子轴承,背对背或面对面配置
轴承内外圈上都带有档边的圆柱滚子轴承或配有角圈(止推环)的圆柱滚子轴承。
用于固定支撑的轴承组合
固定轴承支撑可由组合轴承构成。 例如(图 2):
图 2 - 圆柱滚子轴承和四点接触球轴承的组合
采用一个套圈不带档边的圆柱滚子轴承来承受径向载荷。
采用一个深沟球轴承、四点接触球轴承或一对角接触球轴承进行轴向定位。
轴向定位轴承外圈必须安装在径向必须有间隙,且不能被夹紧。 否则,该轴承可能会承受不必要的径向载荷。
非固定支撑的轴承
有两种方式可以承受浮动端轴承的轴向位移:
1. 使用能在轴承内部产生轴向位移的轴承类型(图 3):
圆柱滚子轴承(NU 和 N 设计) 滚针轴承 CARB 圆环滚子轴承
图 3 - 适应轴向位移的轴承
仅在一个套圈上带挡边的圆柱滚子轴承
滚针轴承
CARB 圆环滚子轴承
这些轴承旋转时可承受轴向位移,并且几乎不会再轴承配置上引起轴向载荷。 如果两个轴承内外圈都采用过盈配合,则应该适用这种解决方案。
2. 在一个轴承套圈及其配合面之间采用间隙配合。 适用的轴承类型包括:
深沟球轴承
自调心球轴承
球面滚子轴承
一对配对的角接触球轴承或圆锥滚子轴承
轴承在轴承位上的轴向运动会导致轴向载荷,可能对轴承使用寿命产生影响。
使用其他轴承类型时,您可能需要考虑另外的设计方案。
轴承支撑的典型组合
在众多固定端和浮动端的轴承组合中,以下组合常见。
为了使轴承内部产生轴向位移
出现有限角不对中情况的轴承配置包括:
深沟球轴承/圆柱滚子轴承(图 4)
图 4 - 深沟球轴承/圆柱滚子轴承
双列角接触球轴承/NU 或 N 型圆柱滚子轴承(图 5)
图 5 - 双列角接触球轴承/NU 型圆柱滚子轴承
配对单列圆锥滚子轴承/ NU 或 N 型圆柱滚子轴承(图 6)
图 6 - 配对单列圆锥滚子轴承/NU 型圆柱滚子轴承
NUP设计圆柱滚子轴承/NU设计圆柱滚子轴承(图 7)
图 7 - NUP设计圆柱滚子轴承/NU设计圆柱滚子轴承
NU 型圆柱滚子轴承和四点接触球轴承 / NU 型圆柱滚子轴承(图 8)
图 8 - NU 型圆柱滚子轴承和四点接触球轴承 / NU 型圆柱滚子轴承
可抵消更大不对中的自调心轴承系统包括:
球面滚子轴承/ CARB 圆环滚子轴承(图 9)
图 9 - 球面滚子轴承/ CARB 圆环滚子轴承
自调心球轴承/ CARB 圆环滚子轴承
轴向位移处于轴承套圈与其配合面之间的轴承配置
深沟球轴承/深沟球轴承(图 10)
图 10 - 深沟球轴承/深沟球轴承
位于轴承两端的自调心球轴承或球面滚子轴承(图 11)
图 11 - 球面滚子轴承/球面滚子轴承
配对单列角接触球轴承/深沟球轴承(图 12)
图 12 - 配对单列角接触球轴承/深沟球轴承
可调整的轴承配置
在可调整的轴承配置中,轴通过一个轴承作某个方向的轴向定位,反方向则由另一个轴承来轴向定位(交叉定位)。可调整的轴承配置要求在安装时正确地调整游隙或预紧力。
这种轴承配置通常用于短轴,其热膨胀影响不大。最合适的轴承是:
角接触球轴承(图 13)
图 13 - 可调整的轴承配置,面对面配置的角接触球轴承
圆锥滚子轴承(图 14)
图 14 - 可调整的轴承配置,背对背配置的圆锥滚子轴承
浮动轴承配置
在浮动轴承配置中,轴采用交叉定位,但在两端轴承位置之间可以有一定的轴向运动距离(即“浮动”)。在确定所需的“浮动”距离时,需要考虑对两个轴承间的距离产生影响的轴相对于轴承座的热膨胀以及部件的公差。
通过这种配置,还可以用轴上的其他部件(如双螺旋齿轮)对轴进行轴向定位。常见的轴承有:
深沟球轴承(图 15)
图 15 - 深沟球轴承浮动轴承配置
自调心球轴承
球面滚子轴承(图 16)
图 16 - 浮动轴承配置,球面滚子轴承
NJ 型圆柱滚子轴承,对称安装,内外圈相对偏移(图 17)
图 17 - 浮动轴承配置,NJ 型圆柱滚子轴承,对称安装,内外圈相对偏移