在进行直线运动二类轴承的规划时,存在着许多误区,包含一切钢轴都是一样的、不可在恶劣环境中运用直线轴承、轴承座圈与翻滚体触摸越严密负荷才能越强、不重视轴承光滑剂的准确挑选、迅速工作直线轴承将缩短轴承的运动周期、翻滚触摸体不会磨损、不重视外表抛光、运用小型轴承会下降体系高度、轴呈现沟槽时轴会损坏,以及资料硬度越大轴承功能越好等。为了非常好地协助规划者在进行直线运动轴承的规划中避免这些误区,这篇文章将逐个对上述误区进行分析。
一切钢轴都是一样的
直线运动轴承的轴最常用的资料是中度高碳钢。工程师应当与供应商确认所运用钢材的碳含量、伸直度、曲折度、外表抛光度、硬度以及硬化层深度等是不是适用于轴承的运用环境。钢材内的杂质会致使轴承过早损坏,要素是其也许会对轴承发作较大的Hertzian触摸应力。资料的化学构成和均匀性缺乏会影响轴的加工功能,尤其会影响下降粗糙度或高点的才能。一般其外表需求含有带有波谷的坪区,一样也需求满足的硬度和硬化深度以支撑较高轴承负荷下的Hertzian触摸应力,确保不会发作表层以下的过早损坏。
直线轴承不可在恶劣环境中运用
请特别留意,当在低温或深海环境中运用直线轴承时,规划构造、准确密封和资料挑选均是至关重要的要素。其间一个要避免的误区是疏忽温度的剧烈改动(例如,-40~85℃)致使尺度改动的热效应对轴承轴向和径向安装空隙的影响。其也许需求配有刮板的特别密封和光滑选件,而挑选涂层和资料时,盐雾试验也有也许不会终究测量出特定运用的抗腐蚀性。举例说明,规范盐雾与彻底浸没并不一样。别的,还有许多维护外表的选件,都各有其优势。关于翻滚轴承,TDC(薄密镀铬)涂层要比TDN(薄密镀镍)涂层具有非常好的耐磨损特性,要素并不在于冲突特性,而是其硬度更高。但在规范盐雾试验中优于TDC的TDN在轴承触摸应力方面则体现较差。
轴承座圈与翻滚体触摸越亲近负荷才能越强
大家一般误以为负荷才能越强,轴承功能越好。关于翻滚轴承,沟槽半径与翻滚体半径之间的比率为亲近因数,而由于资料特性会对应力有必定约束,几许一致性(亲近度)的添加则扩展了触摸外表的面积,因而,提高了轴承的负荷才能。可是由于特定的约束性,当亲近度变得很大时,轴承的功能开端下降,负荷才能也随之下降。其间一部分要素是切向切变区别(作为相对外表加速度的函数)的增大。一起,公差削减以及高亲近度因数也会致使高冲突特性,这些都证明了亲近度过大并不是功德。
不重视二类轴承光滑剂的准确挑选
中等厚度的锂基光滑脂即可适用于大多数轴承。以为光滑剂并不重要,或许以为光滑脂作为轴承光滑剂要比光滑油非常好,这些都是错误概念。准确挑选光滑剂是直线轴承运用的一个重要环节,一般也许会是轴承功能彻底或缺乏的根本要素地点。翻滚体和轴承座圈之间的膜层是EHL(弹流光滑层)。这种光滑层具有极高的应力,可一起抗击物理(例如热力和切变)和化学(例如污染物和溶剂)冲击(可致使光滑剂失效的冲击),作为轴承外表的首要维护层,避免过早损坏。光滑是确保轴承功能的重要要素。
光滑剂的品种许多,从用于高负荷的带有EP添加剂的高粘度光滑脂,到用于化学维护的带有防腐剂的低粘度光滑油;从用于下降粘度损坏或避免蒸腾丢失的组成光滑剂,到用于低冲突特性或兼容性考量的中性或有机光滑剂。有些特别光滑剂专门规划用于消声或反抗富氧环境亦或极端温度状况。因而,挑选准确光滑剂的重点就是要具体了解操作环境。
迅速工作直线轴承将会缩短轴承的运动周期
滑动轴承以及狭义上的径向轴承和油膜轴承在其运动周期中对速度这一要素极端灵敏,可是有趣的是,翻滚直线轴承的运动周期仅仅因速度和加速度对体系负荷的影响而改动。只需运动体系用作影响负荷的要素,直线轴承就不会遭到PV(压力速度)的影响,不会对排热要素灵敏,也不会受是不是支撑微观膜层要素的影响(依据伯努利方程,液体边界层是操纵要素,速度是首要变量)。当速度和加速度超越必定的规范,即翻滚体不再翻滚或开端影响EHL(超越v=3~5m/s且a=10g),此刻,翻滚直线轴承的L10运动周期可经过Lundberg和Palmgren轴承失效理论中的方程进行估算:运动周期=(额定负荷/等效负荷)3×额定运动量,其间速度和加速度并不是因数。
翻滚触摸体不会磨损
翻滚触摸体不会达到滑动轴承的磨损程度,与较低的冲突系数有着极大的相关,仅仅微观上的磨损而已。在有着显着亲近几许体的轴承中,翻滚体和轴承座圈之间的相对切向外表速度存在区别。外表显着不会以一样速度工作。这一区别会致使光滑剂的切变,损坏光滑膜层的粘度,危及到EHL(可致使磨损和过早损坏)。依据负荷和环境状况的不一样,也许需求较高频率的再光滑循环。
忽略外表抛光的重要性
并不是一切所谓的外表抛光都是一样的,有时分外表是具有欺骗性的。外表抛光可称之为Ra、Rrms和Rpk等。有些外表抛光依据均匀读数,而有的则是峰值到谷值或峰值到峰值的读数。关于轴承的负荷功能来说,外表抛光至关重要。一般规划者需求留意高点,关于一样外表抛光值,带有谷值的坪区要优于带有峰值到谷值的坪区。外表太粗糙(长刺或高点),一般意味着抛光更难,这关于轴承的功能无益。外表太精密,抛光则会影响光滑剂在轴承外表构成恰当膜层的功能,一样不利于轴承的功能。因而,在大多数状况下,在轴承运用中外表抛光不该低于2Ra,这是决议外表抛光优势的关键。
运用小型轴承会下降体系高度
许多规划者都会堕入这么一个误区,即力求寻找更为紧凑且小巧的轴承。这一误区忽略了实践决议体系全体高度的别的参数或元件。这些元件一般是驱动体系、支架、马达或许变速箱。这些会约束尺度巨细的元件关于体系至关重要,规划体系时需求及早思考。忽略这一点往往会致使规划者需求在小型尺度的直线轴承下面放置额定的垫圈或冒口,以构建满足的高度与驱动器、马达或支架相匹配。经过全体规划以及准确挑选体系元件,即可避免时刻、资金的糟蹋,以及体系元件误用的丢失。
轴呈现沟槽时会损坏
恰恰相反,轴呈现沟槽并不是坏事。有些时分直线轴承会在高负荷状况下运转,在几回运转之后轴就会呈现沟槽,这种景象称之为“安靖状况”。当轴承在高负荷状况下运转时,Hertzian触摸应力会非常大,大到满足熔化硬度极高的高碳轴承钢。由于这仅仅压力效应,熔化的资料并不会移动或转换,致使基层脱离,终究致使资料损坏或磨损。其实践触摸应力由于沟槽致使触摸面积添加而低于等效应力的位置保持稳定状况。负荷不会造成资料的进一步熔化。
假如呈现这种状况,即轴开端呈现沟槽,然后保持稳定。因而,工程师此刻不该旋转或替换轴,由于接下来轴承会接受别的一次“安靖状况”循环,若滚珠不行坚固就会超越限定值。
资料硬度越大二类轴承功能越好
较高的资料硬度代表了较高的屈服应力极限值,可是这并不必定是功德。高硬度一样意味着脆度的添加,也就意味着要献身资料的韧度。其也许在曲折之前就会破裂,但有时曲折是有必要的。
这也是一种平衡取舍。严密触摸轴承元件的恰当硬度会优化轴承的功能。规范直线轴承根本上有3个首要负荷轴承元件:内座圈、翻滚体和外座圈。假如滚珠比内座圈要硬许多,则会由于高触摸应力而磨损内座圈。假如滚珠较软,则本身会磨损,致使滚珠呈现平斑。外座圈一样存在这些疑问。一般状况下,关于直线轴承,外座圈要比内座圈运转更多的循环周期,可是依据内座圈的几许形状(例如亲近度),外座圈最比如内座圈的硬度稍高或稍低。不管是何种状况,稍低硬度的翻滚体(因资料而异)会更为理想,能够优化轴承的全体功能。