TIMKEN轴承的排油系统

TIMKEN轴承的排油系统

一个有效的油循环系统需要有足够的排油能力,以防止TIMKEN轴承润滑堆积,进而引起过度的搅动和没有必要的生热。润滑油流过一个高速运转的TIMKEN轴承,会以很高的速度流出,会引起在轴承座内沿TIMKEN轴承运转方向的旋涡。为有效地将油排走,要将很高的流速降低,旋涡效果停止,以使润滑油可以流入排油区域。因此,需要一个集油盆阻挡油流,并将其导入排油孔。

TIMKEN轴承排油孔截面尺寸要足够大,从而有助于快速排油。

TIMKEN轴承进油系统的特点

TIMKEN轴承进油系统的特点

在机床行业,通常采用强制润滑系统。在一个典型的系统中,油通常从中央油库分别泵送到每一个TIMKEN轴承。润滑油从TIMKEN轴承滚子的小端进入,大端排出,这充分利用了圆锥滚子轴承的自身泵效应的特点。

循环油可以使油的流动连续稳定。除了具有最佳的散热能力,润滑油还可以带走杂质和可能导致TIMKEN轴承磨损的微小颗粒。

循环系统中可以配置换热器,来降低流入润滑油的温度,更好地限定系统的运转温度。通常会使用40微米的过滤器来滤掉微粒杂质。

经验表明,速度在20米/秒以下,在TIMKEN轴承座顶端的一个简单的径向油孔,并配有一个收集器就足以完成润滑任务了;当速度大于20米/秒时,就需要一个轴向的润滑油喷射孔,可以

将油送到滚子小端,位于保持架和内圈之间。

当遇到更高速度或大尺寸TIMKEN轴承,可以沿圆周添加更多的油孔,使润滑油在TIMKEN轴承达到更好的分布。

速度进一步增大时(如25米/秒或更高),离心力的作用会沿TIMKEN轴承外圈将油向外甩。为防止内圈挡边缺油,进而出现TIMKEN轴承烧毁,需要在TIMKEN轴承座顶端增加额外的注射孔。

速度大于40米/秒时,一种特殊的高速 TSMA轴承已经推出。一个为润滑滚子挡边接触区域的特殊结构可以确保足够的润滑。其设计思想是,在内圈上附加一个挡环以保持相当量的润滑油,并将润滑油通过内圈上沿轴向钻的通孔送到挡边和滚子接触区域。

微型轴承与仪器轴承

TIMKEN轴承润滑油的特性

TIMKEN轴承润滑油的特性

机床制造商往往偏向于采用脂润滑主轴TIMKEN轴承,而不是采用油循环润滑,这是由于其简单性和应用生热较小。然而,对于高速或重载,循环油由于有很好的散热能力,可能是应用最为广泛的。国际标准中,通常采用 ISO VG10 至 ISO VG22范围内的低黏度矿物油润滑TIMKEN轴承。这种选择将最大限度地,尤其在高转速需要尽可能低的黏度时,降低生热。但是,当轴承和齿轮选择同一润滑油时,要以考虑齿轮为主,如果动力传动中包括了齿轮,就要加以注意。添加适当添加剂的高品质矿物油,既可以润滑齿轮,也可以润滑TIMKEN轴承,有相对较小的黏度。

TIMKEN轴承的润滑脂

TIMKEN轴承的润滑脂

脂润滑的速度极限低于油润滑的速度极限,因为所有的热量只能通过轴和TIMKEN轴承座的传导作用带走。

TIMKEN轴承矿物润滑脂

在使用传统的油脂(矿物润滑脂)时,TIMKEN轴承极限挡边速度为5m/s(985ft/min)。这个极限在只承受径向载荷时可以提高到13m/s,条件是TIMKEN轴承在全部运转过程均处于正游隙状态。一般来说,2号稠度润滑脂采用的是中低粘度的基油。

TIMKEN轴承合成润滑脂

TIMKEN轴承挡边速度在13m/s(2560ft/min)~ 25m/s(4920ft/min)时,可考虑使用“低扭矩”润滑脂(或合成润滑脂)。经验证明,在最高允许速度下,运转温度可以稳定在高于环境温度15至20度。

为了TIMKEN轴承能达到以上性能,遵守以下步骤很重要:

  • 采用有机溶剂除去TIMKEN轴承表面上的防锈保护
  • 只用少量初始油脂以避免过度搅油
  • 初始磨和期,将多余的油脂从TIMKEN轴承里排出
  • 良好的主轴设计,使润滑脂能保留在TIMKEN轴承四周
  • 有效的密封使外来杂质难以侵入TIMKEN轴承

在使用合成润滑脂时,限制因素是“润滑寿命”的概念(不考虑再润滑)。油脂寿命取决于TIMKEN轴承的载荷与速度,一般在 5000至 8000 小时之间。

TIMKEN轴承填充润滑脂的一般方法是在加热和安装前手工填充。对于内圈,从滚子大端起1/3滚子长度的自由空间填入润滑脂;还有一些填充在保持架以下。对于外圈,只需要在滚道上涂上很薄的一层。

高速TIMKEN轴承的润滑指南

高速TIMKEN轴承的润滑指南

如果润滑油的循环能够达到要求,那么TIMKEN精密圆锥滚子轴承能满足采用TSMA和 Hydra-Rib 高速TIMKEN轴承设计的机床行业的几乎任何水平的速度要求。

润滑剂和润滑系统对发热和散热速率都有影响,因此对TIMKEN轴承的速度能力相当重要。

根据下列因素选择润滑:

  • TIMKEN轴承最大速度要求
  • TIMKEN轴承系统的散热速率
  • TIMKEN轴承心轴布置
  • TIMKEN轴承心轴的方位

TIMKEN轴承的许永转速

TIMKEN轴承的许永转速

在确定机床主轴上的TIMKEN轴承在对应预载下的许用转速,涉及到很多影响因素,包括主轴的质量和结构、安装类型、主轴刚度和所需精度、主轴载荷、使用寿命、使用类型(间歇运转或

连续运转)以及润滑方式。

TIMKEN轴承温度通常直接随速度和载荷的变化而变化。但是,高速应用下TIMKEN轴承必须承受足够的轴向载荷,避免滚动体打滑产生热量。TIMKEN轴承预载的大小主要是根据这些运行条件确定。转速越低、承受载荷越重,TIMKEN轴承变形量越大。因此,TIMKEN轴承需要具有足够的预载荷,以保证在最高载荷下有足够的TIMKEN轴承刚度,并且保持主轴高速下合理的温度。

TIMKEN轴承使用寿命

TIMKEN轴承使用寿命

关于如何选择TIMKEN轴承,有很多性能准则。包括TIMKEN轴承疲劳寿命、旋转精度、功率要求、温度极限、速度能力和声音等等。

TIMKEN轴承的使用寿命在这里定义成在形成 6.0mm2 (0.01 in.2) 疲劳剥落以前的时间长度或转数。因为金属疲劳是一种统计现象,所以单个TIMKEN轴承的使用寿命不可能预先准确确定。同样的TIMKEN轴承当在同样的条件下测试时,能够显示出相当大的寿命分布。因此,必须把寿命预测基于大量在相似条件下运行的TIMKEN轴承的统计评估上。威布尔(Weibull)分布函数通常用于预测一组TIMKEN轴承在任何给定可靠性等级下的寿命。

TIMKEN轴承的额定载荷

TIMKEN轴承的额定载荷

基本额定动载荷和额定静载荷常用于TIMKEN轴承选型。基本额定动载荷用于估计旋转TIMKEN轴承的使用寿命,基本额定静载荷用于确定轴承静态下许用的最大载荷。

TIMKEN公司的基本理念是提供最切实可行的轴承额定值,帮助客户完成TIMKEN轴承选型。TIMKEN轴承公布的额定值包括基本额定径向动载荷(圆锥滚子轴承用 C1 表示,球轴承用 Ce表示)。这些值是根据一百万转下基本额定寿命得出的。TIMKEN公司的圆锥滚子轴承还使用基本额定动载荷 C90,该值是根据九千万转下基本额定寿命得出的。 基本额定静载荷为 Co。

TIMKEN轴承的有效跨距

TIMKEN轴承的有效跨距

当在圆锥滚子轴承和角接触球轴承上施加载荷时,各滚动体与外滚道接触的内力与滚道正交。这些力有一个径向分量和轴向分量。在纯轴向载荷的特殊情况下例外,TIMKEN轴承内圈和轴能承受滚动体上力的不对称轴向分量引起的力矩。

可从数学上证明,如果轴的建模以有效TIMKEN轴承中心为支撑而不是其几何轴承中心,那么在计算TIMKEN轴承上的径向载荷时,可忽略TIMKEN轴承的力矩。

只有外部施加的载荷需要考虑,并且力矩在TIMKEN轴承的有效中心测取,目的是确定载荷或反作用力。选择是否采用直接安装或间接安装,取决于应用场合。

TIMKEN轴承的刚度

TIMKEN轴承的刚度

刚度对精密机加工应用很重要,这会影响到机器的重复性和运转精确度。通过在TIMKEN轴承组件在载荷作用下的运动或微量的挠度确定TIMKEN轴承刚度。

因为TIMKEN轴承刚度对整个系统的影响,最重要的是考虑TIMKEN轴承选型的影响及其几何特性。圆锥滚子轴承的大量滚动体线接触,与其他常用的主轴应用的TIMKEN轴承【例如角接触球轴承(点接触)或圆柱滚子轴承(线接触)】相比,预载荷的圆锥滚子轴承(线接触)在相同的既定尺寸范围内,径向刚度明显较高。

通过比较,在零游隙条件下,圆锥滚子轴承的径向刚度等于类似规格的角接触球轴承的六倍,等于类似规格圆柱滚子轴承的两倍。因此,对于大多数主轴应用而言,只要求两个圆锥滚子轴承,这样可得出更加经济的解决方案。