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止推滾珠軸承的特點、應用及使用注意事項
2024.10.8
軸承種類
技術資訊
滾珠軸承的基本結構與材料
滾珠軸承由四個基本元件組成：滾珠、內環、外環及保持器。一般工業用的滾珠軸承滾珠與環多採用高鉻鋼製成，具有高強度與耐磨性的特點，其洛氏硬度（HRC）約在 61 至 65 之間。而保持器則使用相對硬度較低的材料，如中碳鋼、鋁合金，或非金屬材料如鐵弗龍（Teflon）、PTFE（聚四氟乙烯）及高分子材料等。這樣的結構設計使得滾珠軸承能在減少摩擦阻力的同時，保證運行穩定性。
由於滾珠軸承的轉動摩擦阻力較小，因此在相同轉速下，摩擦所產生的熱量也較少，因此在許多需要高效能與長壽命的工業應用中，滾珠軸承成為首選。然而，針對不同類型的負載及應用場景，滾珠軸承也細分為多種類型，以滿足特定條件下的使用需求。
止推滾珠軸承的結構與分類
止推滾珠軸承是一種專門用於承受軸向負荷（也稱為推力負荷）的滾珠軸承，不能承受徑向負荷。根據其承受負荷方向的不同，止推滾珠軸承可分為以下兩種形式：
- 單向止推滾珠軸承
- 只能承受單方向的軸向負荷，如圖中僅能承受來自上方的軸向壓力。
- 當施加反方向的軸向負荷時，軸承會失去穩定性。
- 雙向止推滾珠軸承
- 可以同時承受來自上下兩個方向的軸向負荷，適合於負荷頻繁變換方向的應用場景。
- 在高精度與高穩定性的要求下，雙向止推滾珠軸承是一種理想選擇。
此外，還有一種調心座型止推滾珠軸承，其具有自我調整的功能，能夠修正因安裝誤差引起的軸承偏心問題，進而提升運行穩定性與精度。
止推滾珠軸承的特點
- 只能承受軸向負荷
止推滾珠軸承設計上只能承受軸向負荷，無法承受徑向負荷，這使其在某些特定應用場景中具有明顯的優勢，但若在設計中需要同時承受徑向負荷，則需搭配其他類型的軸承一起使用。 - 適合低速運行
由於止推滾珠軸承在高速運行時，會因鋼珠受離心力作用而導致鋼珠與軌道的接觸角發生變化，從而引發滑動摩擦，這可能會造成軌道面出現燒結或啃傷，因此不建議用於高速運轉的應用場景。 - 具有良好的調心功能
部分調心座型止推滾珠軸承能夠通過調整保持架與滾珠的位置來修正安裝誤差，減少由於偏心引起的軸承損壞。
止推滾珠軸承的使用注意事項
1. 避免用於高速運行環境
止推滾珠軸承在高速運行時，潤滑劑可能會因離心力而鬆散，無法充分潤滑滾珠與軌道間的接觸面，導致摩擦增加和軸承損壞。因此，不建議將止推滾珠軸承用於超高速運轉的情況中。
2. 水平軸應用時需注意內外環間隙
在水平軸應用中，內外環之間的間隙須加以控制，防止保持架從軌溝中脫離，造成滾珠位置異常和軸承損壞。
3. 安裝時須謹慎處理保持架
由於止推滾珠軸承的保持架通常為鋼板沖壓而成，或採用高張力黃銅板或軟鋼車削而成，容易在安裝或運行時變形。因此，在安裝過程中須避免過度用力，以免對保持架造成永久性損傷。
4. 正確施加軸向預壓
為防止高速運行時的滑動摩擦，止推滾珠軸承在安裝時需根據公式計算施加適當的軸向預壓。當需要承受雙向軸向負荷時，可考慮使用複式止推滾珠軸承或在兩個止推軸承間使用彈簧施加預壓，確保其穩定運行。
止推滾珠軸承的主要應用領域
止推滾珠軸承主要用於承受單向或雙向軸向負荷的應用場景中，在一些特定的工業設備和機械結構中廣泛應用。以下是幾個常見的應用領域：
- 機床主軸
在機床主軸中，止推滾珠軸承用於確保主軸在承受軸向壓力時仍能保持穩定性。 - 工業傳動設備
適用於需要承受單向軸向負荷的傳動設備中，如螺桿壓機、齒輪箱等。 - 自動化設備
用於自動化設備中的旋轉結構中，確保設備能在承受軸向壓力的同時保持高效運行。 - 汽車傳動系統
止推滾珠軸承常用於汽車傳動系統中的各種驅動結構中，承受單方向的軸向負荷。
止推滾珠軸承的標準型號系列
止推滾珠軸承的系列型號通常為 511、512、513、514、522、523、524 等。這些標準型號依據軸承的尺寸、結構及負荷能力而有所不同。若軸承採用聚酰胺材料的保持器，其型號末尾則會帶有“G”尾碼。
結論：選擇適合的止推滾珠軸承以滿足應用需求
止推滾珠軸承因其只能承受軸向負荷而無法承受徑向負荷的特性，使其在設計選用上具有一定的局限性，但同時也能在特定的應用場景中發揮獨特的優勢。透過了解不同型式的止推滾珠軸承特點、使用注意事項及應用範圍，可以在實際使用中更好地選擇與配置合適的軸承產品，達到提升工作效能與延長使用壽命的效果。
常見問題 (FAQs)
- 止推滾珠軸承適合用於哪些應用場景？
止推滾珠軸承適用於需要承受單向或雙向軸向負荷的場景，如機床主軸、工業傳動設備及汽車傳動系統等。 - 止推滾珠軸承為何不適合用於高速運轉？
止推滾珠軸承在高速運轉時，鋼珠受離心力作用會導致接觸角變化，進而引發滑動摩擦，造成軌道面損傷及軸承失效。 - 如何選擇單向與雙向止推滾珠軸承？
若需承受單方向軸向負荷，可選用單向止推滾珠軸承；若需承受雙向軸向負荷，則選用雙向止推滾珠軸承或採用複式結構軸承。 - 止推滾珠軸承是否能承受徑向負荷？
止推滾珠軸承設計上僅能承受軸向負荷，無法承受徑向負荷，因此需搭配其他類型的軸承來共同承受徑向負荷。 - 止推滾珠軸承安裝時需要注意什麼？
安裝時需注意保持架的正確位置與安裝過程中的受力情況，避免過度用力造成保持架變形，並確保內外環間隙符合設計要求。