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單排四點角接觸球軸承(四點接觸球軸承)是一種特殊設(shè)計的單列角接觸球軸承,其核心特點體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)、載荷能力、空間占用、轉(zhuǎn)速性能及安裝維護等方面,具體如下:
一、結(jié)構(gòu)特點:雙半內(nèi)圈與四點接觸設(shè)計
分離式結(jié)構(gòu)
內(nèi)圈由兩個獨立的半圈(肩環(huán))組成,外圈為整體結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計允許軸承在安裝時先裝入外圈和保持架組件,再分別安裝兩個內(nèi)圈半環(huán),極大提升了安裝靈活性。
四點接觸原理
內(nèi)、外圈滾道采用特殊溝形(如哥特式弧形或帶角度的橢圓弧形),使每個鋼球與內(nèi)外圈滾道理論上形成四個接觸點。當承受軸向載荷時,鋼球與內(nèi)、外圈滾道各接觸于兩點,實現(xiàn)雙向軸向承載;純徑向載荷下則呈現(xiàn)四點接觸狀態(tài)(但實際應(yīng)用中以軸向載荷為主)。
二、載荷能力:雙向軸向承載與徑向補充
雙向軸向載荷
可同時承受兩個方向的軸向載荷,無需像單列角接觸球軸承那樣通過背對背或面對面組合安裝,簡化了結(jié)構(gòu)并節(jié)省空間。
徑向載荷補充
能承受一定程度的徑向載荷,但設(shè)計優(yōu)先級為軸向承載。通常建議軸向與徑向載荷比(Fa/Fr)大于1.27,以確保穩(wěn)定運行。
高承載效率
雙半內(nèi)圈設(shè)計允許裝入更多鋼球,顯著提升軸承的承載能力。例如,SKF QJ系列四點接觸球軸承通過增加鋼球數(shù)量,實現(xiàn)了與雙列角接觸球軸承相近的額定載荷。
三、空間占用:緊湊設(shè)計替代雙列軸承
軸向空間優(yōu)化
相比雙列角接觸球軸承,四點接觸球軸承的軸向尺寸減少約50%,適用于軸向空間受限的場合(如工業(yè)齒輪箱、壓縮機、風(fēng)電偏航系統(tǒng)等)。
輕量化設(shè)計
單列結(jié)構(gòu)減少了材料使用,降低了整體重量,同時保持了高剛性,適合對重量敏感的應(yīng)用(如航空發(fā)動機、機器人關(guān)節(jié))。
四、轉(zhuǎn)速性能:高極限轉(zhuǎn)速與平穩(wěn)運行
高速適應(yīng)性
接觸角較?。ㄍǔ?5°),減少了高速運轉(zhuǎn)時的離心力影響,配合高質(zhì)量保持架(如黃銅或PEEK材質(zhì))和外圈引導(dǎo)設(shè)計,極限轉(zhuǎn)速比同規(guī)格雙列角接觸球軸承高約70%。
低摩擦與平穩(wěn)性
四點接觸設(shè)計分散了載荷,避免了局部應(yīng)力集中,同時鋼球與滾道的接觸點分布均勻,減少了振動和噪音,運行平穩(wěn)性優(yōu)于傳統(tǒng)深溝球軸承。
五、安裝與維護:靈活性與專業(yè)性并重
安裝靈活性
分離式結(jié)構(gòu)支持分步安裝,便于在狹小空間內(nèi)操作。
外圈可配備定位槽(如FAG軸承的后綴N2),通過定位銷固定于軸承座,防止旋轉(zhuǎn)。
安裝時需確保軸肩高度適配,避免徑向力作用于外圈,同時預(yù)留外圈徑向間隙(1-2mm)以補償熱膨脹。
維護要點
定期檢查潤滑狀態(tài),推薦使用稀油潤滑(因保持架與內(nèi)外圈間隙小,潤滑脂不易進入滾道)。
拆卸時可用深凹底內(nèi)圈固定拉拔器,避免損傷軸承。
監(jiān)測運行溫度,熱處理后的軸承工作溫度可達150℃(部分型號甚至200℃),但需注意保持架材料對溫度的限制(如聚酰胺保持架)。
六、典型應(yīng)用場景
高軸向載荷場合
工業(yè)齒輪箱、螺桿壓縮機、渦輪緩速器等需承受雙向軸向力的設(shè)備。
風(fēng)電齒輪箱中與圓柱滾子軸承組合,分別承擔(dān)軸向和徑向載荷。
高速旋轉(zhuǎn)場景
航空發(fā)動機、機床主軸、機器人關(guān)節(jié)等對轉(zhuǎn)速和剛性要求高的領(lǐng)域。
牽引電機、泵類設(shè)備中替代雙列軸承,實現(xiàn)緊湊布局。
空間受限環(huán)境
汽車變速箱、鐵路牽引電機等軸向空間有限的應(yīng)用,通過單軸承替代雙軸承組合。