圓筒滾子軸承

   　這種滾子軸承的結構是所有滾子軸承中最簡單的。內外環與滾子為線接觸，因此徑向負荷能力大，也適用於高速旋轉場合。
　　基本結構為N型、NU型，其他有根據是否帶有導向凸緣分為NF型、NJ型，帶擋圈的NP型、NH型。另外還有雙列的NN型、NNU型。
　　Ｎ、NU型不能承受軸向負荷，卻可以避免溫度變化導致的軸的伸縮或安裝誤差導致的軸與軸承座的軸向位置偏差等原因產生的附加負荷。
　　內外環的兩側都帶導向凸緣或擋圈的軸承能承受一定的軸向負荷。但由於承受軸向負荷的同時，滾子端面和凸緣側面之間相對滑動，所以不能承受較大的軸向負荷。

 

這種軸承的構造是所有滾子軸承中最簡單的。內、外輪軌道與滾子呈線接觸，因此徑向荷重能力高，也適合高速旋轉的應用。

依照導向承靠面的不同，分為以下的種類：

 

N、NU型不能承受軸向的荷重，但是可以當作消除熱膨脹影響的自由端，也可以吸收心軸與軸承座之間的軸向位置誤差。

內、外輪都有導向承靠面的的軸承，可以承受一定的軸向荷重，但由於承受軸向力的同時，滾子的端面與倒向承靠面之間屬於純滑動，所以不能承受太大的軸向負荷。

雙列圓筒滾柱軸承一般為精密級軸承，其徑向負荷能力大，適用於高轉速、高精度的應用，比如車床的主軸。雙列圓筒滾柱軸承NN以及NNU系列，請參考精密級軸承部份。
 

保持器

標準的圓筒滾柱軸承通常使用沖壓保持器以及車製保持器。高速運轉時建議使用車製保持器。當相同的母型番有不同的保持器時，滾柱數量也可能會改變，此時的基本動、靜額定荷重也會跟著改變。型錄所記載的基本動、靜額定荷重，是使用下表的保持器。

 

軸承系列	沖壓保持器	銅合金車製保持器
NU10	1007 ~ 1038	1040 ~ 10/500
NU2	203 ~ 228	230 ~ 264
NU22	2204 ~ 2226	2228 ~ 2252
NU3	304 ~ 324	326 ~ 352
NU23	2304 ~ 2319	2320 ~ 2340
NU4	405 ~ 416	417 ~ 430

 

形式和結構

在型番之後可能還有高荷重以及保持器的記號。
Ｇ：聚醯胺製保持器。(尼龍保持器)
　　部分規格採用的標準保持器為尼龍製的保持器。當選用的軸承是採用尼龍保持器的時候，使用溫度建議在120°C以下。
　　(例如：NU304EG)
Ｅ：高荷重型軸承
　　NACHi 針對滾柱的端邊形狀進行研究改善，開發出具有原設計兩倍壽命的高負荷型軸承。
　　(例如：NU2305E)
 

內部間隙

間隙的範圍是依照日本工業規範標準(JIS)來規範的。
圓筒滾柱軸承的詳細間隙範圍請參考這裡的技術資料。
 

軸承的壽命

經常被問到的問題是：「這個軸承可以承受多大的力量?」。
嚴格說來，軸承不損壞的情況下所可以承受的最大力量等於規格表中的「基本靜額定荷重」。但是可以承受並不代表可以運轉很久!
應該要問的是，在使用的荷重以及轉速下，這個軸承是否可以達到需要的壽命?
軸承的壽命可以計算，不過在計算壽命之前，需要知道轉速以及等價荷重。所謂等價荷重是當軸承同時承受徑向荷重(Fr)以及軸向荷重(Fa)時，以計算的方式得到其相當於純徑向荷重的計算荷重，通常以Pr與Por來表示。Pr與Por的計算方式請參考型錄右上方的表格。
得到動等價荷重(Pr)和靜等價荷重(Por)後，就可以計算軸承的壽命與安全係數。計算方式請參考這裡的技術資料。
 

建議的公差配合

為了發揮軸承本身的性能，心軸以及軸承座孔的公差配合相當重要。如果配合面的干涉不足，可能會產生打滑的現象。
打滑一旦產生，配合面會逐漸磨耗，損傷心軸和軸承座。另外，磨耗粉也可能侵入軸承內部導致早期破損的發生。
打滑不能單靠軸向的挾持來防止，承受荷重的輪必須提供足夠的干涉才可以。
圓筒滾柱軸承一般的公差配合建議，請參考這裡的技術資料。
 

心軸與軸承座建議的精度

一般使用條件下，心軸和軸承座的建議精度，請參考這裡的技術資料。
 

潤滑

圓筒滾柱軸承只有上防鏽油，因此必須在使用的時候自行提供潤滑劑。
潤滑方面的相關建議，請參考這裡的技術資料。
 

極限速度

型錄上所記載的極限速度是車製保持器的數值，如果是沖壓保持器的話，請以該數值的80%為極限速度。另外，在重荷重的時候，極限速度必須乘上一個修正係數。
極限速度的修正方法，請參考這裡的技術資料。

 

圓筒滾子軸承的特性與應用分析：NU、NJ、NUP、N、NF、NP、NN系列

圓筒滾子軸承（Cylindrical Roller Bearings）是一種能夠承受重型徑向負荷的滾動軸承，其設計中使用的滾子形狀為圓柱形，能夠在高速運行的情況下，保持高效穩定的運行性能。相比於其他類型的滾動軸承，圓筒滾子軸承具有更高的剛性和更大的負荷承載能力，特別適合在工業設備中用於高強度、高精度的應用。不同系列的圓筒滾子軸承（如NU、NJ、NUP、N、NF、NP、NN系列）根據其內外圈結構和滾子排列方式的不同，適應於各種工業需求。

本文將對這些系列的圓筒滾子軸承進行深入分析，探討其結構特徵、技術性能及應用領域。

1. 圓筒滾子軸承的結構特徵

圓筒滾子軸承的基本設計包括內圈、外圈和滾子，其中滾子在兩個滾道之間進行滾動運動，負責承受徑向負荷。圓筒滾子軸承的特點是其滾子與滾道接觸面積較大，因此承載能力強且能夠保持運行穩定性。

1. 圓筒形滾子設計：圓筒形滾子與滾道接觸線面積大，減少了單點接觸所帶來的應力集中，從而大大提升了承載能力。
2. 拆卸方便：部分圓筒滾子軸承系列設計為內外圈可分離，這一特點便於裝配和拆卸，特別適合在需要頻繁更換部件的工業應用中。
3. 容許位移：某些系列的軸承（如NU系列）允許內圈或外圈在一定範圍內相對於滾子移動，這對於需要補償熱膨脹或結構變形的應用至關重要。

2. 各系列圓筒滾子軸承的特點

圓筒滾子軸承的不同系列根據內外圈滾道結構、滾子排列方式以及負荷承載能力的不同，適用於不同的應用場景。以下是各個系列的具體特點：

2.1 NU系列

NU系列圓筒滾子軸承的內圈無擋邊，外圈有雙擋邊，這使得該系列軸承只能承受徑向負荷，但內圈或外圈可在一定範圍內相對移動，適合應對軸熱膨脹或安裝誤差。因此，NU系列常用於需要高徑向負荷承載能力的設備中，如發電機、泵類設備和齒輪箱等。

• 主要特點：能承受較大徑向負荷，允許軸向位移，適合長壽命運行。

2.2 NJ系列

NJ系列圓筒滾子軸承的內圈一側有單擋邊，外圈有雙擋邊，因此該系列軸承能夠承受徑向負荷和單方向的軸向負荷。這使其在需要同時承受雙重負荷的應用中廣泛使用，如車床主軸、機床和壓縮機等。

• 主要特點：在承受徑向負荷的同時能夠抵抗單方向的軸向負荷。

2.3 NUP系列

NUP系列軸承設計更為靈活，內圈具有固定擋邊，外圈有雙擋邊，並且內圈一側附有可拆卸擋圈。這種設計使NUP系列能夠同時承受徑向負荷和雙方向的軸向負荷，應用於需要精確定位的軸承配置中。

• 主要特點：能夠承受徑向負荷並同時固定軸向位置，適合精密設備和定位需求較高的應用。

2.4 N系列

N系列圓筒滾子軸承的外圈無擋邊，內圈有雙擋邊，這使得該系列軸承僅能承受徑向負荷，但允許外圈相對於內圈的軸向移動。與NU系列類似，N系列適用於需要補償軸向位移的應用，如高溫環境下的傳動設備或需要熱膨脹補償的場景。

• 主要特點：能承受較大徑向負荷，適合應對軸向位移的應用。

2.5 NF系列

NF系列圓筒滾子軸承的內圈有單擋邊，外圈有雙擋邊，因此該系列軸承不僅能承受徑向負荷，還能承受單向軸向負荷，與NJ系列相似，但通常具有更高的軸向負荷承載能力，適用於需要一定剛性支撐的應用。

• 主要特點：能夠承受徑向負荷和單方向軸向負荷，適合於剛性要求較高的設備。

2.6 NP系列

NP系列圓筒滾子軸承結合了NJ和NUP系列的特點，能夠在承受徑向負荷的同時固定軸向位置。這使得NP系列適合於需要精確控制軸承位置且具有高負荷承載需求的應用，如工業機械、發電設備和汽車變速箱中。

• 主要特點：適合徑向負荷和精確軸向定位要求高的應用。

2.7 NN系列

NN系列是雙列圓筒滾子軸承，專為高負荷承載設計，能夠承受極大的徑向負荷，並且具備優異的剛性與精度。這類軸承廣泛應用於需要高精度運動控制的設備中，如機床主軸、大型工業齒輪箱和重型設備。

• 主要特點：雙列滾子設計，剛性高，適合重負荷及高精度運行的應用。

3. 圓筒滾子軸承的技術性能

圓筒滾子軸承因其特殊的設計，具有多項優越的技術性能，特別是在承受重負荷、應對高速運行以及適應變形環境方面，具有獨特優勢。

3.1 高徑向負荷承載能力

圓筒滾子軸承的滾子與滾道之間的線接觸使其能夠承受極大的徑向負荷，這是它相比於其他滾動軸承的一大優勢。特別是NN系列的雙列結構，使其能夠應對更加苛刻的負荷條件。

3.2 高速度運行能力

圓筒滾子軸承的滾子設計精密，加之摩擦力小，這使得該類軸承能夠在高速運行中保持穩定。這一特點使其在高速運動裝置和工業自動化設備中有著廣泛應用。

3.3 抗熱膨脹和軸向位移補償

NU、N系列軸承能夠允許內圈或外圈的軸向位移，這對於長軸或受熱膨脹影響較大的應用場景極為有利，能夠有效避免因熱膨脹或結構變形導致的軸承損壞。

3.4 剛性與精度

NN系列雙列圓筒滾子軸承具有極高的剛性和運行精度，因此特別適合應用於機床主軸等需要高精度運動控制的設備中，能夠確保在高負荷與高轉速條件下依然保持精密運行。

4. 圓筒滾子軸承的應用領域

根據不同系列的特性，圓筒滾子軸承在多個工業領域中有著廣泛的應用。這些應用包括但不限於以下領域：

4.1 機床主軸

NN系列圓筒滾子軸承由於其高剛性和高精度，廣泛應用於機床主軸系統中，為機床提供穩定的運行支撐，同時保證精度和負荷承載能力。

4.2 工業齒輪箱

在工業齒輪箱中，圓筒滾子軸承憑藉其優異的徑向負荷承載能力和耐用性，確保齒輪箱在高負荷和高速運行中穩定運行。尤其是NU和NJ系列，由於其適應熱膨脹和軸向負荷的特性，在齒輪箱中應用廣泛。

4.3 發電設備與壓縮機

NP和NUP系列圓筒滾子軸承適用於發電設備、壓縮機等需要精確軸向定位的設備中，能夠在重負荷運行時保持穩定的運行支撐。

4.4 鐵路與重型機械

NN系列軸承憑藉其高承載能力和剛性，廣泛應用於鐵路和重型設備中，能夠承受極端的工況和重負荷，確保設備長期穩定運行。

5. 

圓筒滾子軸承作為工業傳動系統中的核心部件，具有卓越的負荷承載能力、抗變形性能及高速運行能力。NU、NJ、NUP、N、NF、NP、NN系列圓筒滾子軸承根據其結構特點，能夠滿足從輕型到重型機械設備的各種需求，廣泛應用於機床、發電設備、重型機械及自動化生產線中。隨著工業技術的發展，這些系列軸承將繼續發揮關鍵作用，為現代工業提供高效穩定的運行保障。

常見問題 (FAQs)

1. 圓筒滾子軸承與滾珠軸承有何區別？ 圓筒滾子軸承使用圓柱形滾子，主要承受徑向負荷，負荷能力強，而滾珠軸承則使用球形滾子，適合同時承受徑向和軸向負荷。

2. NU、NJ和NUP系列軸承的區別是什麼？ NU系列主要承受徑向負荷，允許軸向位移；NJ系列能承受徑向負荷和單方向軸向負荷；NUP系列能承受徑向負荷及雙向軸向負荷。

3. 哪種系列的圓筒滾子軸承適合高精度應用？ NN系列圓筒滾子軸承適合高精度應用，尤其在機床主軸和高精度傳動設備中應用廣泛。

4. 圓筒滾子軸承如何應對熱膨脹？ NU和N系列軸承允許內圈或外圈相對移動，能夠補償由於熱膨脹引起的軸向位移。

5. 圓筒滾子軸承適合哪些工業應用？ 圓筒滾子軸承廣泛應用於機床、齒輪箱、發電設備、重型機械、鐵路和壓縮機等領域。