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专业滚针轴承厂家常州帝腾轴承
 
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凸轮从动轴承的选择与应用
更新时间:2019-12-27
  无论是将凸轮从动件轴承用于凸轮从动件,还是用于履带、导向器或支承滚柱,其性能在很大程度上取决于您选择的类型。重要因素包括负载、速度、偏差、安装和润滑。
  凸轮从动件轴承主要用于三种应用:跟随凸轮表面、支撑直线运动部件或直线运动期间的横向定位部件。
  其中,凸轮从动件的应用范围从简单的二维凸轮到具有多个跟随器的复杂三维索引凸轮。
  直线运动支撑应用包括平台支撑辊和模具转移辊。用凸轮从动件轴承支撑直线运动部件可减少滑动摩擦和履带磨损。通过减少磨损,它也有助于保持精确的机器运动。另外,凸轮从动件轴承在横向和纵向上都指导线性运动部件。
基本类型
  凸轮从动件类型包括标准螺柱、重型螺柱和轭架。两种螺柱类型都是悬臂安装在支撑壳上。重型螺柱用于重载、冲击载荷或要求最小挠度的应用。除了螺柱直径和端板设计,标准和重型螺柱版本基本相同。
  轭式安装在带有跨接或轭式支撑装置的销上。由于轭架将载荷更均匀地分布在轴承上,轭式从动件的极限或额定工作载荷通常等于重型螺柱从动件的极限或额定工作载荷。
  大多数凸轮从动件包含滚针轴承。这些轴承通常只承受径向载荷,而不是推力或轴向载荷。其他从动件使用圆柱或圆锥滚子轴承或滚珠轴承。圆柱型包含双列圆柱滚子轴承,可承受更高的负荷和速度以及轻推力负荷。
  带有滚珠轴承或圆锥滚子轴承的装置处理径向和推力组合载荷。此类装置通常使用双列滚珠轴承(适用于小于3英寸的滚柱ODs)和双列圆锥滚柱轴承(适用于3英寸的ODs)。更大。它们通常有密封件和大型润滑油箱,用于在肮脏环境中工作。
  这些轴承类型(主要是滚珠和圆锥滚子)具有各种滚子配置,因此它们可以在不同类型的轨道上行驶或执行不同的功能。圆柱形OD型在类似于滚针轴承从动件的平面轨道或凸轮上工作。凸缘OD提供轴向位置。V形OD可在特殊的“V”形轨道、方形或圆形杆轨、甚至角铁轨道上运行。而OD装置通常作为线材矫直机轴承运行。
可选功能
  如果标准的凸轮从动件轴承不能满足您的需要,有几个选项可以帮助您适应特殊应用。
  密封通过防止污染物进入和润滑剂进入来提高轴承寿命。有些类型的是由钼填充尼龙制成,以减少滚子与端板或法兰之间的摩擦。这种类型的密封适合于端板或法兰外径,并提供了一个封闭运行迷宫密封效果与辊。通过将旋转滚柱沉孔面与端板或法兰分离,密封消除了金属与金属之间的滑动接触。由此产生的较低工作温度降低了润滑要求,并允许较高的工作速度。一般来说,润滑频率可以降低到传统凸轮从动件的三分之一左右。
  加冕OD。外滚柱外径上的可选凸度,可补偿凸轮从动件与轨道或凸轮之间的少量偏差。这有助于防止滚柱的角载荷,并减少轴承上的推力载荷。在涉及圆周运动的应用中,如转台支架,加冕OD也减少了推力负荷。
  六角孔。螺柱型轴承通常配有螺丝刀槽,在拧紧安装螺母的同时,可以固定螺柱。轴承滚柱或螺柱端的可选内六角孔可容纳标准六角头扳手,该扳手具有更大的保持力。但是,在小轴承中,轴承滚柱端的六角孔可以代替重新润滑孔。
  偏心螺柱。偏心螺柱轴承,允许您调整轴承相对于其支撑壳的径向位置,以用于需要负载分担或径向预载的应用。当几个凸轮从动件轴承支撑一个载荷,并且安装不精确导致标准轴承无法平均分担载荷时,此选项最有用。偏心调整功能还可以补偿凸轮或履带的磨损。
  保持架。带有滚动元件保持架的轴承,用于要求更高速度或更长预润滑寿命的应用中(见制造商目录)。这种选择减少了内部摩擦,提供了比传统滚针轴承更大的润滑脂储备。但是,由于滚动体少,而且滚动体较短,因此承载能力比传统滚针轴承小。
  自润滑衬套。自润滑衬套最适合于不需要重新润滑的低速应用。在这里,塑料衬套取代了标准轴承中使用的滚针组。衬套式装置的寿命取决于具体应用中可接受的内部磨损量。在可行的情况下,可以使用连续供油来延长衬套寿命。
选择因素
  要为凸轮或轨迹系统选择凸轮从动件轴承,请考虑载荷大小和类型、速度、偏转、未对准和润滑。
  载荷、速度和寿命要求。载荷大小(和方向)影响轴承尺寸和类型的选择。对于螺柱凸轮从动件轴承,螺柱强度和挠度极限决定承载能力。要计算轴承寿命,特别是对于不同负载的系统,请查阅制造商的文献、轴承教科书和计算机程序。
  涉及径向和轴向载荷的应用通常需要滚珠或圆锥滚子轴承。当心冲击载荷,它会损坏外滚柱,并产生布氏(滚道和滚动元件的永久变形),进而引起振动。
  速度限制是选择轴承类型的主要因素。滚针轴承凸轮从动件通常具有最低速度限制。保持架滚针轴承和圆柱或圆锥滚子轴承可实现更高的转速。由于滚珠轴承的内部摩擦小,所以它能承受最高的速度。请咨询制造商以获得特定应用的速度限制。
  偏差和偏转。凸形滚柱减少了由凸轮从动件和凸轮之间的角度偏差引起的应力,但这些滚柱需要将轨道容量增加约20%,以适应由此产生的点接触。
  悬臂安装的螺柱在荷载作用下发生偏转。影响偏转量的因素包括螺柱支承壳体中的拐角半径、支承壳体和螺柱之间的配合以及壳体材料。为了减少这种偏差,使用重型螺柱或轭架装置。对于施加超过滚针轴承能力的偏转和随后的推力载荷的应用,使用圆柱或圆锥滚子轴承或滚珠轴承来适应推力载荷。
  润滑。在高速凸轮应用中,油是首选润滑剂,因为它能更有效地冷却轴承,而且不会像润滑脂那样迅速变质。油通常用飞溅法涂抹在轴承上。
  润滑脂适用于低速凸轮和履带应用。大多数螺柱式凸轮从动件都预先包装有锂皂或钠钙润滑脂,通过螺柱两端的润滑孔涂抹。对于轭式轴承,通过安装销涂抹润滑脂。
  在轴承工作温度下,油或润滑脂携带的油的粘度应为100 SSU。速度是影响工作温度的主要因素,但负载也影响温度。为了估计工作温度,将实际速度和负载与制造商推荐的极限速度和动态负载额定值进行比较。润滑脂的温度限值通常在225到250华氏度之间。对于长时间运行,保持温度至少低50华氏度。
  润滑间隔取决于应用。暴露在极端污染(如冲洗条件)下的轴承可能需要每日润滑。然而,在清洁的环境中,轴承可能在重新润滑前运行一年或更长时间。一些凸轮从动件不能再润滑,但它们通常有更有效的密封和大型润滑脂储存器。
选择凸轮或轨道硬度
  获得合适的凸轮或轨道表面硬度与找到正确的轴承尺寸同样重要。硬度不足的凸轮或轨迹在负载下会磨损或塑性变形。
  在尺寸精度不重要的地方,可以使用软材料来降低成本。例如,低碳钢的加工硬化,伴随着轨道表面轴承的少量磨合,可以产生令人满意的性能。对于更精确的应用,使用硬化的轨道和凸轮表面,高达60 HRC,以尽量减少磨损。
  钢轨的承载能力(钢轨表面不发生塑性变形时所承受的承载力)取决于钢轨的承载尺寸以及钢轨的强度和硬度。特定凸轮从动件轴承的轨道容量可从轴承制造商处获得。
  凸轮和轨道表面通常很难保持润滑,但应在这些表面上涂上一层机油或润滑脂,以防止过度磨损。
安装
  为确保轴承寿命长,请确保凸轮从动件安装正确。螺柱型轴承要求螺柱直径和支承壳孔之间紧密配合。轴承端板必须由支承壳体表面支撑,且两个壳体表面应与壳体孔成直角。将螺母拧紧至制造商建议的扭矩。避免过度拧紧,因为它会拉伸螺柱并收缩其直径,从而导致壳体孔松动。
  如果需要在盲孔中安装螺柱式凸轮从动件(不带螺母和锁紧垫圈),请确保螺柱正确安装在壳体中。使用带有六角孔的凸轮随动件,这样可以将螺柱拧紧到足以获得良好的端板支撑。一个更好的方法是用销钉将螺柱锁定在外壳上,或者用紧定螺钉固定螺柱。
  对于偏心螺柱轴承,偏心衬套必须松松地安装在壳体孔中,以便进行调整。外壳必须至少为0.010英寸。宽于轴套长度,以便轴承端部正确夹紧。调整后,可以钻壳体、衬套和螺柱进行固定。
  轭式凸轮从动件轴承也需要适当的端板支撑。否则,它们可以脱离内环。优选的安装方法允许端板完全轴向夹紧。另一种方法是,如果阀轭尺寸受到严格控制,则可以接受,因此当拧紧螺母时,阀轭具有足够的弹簧,能够对端板表面进行全面积夹紧。
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