角接触球轴承结构及原理

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• 包塑轴承

  包塑轴承用于滚轮。滚轮它是轴承外圆直接与轨道滚动摩擦。如重载滚轮的轨道具有一定的耐磨性，并且需要提供润滑，比如用于叉车门架的重载滚轮，Telescopic fork滚轮等；确保轴承外圈不碎裂，为此轴承外圈需要加厚设计.坚硬的轴承外圆容易把轨道研压损坏，所以重型滚轮的外圈外表面硬度需要降低，或做成鼓形结构。普通载荷的滚轮，通常做法都是做一个外壳，然后把标准轴承压入外壳，外壳外圆与轨道滚动摩擦。这样避免了象做重型载荷滚轮的成本。轻载荷滚轮，包塑轴承就应运而生了，塑料有一定的自润性，摩擦系数低，发热量低，在轨道上滚动不会磨损滚道。包塑轴承结构简单，加工方便，批量生产效率高。包塑轴承应用十分广泛，如轮滑、家具、童车、汽车张紧轮、饮料加工设备、印刷设备、物流设备等。BSPD可以根据客户的不同需求，制造各种包塑轴承。为各行业提供了上百种包塑轴承。 包塑轴承是在轴承的外面包上一层塑料，塑料材质一般是尼龙PA，ABS聚甲醛POM及工程塑料聚丙烯、PP、PU、PV等。塑料具有一定的柔软性，抗冲击力、耐摩擦及一定的自润滑型。随着塑料工业的兴起，市场上有各种不同硬度的塑胶材料供我们选择。根据不同应用工况，包塑轴承可以选择各种不同硬度的塑料。如脚轮需要承重使用的塑料需要硬一点。而婴儿床则需要提高抗振性能，需要包软。下面一起来探讨一下包塑轴承的工艺要求。 包塑轴承工艺，通常都是轴承做好之后再放在注塑模具里注塑。那么对轴承有以下要求： 轴承的耐温性能，轴承的密封盖及油脂的耐受温度必须高于注塑模的温度。以免密封盖老化或油脂漏出。轴承的密封性能，在注塑过程中，环境因素有粉尘或脏东西，轴承会受到污染。如轴承密封性能欠佳，异物入侵到轴承里面影响轴承的旋转灵活性。金属密封盖最容易被异物入侵，而大多数包塑轴承都是金属密封盖，为此金属密封盖需要内圈带”V”型，同时保注注塑环境干净。 包塑轴承必须保证注塑后，塑料环与轴承结合紧密不易脱落。为此保塑轴承在注塑前在轴承外圆上开槽。象汽车涨紧轮轴承，除了在轴承外圆上开槽不需要在槽底滚花。如下图： 如要包的塑料硬度太低，我们俗称软塑。软塑保证注塑后不脱落，那么轴承在注塑前需要把轴承外圆加工得很粗糙，然后在粗糙的外圆上再涂一层胶水，注塑后塑料环会与轴承外圆粘合在一起，不会轻易脱落。

• 微型轴承在electric nail polisher 上的应用

  美甲是一种对指(趾)甲进行装饰美化的工作，又称甲艺设计。美甲是根据客人的手形、甲形、肤质、服装的色彩和要求，对指(趾)甲进行消毒、清洁、护理、保养、修饰美化的过程。随着人们生活质量的提高，女性对美甲的需求日益增加。专用美甲工具应运而生，其中主要工具是electric nail polisher ，electric nail polisher就是把手工化变成了机械化，以前可能需要三十分钟的卸甲，现在几分钟就能快速完成，不论是普通甲油胶还是延长光疗胶，仅仅使用打磨机就能快速彻底卸除，整个过程也会让客人感到非常舒适。不同的打磨机钻头也可以取代死皮剪、搓条等工具，进行手足前置处理和护理，这样不仅不能大大提高美甲师的美甲操作效率，提升客流量，还可以增加店内的专业服务项目，让美甲店业绩成倍提高。electric nail polisher 的核心部件是微型轴承，用量最大的微型轴承有MR106ZZ、MR148ZZ、MR128ZZ三款。 应用在electric nail polisher 上的微型轴承，不是市场上的普通轴承能适应它的工作条件的，必须具备以下特点： 转速高，最高转速可达40000rpm,无极调速满足各种转速需求，正反转可调。那么针对此特点微型轴承结构和配制，必须做相应的调整。如减轻滚动体重量，在高速旋转时可以有效降低滚动体的的离心力；改用工程塑料保持架，工程塑料有一定的韧性，增强保持架耐冲击性能，等一系列的优化设计。没有优化的普通微型轴承，应用在这种高速工作条件下，寿命会很短。低扭矩，旋转灵活性好，当electric nail polisher启动或停止时不会发出尖叫声。滚动体与滚道的接触面积合理优化，采用低转矩滚润脂，能有效降低微型轴承的旋转力距，温升低，温升是轴承一项性能要求。温升是判定所有轴承质量好与坏的关键性能。应用在electric nail polisher 上的微型轴承，对温升有着苛刻的要求。温升超过人体温度，会给美甲师和客户带来不安全感，严重影响舒适度。降低温升至关重要，也是微型轴承制造水平的集中体现。轴承设计、加工精度、滚道与滚动体的表面粗糙度、润滑脂、轴承的间隙等都影响着轴承的温升。低噪音，低噪音是轴承永不改变的追求。对品质有要求的正规微型轴承生产商，轴承出厂前都是100%全检。按照ISO标准，轴承的噪音是分等级的，最高级Z4（不超过24dB）。应用在electric nail polisher 上的微型轴承噪音水平，控制在不超过20dB，用户的体验舒适度最佳。electric nail polisher 握在手里感不会有动感。 高精度，应用在electric nail polisher 上的微型轴承精度等级应选用P5及以上。精度越高，配合精度越高从而噪音及温升都会相应的降低。

• 牙医轴承技术要求

  随着人们对牙病的防治日益重视和普及，Dentist handpiece配套的高速牙医轴承的需求不断增加。牙医轴承的销售商与制造商不断涌入，市场上的牙医轴承质量参差不齐。而牙医轴承是目前民用轴承转速最高的轴承之一，转速可达350，000rpm。设计与制造能力不是普通轴承企业能做到的。产品的耐久性和原材料的环保要求都有特殊要求。为此BSPD针对牙医轴承技术要求为大家做一个普及。 材料的选择    由于牙医轴承是在粉尘及潮湿的口腔里工作，除了对牙医轴承材料的环保要求达到食品级以外，还必须具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。 1.1套圈 牙医轴承套圈材料一般采用传统的SUS440C（相示于我国的9Cr18）。美国某轴承公司开发了一种N-DUR特殊耐腐蚀不锈钢，用于医疗器械。通过先进的热处理工艺，整体淬火硬度可达HRC60以上，相比于SUS440C具有更好的耐腐蚀性能。精密磨削后滚道表面粗度可达Ra0.01,明显优于SUS440C，粗糙度的提高可以降低轴承噪音，同时也有助于提高产品的耐腐蚀性。 1.2球    牙医轴承的转速极高，高速旋转的球具有超强的离必力。为此牙医轴承用球除了具有较强的耐磨性和耐腐蚀性外，还必须具有轻量化的特点。球的重量减轻能直接降低离心力，减轻对保持架的冲击。我们选用优质的氮化硅Si3N4陶瓷球。球形误差、圆度、表面粗糙度、尺寸精度等级G3。Si3N4陶瓷球的重量还不及同样大小的钢球的重量的一半。Si3N4陶瓷球自润滑性强，发热量小，热澎涨系数低。 1.3保持架    牙医轴承除了极高的转速处，还有频繁的启动与停止的工作特点。启动与停止过程中，球的加速度对保持架有强烈的冲击。普通材料和结构的保持架显然不能胜任牙医轴承的工况。牙医轴承保持架目前有两种结构，一种是采用酚醛层压布管车削成形，另一种材料是聚酰亚胺Torlon注塑成形。 1.4润滑脂    牙医轴承用润滑必须是无毒害的食品级润滑脂。不易泄漏，耐水性强，具有在气休与粉尘物质入侵的环境下也能为轴承提供稳定的润滑。一般单面密封型结构牙医轴承采用CHEVRO SRI-2或Kluberspeed BF72-22润滑脂。无密封型结构牙医轴承是采用清洗润滑油，清洗润滑油是Dentist handpiece附带的品，按Dentist handpiece的保养手册定期清洗。 产品结构    不同的Dentist handpiece配套的牙医轴承结构也不同，有单面盖，有无盖，有深沟球结构和角接触球结构，带法兰与不带法兰，加上保持架结构不同等，组合起来牙医轴承共有100多个型号。基础型号都是R144(内径3.175mm，外径6.35mm).

• 轴承的常见特殊要求和解决方案- 1

  1、轴承转动灵活性 轴承的灵活性，顾名思义，就是灵活地转动它。以相同的转矩旋转，旋转时间更长，旋转次数更多。大多数客户都有此要求，特别是仪器仪表、陀螺仪、纺织机械等客户，对轴承的转动灵活性要求相当高。一般来说，根据工作条件的不同，提高轴承灵活性的解决方案有以下思路。 1、适当增加轴承的工作间隙，以提高轴承旋转的灵活性，这里是对工作间隙的解释，即轴承安装后的间隙。轴承厂的原始游隙，在与座孔或轴过盈配合后，轴承的内圈膨胀或外圈收缩，则原始游隙将变小，缩小后的剩余游隙称为工作游隙。 2、使用低扭矩润滑脂提高轴承转动灵活性如果润滑脂的粘度高，转动就会紧密，薄润滑脂的扭矩就会低，轴承转动就会快。低扭矩润滑脂，如增效SB-M，增效PS N2，或使用液体清洁油。即使没有润滑，它通常是不锈钢混合陶瓷球或全陶瓷轴承。陶瓷具有一定的自润滑性，如飞机模型、食品机械等。 3. 降低轴承噪音，提高轴承转动灵活性，在相同条件下，轴承噪声越小，阻力越小，旋转越灵活。对于电机轴承来说，噪声轴承在测试过程中电机驱动电流会比较大，噪声轴承需要较大的负载来驱动其旋转。噪声是衡量轴承质量的一个关键项目，它与轴承的价格密切相关。ZV1~ZV4，不同等级的价格差别很大。降噪是轴承制造商和用户永恒的目标。下面简单介绍一下常用的降噪方法: 3.1 提高产品的洁净度;    3.2 使用低噪音润滑脂;    3.3 提高卡箍的加工几何精度;    3.4 改善滚道的波纹度、圆度和粗糙度。    3.4 减小滚道与滚动体之间的接触面积，增加滚珠轴承沟槽的曲率，增加滚子轴承的凸度。 3.5 使用非金属笼。 4. 提高轴承的旋转精度，提高轴承的旋转灵活性   旋转精度越高，旋转越灵活。什么是旋转精度？高旋转精度轴承转动时不晃动、不跳动，好像没动一样，轴承损坏后，第一个信号是转动开始抖动，声音不正常。       轴承的精度分为P0、P6、P5、P4、P2（ABEC 1~9），轴承的精度程度分为尺寸精度和旋转精度两部分，轴承精度也是衡量轴承质量的关键项目，与轴承价格也有很大关系，P0~P4，不同档次的价格差别很大。 5. 当需要使用密封圈时，请使用非接触式密封圈。 轴承转动灵活性的主要要求举例 2、轴承转速 轴承的转速主要是受到轴承内部摩擦发热引起的温升的限制，当转速超过一定的极限时，轴承就会因为烧伤、坠架等原因而不再继续转动，这个极限值就称为轴承极限转速，极限转速是有计算标准的，为此各种不同规格型号的轴承都有极限转速的标准值，如何在不改变轴承结构和安装尺寸的情况下提高轴承转速，我总结了以下几点。 1. 减小滚动体的重量（但不减小尺寸） 轴承工作时，除了随保持架公转外，钢球还旋转，轴承旋转一次，钢球旋转5次以上，当轴承高速旋转时，钢球的速度与枪管射出的子弹相似，产生强大的离心力，产生大量的热量，降低滚动体的重量，可以降低离心力，减少对保持架的冲击，减少发热，从而提高轴承的速度，轴承越小，极限速度越高。常见的解决方案是将滚动体的材料改为陶瓷材料，如氮化硅（Si3N4）和氧化锆（ZrO2），同样大小的陶瓷球重量不到钢球的一半。 2. 提高保持架的抗冲击性，防止轴承因高速旋转而散架 保持架的抗冲击性通常是通过对保持架进行氮化或使用酚醛树脂、尼龙PA66、PA46、聚四氟乙烯、PEEK等非金属材料来完成的，与钢保持架相比，非金属保持架具有更大的弹性和抗冲击性。坚固，自润滑，与钢球接触面积大，运动小。为此，轴承转速过高，以防止轴承因保持架变形和断裂而散架。为此，我们常见的高速轴承是非金属保持架。 3. 优化润滑方式，提高轴承转速         3.1 润滑脂润滑， 润滑脂本身的性能决定了轴承的转速，不同规格的润滑脂有不同的质量重点，如：低温、高温、耐磨、低扭矩、抗压、高速等，在润滑脂润滑的条件下，提高轴承转速的唯一选择是高速润滑脂。   3.2 油润滑（此处指液体） 油润滑有循环油润滑（持续散热）和静态油润滑。 3.3 油雾润滑 油雾润滑，液体润滑油安装在雾化器中，高压空气从进气口吹进来，形成液体润滑油的雾状，从出气口吹入轴承。油雾润滑方法是提高轴承转速的最佳解决方案。在不断有新油润滑轴承的同时，吹空气可以冷却轴承热量。高速电子轴都是由油雾润滑的。当我们走进轴承制造商的研磨车间时，听到的吹声是油雾润滑。在一些排气不完善的研磨车间，整个车间看起来像下一件事。像雾一样，这是没有完全排出并停留在车间的油雾。 目前我见过的最高转速轴承是工作转速为35万转/分的牙钻轴承，牙钻轴承型号为英寸微型深沟球轴承SR144ZZ，其尺寸：3.175X6.35X2.78，SR144ZZ普通轴承极限转速67000rpm，牙钻轴承是在普通轴承的基础上制备的：内外圈不锈钢，陶瓷球，PEEK材料保持器，吹气涡轮传动，无润滑（口内无油）。 轴承高速示例

• 角接触球轴承结构及原理

  1、接触角是多少? 钢球与内圈滚道的接触点，钢球与外圈滚道的接触点，两个接触点的线与直径方向形成一个角度，称为接触角。你一定不明白这个解释，所以我们来分解一下。 A、角点     1，当球与平面接触时，它是点接触。 2，圆弧的半径大于圆的半径，并且与一个点相切。 B、我们已经了解了上面的接触点。所有滚珠轴承的滚道半径都大于钢球的半径，所有钢球和滚道都是点接触的。 2、滚珠轴承结构 深沟球轴承钢球接触内圈和外圈槽的两点在直径方向上连接 钢球接触内圈和外圈滚道的两点的线相对于径向倾斜式成一定角度 角接触球轴承在自由状态下非常松动，只能承受单向轴向载荷，如果向相反方向施加力，轴承就会散架 4、角接触球轴承的斜波 角接触球轴承有斜波的外圈，也有斜波的内外圈，为什么会有斜波，斜波是为了安装，内圈保持架钢球组在一起，外圈加热膨胀，从斜波口挤进去，也可以反方向挤进去，使其松动 单列角接触球轴承可承受径向载荷和单向轴向载荷，因此单列角接触球轴承一般成对安装或3组或4组轴承串联在一起。 角接触球轴承通常成对安装。两个轴承各管一个方向的轴向力。有两种常用的配对方法，如下图所示。 配对方式为：背靠背，代号DB。配对方式：面对面，代号DF 两组轴承串联，代号DT，两组轴承作为一组轴承增加负荷后，只能承受单向轴承力。 串联的两组轴承配对在一起成为四组轴承。 5、角接触球轴承转速高，能承受高负荷，轴向定位精度高，通常应用于机械设备主轴、工件轴等精密零件，BSPD可根据用户特殊工况进行针对性设计，提高轴承的耐久性、耐温性、耐腐蚀性等解决方案。 角关节轴承的应用实例。 1.经常使用 角接触球轴承的间隙在应用中安装轴承时进行调整，如图所示，调整内外垫片的高度，或使用DT或DF结构，确保内外垫片的厚度一致，无需调整。 2.DB+DB 2.DT+DT+预紧弹簧 3.（DT+DT）DB+DB

• 深沟球轴承能承受轴向载荷吗？

  深沟球轴承是各类轴承的代表产品，其消费量占各类轴承总消费量的75%以上，几乎所有的机械设备都会使用深沟球轴承，BSPD始终遵循低摩擦扭矩、轻量化、高密封性能、高可靠性的发展趋势，利用我们的人力、技术、管理、检测等优势资源满足市场需求。 深沟球轴承量大，应用范围广，足以说明其适应性强，既能承受径向载荷，也能承受双向轴向载荷，还能承受径向和轴向联合载荷，深沟球轴承转速高，噪音低，生产批量大，性价比高，但也有部分用户误认为深沟球轴承只能承受径向载荷，其中不乏一些专业知识不足的轴承从业人员。 为什么会有这样的误解呢？主要原因是球轴承主要有三种类型，深沟球轴承、推力球轴承和角接触球轴承。用户会理解推力球轴承和角接触球轴承可以承受轴向载荷，所以他们错误地认为深沟球轴承只能承受径向载荷。现在我将从两个方面分析和介绍深沟球轴承的轴向载荷。 1. 根据ISO281，深沟球轴承额定寿命的数据口径    Pr=xFr+yFa，其中Fa是指深沟球轴承承受的轴向载荷。 其中，最大y系数为2.3，因此深沟球轴承能承受的最大轴向载荷FaX2.3不大于其额定动载荷。 2. 根据深沟球轴承的结构分析 深沟球轴承的内圈和外圈两侧都有肋，施加两个方向的轴向力，内圈和外圈不会分离。 与角接触球轴承相比，角接触球轴承在两个方向上施加轴向力。如下所示： 角接触球轴承只能承受单向轴向力F。如果承受相反方向的轴向力f，轴承就会散架。 角接触球轴承只能承受单向轴向力F。如果承受相反方向的轴向力f，轴承就会散架。 通过以上分析，深沟球轴承可以承受双向轴向载荷。在轴承的选择上，当轴向定位精度很高时，应选择角接触球轴承。通常情况下，深沟球轴承可以胜任各种旋转条件。

• 特殊工况非标定制轴承

  与磁悬浮轴承结合使用的滚动轴承 与传统的滚动轴承和滑动轴承相比，磁悬浮轴承没有机械接触，转子可以运行到非常高的速度，没有机械磨损，节能，没有摩擦声，寿命长，无润滑，无油污等。事实上，磁悬浮轴承仍然离不开传统轴承，具体应用必须与其他滚动轴承形式相匹配。它离不开传统轴承。如果离开传统轴承，在不通电的情况下，磁轴承无法支撑主轴的重量；第二，当磁轴承工作时，磁轴承突然断电，高速旋转的转子如果失去磁轴承的支撑，就会坠落。结果，磁轴承转子与定子相撞，干摩擦迅速升温，导致磁轴承损坏报废。为此，磁悬浮轴承必须在转子两端安装两套滚动轴承，以支撑断电后的高速转子。 滚动轴承的内孔与转子间隙配合，间隙为0.15mm。当磁悬浮轴承正常工作时，滚动轴承不工作，不存在轴承的接触疲劳磨损。当磁悬浮轴承断电时，高速旋转的转子由滚动轴承支撑旋转。那么滚动轴承必须具有很强的抗冲击性，瞬时高速启动而不散架的特殊性能。常规滚动轴承与磁悬浮轴承一起使用，经过一两次断电测试就会散架。即使是国际顶级品牌轴承也不能满足瞬间高速启动的要求。 某大型商用中央空调厂家使用磁轴承，测试了许多知名品牌的常规滚动轴承和磁轴承都没有成功。我在2018年找到了我们的BSPD BEARING，开发了与磁悬浮轴承配套的滚动轴承。样品试制成功后，经过20次断电测试，轴承没有损坏。实现了客户20年免维护的承诺。显著降低了大型中央空调因停电而产生的维护成本。客户在中央空调技术改造项目中使用的大量知名建筑和场所，包括北京人民大会堂、上海东方明珠电视塔、上海金茂大厦等。，都使用了我们联合磁悬浮开发的滚动轴承。 我们提供的解决方案： 1. 精确测量磁力轴承转子的动平衡和加速度，并利用Solidworks三维实体建模结合仿真有限元分析确定转子对轴承的冲击载荷。 2. 采用动态仿真技术精确采集轴承瞬时启动加速度、滚动体对保持架的冲击力、滚动体瞬时启动离心力。 3. 基于以上收集的数据，分析表明，传统的保持架结构不能满足这种工况，必须废弃，但无保持架导轨滚动体的瞬时高速启动会导致滚动体变形。 4. 最终的解决方案是选择低密度、高硬度的特殊材料作为滚动体，轴承环采用不锈钢轴承钢和表面涂层解决自润滑，没有保持架结构。

• 轴承间隙是多少，如何检测？

  轴承与滚动体的内圈滚道与外滚道之间的间隙称为间隙，轴承间隙可以影响轴承的旋转精度、寿命、噪音、温升、承载能力等，轴承安装使用前的间隙称为原始间隙；轴承安装后，由于过盈配合，轴承外圈收缩或内圈膨胀，导致轴承间隙变小，剩余的间隙称为轴承的工作间隙。合理选择轴承间隙是设计人员在选择轴承时必须考虑的事情。这一点非常重要，根据您的工作环境温度、配合公差、轴系结构等与轴承间隙相关的因素，综合评估选择合适的间隙，如有需要，您可以找专业的轴承服务商帮您选择轴承间隙，间隙的单位为微米（um）。 轴承间隙的几何含义    2. 检测轴承间隙