圓錐滾子軸承可以在機(jī)器初始組裝時設(shè)置為任何所需的軸向或徑向間隙,這種獨特的功能使設(shè)計者能夠控制軸承滿足預(yù)期的應(yīng)用操作條件,從而提供最佳的軸承和系統(tǒng)性能。
圓錐滾子軸承在設(shè)置方面有許多優(yōu)點,一是通過優(yōu)化軸承設(shè)置實現(xiàn)更長的軸承壽命,同時滿足應(yīng)用性能要求,二是通過正確設(shè)置圓錐滾子軸承,提高了安裝剛度,可以獲得更好的齒輪接觸和更長的齒輪壽命,三是更容易組裝,因為錐體和外圈是可分離的,四是軸承可以在機(jī)器組裝時設(shè)置,允許更寬的軸和外殼公差。
圓錐滾子軸承的設(shè)置可以通過多種可行的方法輕松完成,這些軸承可以手動設(shè)置、作為預(yù)設(shè)組件提供或通過自動化技術(shù)設(shè)置,每種設(shè)備都有許多方法、考慮因素和優(yōu)點。
一、軸承設(shè)置
對于圓錐滾子軸承,術(shù)語“設(shè)置”表示軸承內(nèi)的特定端隙(軸向間隙)或預(yù)緊(軸向過盈)量。組裝時易于調(diào)整和優(yōu)化設(shè)置的靈活性是圓錐滾子軸承的固有優(yōu)勢。與其他類型的抗摩擦軸承不同,圓錐滾子軸承不需要嚴(yán)格控制軸或殼體的配合來獲得設(shè)置。由于圓錐滾子軸承成對安裝,其設(shè)置主要取決于一排軸承相對于另一排軸承的軸向位置。
運(yùn)行期間的軸承設(shè)置被稱為“運(yùn)行軸承設(shè)置”,是由于運(yùn)行期間遇到的熱膨脹和偏轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的軸承設(shè)置變化的結(jié)果。產(chǎn)生最佳運(yùn)行軸承設(shè)置所需的環(huán)境軸承設(shè)置隨應(yīng)用而變化。通常需要應(yīng)用經(jīng)驗或測試來確定最佳的設(shè)置。
通常情況下,理想的工作軸承設(shè)置接近于零,以最大限度地延長軸承壽命,大多數(shù)軸承在裝配時都設(shè)置有冷端隙設(shè)置,當(dāng)機(jī)組達(dá)到其穩(wěn)定的工作溫度時,這將盡可能接近所需的零的設(shè)置。
一些應(yīng)用設(shè)置了冷預(yù)緊,以增加高應(yīng)力零件的剛度和軸向定位,否則這些零件將受到過度偏轉(zhuǎn)和錯位的顯著影響。
必須避免過度的操作預(yù)緊,因為軸承疲勞壽命可能會大大縮短,此外,過大的運(yùn)行預(yù)緊會產(chǎn)生大量熱量,可能會導(dǎo)致潤滑問題和軸承過早損壞。
負(fù)載區(qū)是滾道負(fù)載弧的物理測量,是多少滾子分擔(dān)施加負(fù)載的直接指示,對于單列圓錐滾子軸承,在大約225°的載荷區(qū)內(nèi)可獲得最大使用壽命。
二、手動軸承設(shè)置
手動方法經(jīng)常用于在具有低到中等批量生產(chǎn)要求的各種設(shè)備上設(shè)置軸承,因此,可以接受不太精確的、主要是端隙設(shè)置范圍的變化,通常不需要特殊的工具、量具、圖表或夾具,但需要裝配技能和判斷能力。例如,在具有單個調(diào)節(jié)螺母設(shè)計的傳統(tǒng)卡車非驅(qū)動輪的情況下,手動設(shè)置包括在旋轉(zhuǎn)車輪的同時擰緊調(diào)節(jié)螺母,直到感覺到輕微的束縛,然后,將調(diào)整螺母向后退1⁄6至1⁄4圈至最近的鎖緊孔,或使車輪能夠以最小的端隙自由旋轉(zhuǎn),然后將調(diào)整螺母鎖定在此位置,需要技巧和經(jīng)驗來確定車輪在旋轉(zhuǎn)過程中何時輕微卡住。
對于某些復(fù)雜的設(shè)計、大型設(shè)備或高產(chǎn)量應(yīng)用,手動設(shè)置可能太麻煩、準(zhǔn)確性和可靠性不合適或太耗時,鐵姆肯公司設(shè)計了預(yù)設(shè)軸承組件和自動設(shè)置技術(shù),作為手動設(shè)置的替代方案。
三、預(yù)設(shè)軸承組件
許多應(yīng)用利用或要求使用兩排或緊密耦合的軸承組件,取決于機(jī)器的設(shè)計和操作特性(例如,熱增長效應(yīng)、高負(fù)載等),為了便于進(jìn)行此類設(shè)計的軸承設(shè)置,經(jīng)常使用預(yù)設(shè)軸承組件,預(yù)設(shè)軸承組件有多種形式、樣式和布置,但在大多數(shù)情況下通常被稱為間隔軸承。大多數(shù)預(yù)設(shè)軸承都是在軸承列之間“定制”間隔環(huán)制造和供應(yīng)的,以控制內(nèi)部間隙(參考“2S”和“TDI”類型)。因此,這些定制或“匹配”的墊片不能與任何其他軸承組件互換。其他預(yù)設(shè)組件,如“SR”或“TNA”類型,可采用可互換的墊片或軸承組件,這種可互換的組裝部件被設(shè)計為對影響軸承設(shè)置的臨界公差進(jìn)行更緊密的控制。
四、Set right
Set right通過控制某些軸承和安裝系統(tǒng)的公差,消除了圓錐滾子軸承的手動設(shè)置調(diào)整,應(yīng)用概率統(tǒng)計定律來預(yù)測這些公差對軸承設(shè)置的影響,通常,設(shè)定正確的方法需要對某些軸或殼體加工公差進(jìn)行更嚴(yán)格的控制,以及對關(guān)鍵軸承公差進(jìn)行更嚴(yán)密的控制(使用特殊類別和代碼)。
該方法認(rèn)為,機(jī)器最終組裝中涉及的每個部件都具有可控的關(guān)鍵尺寸公差范圍,概率定律表明,在這樣的組件中很少會出現(xiàn)所有低公差或所有高公差的組合,因此,對于“正態(tài)公差分布”,所有零件的總體尺寸疊加在統(tǒng)計上傾向于處于總可能公差范圍的中間位置。