一、滚动轴承的核心类型、性能特征与独特优势
根据滚动体的几何形状,滚动轴承可划分为球轴承和滚子轴承两大类别。
根据接触角的数值大小以及能够承受载荷的方向差异,轴承可以进行如下分类:
1、向心轴承:
公称接触角范围介于 0° 至 45° 之间。根据其特性,向心轴承进一步分为两类:
A、径向接触轴承:接触角为 0°,这类轴承主要用于承受径向载荷,部分(如深沟球轴承)可承受少量轴向载荷;纯径向接触轴承(如圆柱滚子轴承)则仅能承受径向力。
B、向心角接触轴承:接触角大于 0° 且小于 45°,能够同时承受径向与单向轴向载荷,典型产品包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承。
2、推力轴承:
当轴承的公称接触角处于大于 45° 且小于 90° 的区间时,即属于推力轴承。该类轴承进一步细分为两种类型:
A、轴向接触轴承:接触角为 90°,其功能单一,仅适用于承受轴向方向的载荷;
B、推力角接触轴承:接触角介于 45° 至 90° 之间,这类轴承以承受较大轴向载荷为主,同时也具备承载较小径向载荷的能力。
滚子轴承存在多种类型,下面将对其中最为常用的几种滚动轴承的性能特征和使用特点进行简要阐述。
1、圆锥滚子轴承
圆锥滚子轴承具备承受较大径向载荷以及单向轴向载荷的能力,不过其极限转速相对较低。由于该轴承的内圈和外圈是可以分离的,所以在安装过程中能够对轴承的游隙进行调整。一般情况下,圆锥滚子轴承会成对使用,并以对称的方式进行安装。它比较适用于那些转速不是特别高,且轴的刚性较好的工作场合。
此外,圆锥滚子轴承主要以承受径向载荷为主,同时也能够承受少量的双向轴向载荷。在工作状态下,其内外圈的轴线允许有 8′到 16′的偏斜角度。这种轴承具有摩擦阻力较小、极限转速较高的特点,并且结构简单,价格较为亲民,因而在实际应用中最为广泛。但需要注意的是,它承受冲击载荷的能力相对较弱。圆锥滚子轴承适合在高速场合中使用,在高速运转时,甚至有可能替代推力球轴承来发挥作用。
3、推力球轴承
推力球轴承的套圈与滚动体大多为可分离结构,根据承载方向可分为单向和双向两种类型。
单向推力球轴承仅能承受单方向的轴向载荷,其两个套圈内孔尺寸不同:内径较小的为紧圈,需与轴紧密配合;内径较大的为松圈,固定安装在机座上。由于结构特性,这类轴承的极限转速较低,适合应用于轴向载荷大但转速不高的工况。
双向推力球轴承能够承受双向轴向载荷,其中间套圈为紧圈,与轴配合,两侧套圈为松圈。在高速运转时,因离心力作用,球体与保持架间的摩擦加剧,导致发热严重、使用寿命缩短。因此,双向推力球轴承主要用于轴向载荷大且转速较低的场景。
4、圆柱滚子轴承
圆柱滚子轴承仅适用于承受径向方向的载荷,无法承受轴向载荷。相较于相同尺寸规格的球轴承,它具备更强的承载能力,特别是在应对冲击载荷时表现尤为突出。此外,该轴承还具有较高的极限转速,能够适应相对高速的运转工况。
5、调心球轴承
调心球轴承主要承载径向载荷,同时也可承受一定程度的双向轴向载荷。因其外圈滚道呈球面形状,赋予了轴承调心功能。在工作时,允许内外圈轴线产生 0.5° 至 2° 的相对偏斜。这种特性使得调心球轴承特别适用于多支点轴、弯曲刚度较低的轴,以及难以实现精准对中的支承场景 。
6、滚针轴承
滚针轴承以大量滚针作为滚动体,通常不配备保持架。其径向结构十分紧凑,具备强大的径向承载能力,且成本较低。然而,该轴承存在明显局限性:无法承受轴向载荷,滚针之间存在摩擦,导致旋转精度与极限转速较低,运行时内、外圈轴线不允许出现偏斜。基于这些特性,滚针轴承主要适用于转速不高且径向安装空间受限的工作场景。
6、推力调心滚子轴承
推力调心滚子轴承具备出色的承载性能,能够承受较大的轴向载荷,同时也可承担一定程度的径向载荷。其滚子呈鼓形设计,外圈滚道为球面结构,这赋予了轴承自动调心的功能,工作时允许轴线产生 2° 至 3° 的偏斜。相较于推力球轴承,该类型轴承可适应更高的转速工况。基于其独特的结构和性能优势,推力调心滚子轴承广泛应用于水轮机轴、起重机转盘等需要承受重载且对调心能力有要求的设备中。
7、角接触球轴承
角接触球轴承具备同时承载径向与单向轴向载荷的能力,其公称接触角 α 分为 15°、25°、40° 三种规格。接触角 α 的数值越大,该轴承所能承受的轴向载荷也就越大。在实际应用中,角接触球轴承一般采用成对安装且对称布置的方式。这种轴承的极限转速较高,因此特别适用于转速较快,并且需要同时承受径向和轴向载荷的工作场景。