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        軸承基礎:超精密軸承

          在一些工業工作中,標準軸承根本無法提供應用所需的精度。這就是超精密軸承發揮作用的地方。這些軸承允許超精密的公差和精度,是理想的應用與速度(轉速)和制導精度的嚴格要求。超精密軸承主要有兩種類型:深溝軸承和角接觸軸承。
          深溝軸承包括內圈和外圈滾道每側的全肩,便于添加密封件或護罩。這些軸承可以承受徑向載荷、推力載荷或兩者的組合。他們提供了許多尺寸,包括微型精密軸承,并可提供各種籠型。用途極廣的深溝軸承是最廣泛使用的軸承類型之一。
          角接觸軸承有一個完整的環肩;另一個環肩被部分或完全移除。這使得他們有一個更大的球,這提供了更大的負載能力和速度能力。還可提供各種籠型設計,以滿足特定的高速要求。接觸軸承可以承受推力載荷或推力和徑向載荷的組合,但不能單獨承受徑向載荷。當實現背對背或面對面時,它們可以在兩個方向上支持推力載荷。
        超精密軸承的蓋和保持架
          軸承蓋用于保護軸承免受搬運造成的內部損壞。對于超精密軸承,這些密封通常由特氟龍、不銹鋼或其他高性能材料制成。有兩種主要的封閉類型可用于超精密軸承:屏蔽和密封。兩者都是為了防止污染和保持潤滑。
          防護罩應用于軸承內圈,密封件應用于外圈。在這兩種類型的密封件之間進行選擇意味著選擇優先順序—應用是否需要密封效率、速度能力或軸承扭矩。護罩的密封效率較低,但不會增加軸承扭矩或限制轉速。密封允許更強的軸承保護,但它們限制運行速度,同時增加扭矩和溫度。
          大多數軸承組件利用軸承保持架來產生和保持均勻的滾珠間距,減少扭矩,并減少熱量積聚。軸承保持架有多種設計,可應用于深溝軸承和角軸承。保持架通常是根據手頭軸承的具體需要和用途來選擇的。
          標準精密軸承通常使用沖壓鋼保持架。另一方面,超精密軸承使用由不銹鋼、青銅或酚醛材料制成的保持架-由這些材料制成的保持架提供更高的速度和更好的承載能力。保持架可用于滿足通用需求,以及低扭矩、高速、無潤滑和聲級要求。
        精密軸承的ABEC參數
          所有精密滾珠軸承必須按照環形軸承工程師委員會(ABEC)標準制造,該標準符合國際標準化組織(ISO)概述的標準。ABEC標準定義了關鍵軸承特性和尺寸的公差,允許整個行業的一致性。
          這些指南中包含的參數包括孔的圓度和錐度、寬度變化、孔和座圈跳動以及徑向跳動。上升的ABEC數字表示公差更緊-數字越高,軸承性能越高。ABEC 1至3軸承通常用于一般用途,而ABEC 5至7軸承則用于要求更高精度和更高速度的應用。用于固定軸承座的高精度ABEC軸承,具有更圓的滾珠和更光滑的滾道。
          但是,客戶不應該自動選擇更高的等級。高端軸承的成本是低端軸承的三到五倍,因此了解應用的確切需求以做出正確的選擇是很重要的。在許多情況下,不需要更高標準的ABEC軸承。
        保證超精密軸承的最高性能
          在使用額外的精密軸承之前,用戶應該確保他們的系統設置成功。有幾個關鍵因素需要考慮,但預壓和徑向內部間隙是最重要的兩個因素。用戶應仔細檢查這些元件,以確保軸承能夠在良好的條件下高效運行。
          軸承必須具有適當的徑向內部間隙-內圈相對于外圈可能的最大總移動量。這也被稱為“徑向游隙”。適當的徑向內部間隙是至關重要的,因為金屬不可避免地會膨脹;選擇正確的間隙可防止金屬滾珠軸承在膨脹時卡在軸承殼中。沒有足夠徑向游隙的軸承將由于這些干擾和約束效應而失效。
          另一方面,預加載涉及軸承內部間隙的去除。施加永久推力載荷可消除徑向和軸向間隙,使裝置非常剛性。預加載允許消除端隙和跳動。這可以通過彈簧預加載、軸向調整或雙軸承的應用來實現。
          雙聯軸承是設計用于提供內置預加載的配對軸承。軸承在安裝時以面對面(DB)、背對背(DF)或串聯(DT)配置夾緊在一起。由于每個軸承都有一個匹配的預緊偏移量,它們互相平衡。這增加了軸向和徑向剛度,使它們能夠承受雙向或重型單向推力載荷。
          在使用超精密軸承時,軸和殼體配合也是需要牢記的重要因素。用戶在決定配合是否合適之前,應評估軸承的預期用途;當軸向運動必須適應彈簧載荷和熱膨脹,或當軸向夾緊力起作用時,需要更松的配合。裝配也簡單得多,配合更松。當應用需要熱傳遞、消除振動沖擊或支持重型徑向載荷時,較緊的配合是理想的,舉幾個常見的例子。
          最后,用戶應確定是否額外的精密軸承將表現更好的油脂或油潤滑。在大多數情況下,潤滑脂是標準選擇。但是,對于涉及更高速度的應用,應考慮使用機油,因為這些情況提供了更高程度的冷卻并產生最小扭矩。機油必須比潤滑脂更頻繁地更換,潤滑脂的使用壽命更長,無需任何保養。

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