耐高溫深溝球軸承的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
2019/5/3 17:29:07
在機(jī)械行業(yè)中許多場(chǎng)合需采用耐高溫軸承，如烘爐、熔爐、爐窯、涂漆機(jī)等，尤其是在較高溫度下工作的材料傳送設(shè)備。本文主要講耐高溫深溝球軸承的設(shè)計(jì)、應(yīng)用。耐高溫深溝球軸承多用于鋼廠冷床，軸承轉(zhuǎn)速一般較低，通常在 100r/min以下。
耐高溫深溝球軸承保持架采用隔離塊形式。由于工作環(huán)境溫度高，石墨保持架有良好的自潤(rùn)滑性能，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)石墨粉脫落，潤(rùn)滑溝道及鋼球。同時(shí)軸承采用大游隙，能防止其在高溫下或迅速冷卻后抱死。為防止固體雜質(zhì)侵入軸承內(nèi)部，兩側(cè)帶防塵蓋，同時(shí)可軸向引導(dǎo)軸承內(nèi)的石墨隔離塊。該類軸承能承受徑向載荷和2個(gè)方向的軸向載荷。套圈、鋼球、防塵蓋表面都經(jīng)過防銹處理，可以防止高溫銹蝕，提高運(yùn)行性能。
一 耐高溫軸承的設(shè)計(jì)
用于高溫環(huán)境下的深溝球軸承，在設(shè)計(jì)上充分考慮耐高溫、防腐、防銹、散熱、防抱死等情況，對(duì)表面進(jìn)行了特殊處理，具有較大的內(nèi)部游隙并裝有特殊的耐高溫保持架，依據(jù)不同的工況，保持架有浪形保持架、梯形隔離塊、軸向限位隔離塊等結(jié)構(gòu)。
1 結(jié)構(gòu)類型
耐高溫深溝球軸承內(nèi)圈內(nèi)徑為直孔，工作溫度范圍為－40 ～250 ℃。 當(dāng)溫度超過200 ℃時(shí)，應(yīng)選用固體潤(rùn)滑劑。依據(jù)不同的使用溫度，需對(duì)套圈進(jìn)行不同的熱處理，代號(hào)中 Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 對(duì)應(yīng)的軸承工作溫度分別為 150，200，250 和300 ℃。代號(hào)中Ｆ2 為石墨保持架；2Ｚ 為帶防塵蓋；Ｃ9 為非標(biāo)準(zhǔn)游隙；ＹＡ8 為保持架設(shè)計(jì)不同。主要有以下幾種設(shè)計(jì)類型。
（1）最常用的耐高溫軸承6000 / Ｓ2，該軸承裝有沖壓浪形保持架，不帶任何防塵件，采用高溫潤(rùn)滑脂。
（2）帶防塵蓋的耐高溫軸承6000 － 2Ｚ/ Ｓ2，該軸承與6000 / Ｓ2 軸承的主參數(shù)基本相同，但兩側(cè)帶防塵蓋。此外，該軸承在出廠前預(yù)裝有6000 / Ｓ2 軸承雙倍量的潤(rùn)滑脂。
（3）使用在更高溫度下的軸承6000Ｆ2 － 2Ｚ/ Ｃ9Ｓ2，該軸承采用石墨隔離塊，既起保持架的作用，又可提供潤(rùn)滑劑工作溫度為－ 150 ～350 ℃。軸承兩側(cè)的防塵蓋可以軸向引導(dǎo)石墨隔離塊，又可以防止污染物的侵入。該軸承另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保，即使在極高的溫度下也不會(huì)散發(fā)有害氣體。
（4）使用在需軸向定位的耐高溫軸承 6000Ｆ 2 － 2Ｚ / Ｃ9Ｓ2ＹＡ8，與6000Ｆ2 － 2Ｚ / Ｓ2 軸承相比，該軸承在隔離塊兩側(cè)挖窩，使其具有軸向限位功能，可防止對(duì)防塵蓋產(chǎn)生沖擊。
2 常用資料和數(shù)據(jù)
高溫深溝球軸承的外形尺寸符合 ＧＢ/ Ｔ276— 1994《滾動(dòng)軸承 深溝球軸承 外形尺寸》的要求。 深溝球軸承根據(jù)普通級(jí)公差制造，符合 ＧＢ/ Ｔ 307． 1—2005《滾動(dòng)軸承 向心軸承 公差》 的要求。實(shí)際尺寸可能會(huì)由于表面處理等原因稍微超出標(biāo)準(zhǔn)公差的范圍，但不會(huì)影響軸承的安裝和使用。 耐高溫深溝球軸承的徑向游隙為非標(biāo)準(zhǔn)游隙，僅適用于未安裝和無(wú)測(cè)量載荷的軸承。
3 對(duì)中誤差
由于耐高溫軸承的徑向游隙較大，因此允許軸與殼有較大的對(duì)中誤差及角度誤差。耐高溫深溝球軸承的內(nèi)、外圈允許有20′～ 30′的角度誤差，但僅適用于低轉(zhuǎn)速的情況下。高速時(shí)，由于對(duì)中誤差對(duì)軸承滾動(dòng)的不良影響，因此不允許有較大誤差。
4 轉(zhuǎn)速
耐高溫深溝球軸承適用于低轉(zhuǎn)速（ 10r/min以下）工況。 但實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)證明，該軸承在無(wú)需維護(hù)情況下，可以在20r/min的轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。如果需要應(yīng)用在更高轉(zhuǎn)速的工況，則需改進(jìn)保持架的設(shè)計(jì)。
5 相關(guān)零件的設(shè)計(jì)
對(duì)于帶有隔離塊的耐高溫深溝球軸承，由于防塵蓋要在軸向上引導(dǎo)軸承內(nèi)的石墨保持架，因此可利用相關(guān)零件來支承防塵蓋，以防止其脫落。例如，使軸承座的凸臺(tái)或定位筒的直徑小于外圈密封槽口牙徑Ｄ2 ，還可以在凸臺(tái)或定位筒與軸承之間加上尺寸合適的墊圈。
6 軸承尺寸及規(guī)格的選擇
軸承處于高溫時(shí)，承載能力降低。利用溫度系數(shù)，可以調(diào)整不同溫度下軸承的基本額定靜載荷。
7 耐高溫軸承的維護(hù)
閉式耐高溫球軸承已填有潤(rùn)滑劑，可終生潤(rùn)滑，免維護(hù)。但使用開式耐高溫深溝球軸承時(shí)，應(yīng)在運(yùn)行后半年進(jìn)行檢查。檢查時(shí)僅需打開軸承座，如烘爐用的運(yùn)輸車，可將輪子連同軸承從軸頸卸下，然后用吹風(fēng)機(jī)吹走軸承內(nèi)的雜質(zhì)。如果軸承的溝道上出現(xiàn)一些光亮痕跡，表明軸承內(nèi)缺少潤(rùn)滑劑，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充原有潤(rùn)滑劑。
二 耐高溫軸承的應(yīng)用
目前已在鋼鐵企業(yè)熱軋中厚板軋機(jī)生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用了耐高溫軸承，近年來國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)日益高漲，投產(chǎn)和在建的中厚板軋機(jī)線 70 余條。按軋機(jī)規(guī)格劃分，3000mm 及以下的軋機(jī)線約占45％，5000mm及以上的軋機(jī)線約占11％；按機(jī)架配置劃分，單機(jī)架約占 30％，雙機(jī)架約占 70％。
