SKF

SKF
SKF超精密轴承润滑
单元
提高可靠性和盈利能力、减小对环境的影响
业务和环境共同受益
为满足高速精密应用中日益提高的性能要求,SKF开发了在高
速应用中与油气润滑配合使用的新型超精密轴承润滑单元。这
套系统不仅能够简化新的主轴设计,同时还能提高现有设计的
性能。
这种高效解决方案能够改善润滑剂流量,并降低轴承内的
摩擦发热量,使其工作速度接近2,500,000-3,000,000 n dm。另
外,通过降低工作温度并改善油气流量,整体的油耗量和噪音
等级亦被减少。
油气润滑的优点
轴承达到工作温度极限时的转速取决于轴承内部的发热量(摩
擦生热)以及可从轴承转移走的热量。其中一种减少摩擦热(尤
其是轴承内部的摩擦生热)的方法是,确保用量正确的适用润
滑剂供应到各个必要的部件处。
许多高速应用均可采用脂润滑。但是,由于这类应用中的
转速以及造成的摩擦生热会上升,典型的解决方法是用油润滑
系统代替润滑脂。
超高速应用通常需要精确的润滑剂供应系统:油气润滑系
统持续供应轴承充分润滑所需的精确油量,从而使摩擦生热和
工作温度降到最低。
图1
2
油气润滑系统具备下列优点:
•
•
•
•
•
•
提高轴承可达到的转速
降低摩擦力矩和能耗
减小对环境的影响
降低润滑剂的消耗量
最大限度地提高润滑剂的效用
轴承座内的正压可防止污染物侵入
SKF的优化设计
SKF超精密轴承润滑单元由一个精确研磨的钢隔圈、一个精密油
气分配环和一个超精密角接触球轴承组成( 图1)。油气分配环
外表面上的两个O形环将轴承座上钻出的进气通道与出气通道分
隔开。
压缩空气流(油、气并未混合)输送的油会沿着油管盘旋,并
朝着油气分配环中间的圆周槽蠕动,然后进入进气喷嘴( 图2)。
喷嘴设计能够进一步加快直接流到轴承内接触面上的油气流速。
进气通道的设计能够提高气流速度。主轴壳体内的三个出气
通道均大于进气通道,因此空气能够自由地从轴承及轴承座排
出。
图2
降低工作温度
降低噪音水平
SKF将SKF超精密轴承润滑单元的温升与其它常用的可选产品进
行对比( 第6页上的图表1)。
高速试验结果表明,SKF超精密轴承润滑单元能够使工作
温度降低10-15 %。
如何降低噪音水平是机床和其它精密应用所面对的挑战之一。
试验结果表明,SKF超精密轴承润滑单元的设计能够大幅降低噪
音水平( 第6页上的图表2)。
A
SECT. AA
A
B
B
SECT. BB
轴承配置示例
3
提高性能和可靠性
降低润滑剂的消耗量
SKF将油气喷嘴相对于轴承进行精确定位,使压缩空气的冷却效
应得到优化。这样可稳定轴承内的工作预负荷,进一步降低摩
擦热,并最大限度地提高润滑剂的效用。
结果:轴承能达到、甚至超过其可达到的转速。
喷嘴设计及其对油气输送系统的积极作用能够最大限度地发挥润
滑剂的效用。因此,有效润滑轴承所需的润滑剂用量就会降低。
安装安全、简易
SKF超精密轴承润滑单元能够减轻噪音污染,从而降低噪音水
平。同时,还能减少耗油量(节能),使工作环境更清洁。
环保
SKF超精密轴承润滑单元的安装安全、简易。与其它系统不同的
是,安装主轴时无需将该润滑单元的角位置与进气通道对齐。
该润滑单元的另一个优点是,不需要使用主轴壳体内的O形
环安装槽。这不仅能简化主轴设计,并能降低加工成本。
客户利益
• 改善润滑条件
• 噪音水平低
• 可达到更快的速度
• 提高可靠性
• 降低耗油量
• 减小对环境的影响
• 安装安全、简易
4
应用
单元配置设计
SKF超精密轴承润滑单元能够延长轴承的使用寿命,并提高在高
速应用(例如加工中心、铣床、内圈磨床和用于印刷电路板钻孔
的主轴)中的工作速度。
若配备油气润滑系统,该润滑单元能够在高速主轴上水平
和垂直运行。
SKF超精密轴承润滑单元是专门针对下列70 .. E系列轴承配置而
设计的:
供应范围
SKF超精密润滑单元由一套精密配组隔圈和一个15°或18°接触角
的70 .. E 系列超精密高速单列角接触球轴承(ISO尺寸系列10)组
成。
该单元可用的轴径范围为30-70毫米。
有全钢轴承和混合陶瓷轴承两种轴承类型可提供,且混合
陶瓷轴承由轴承级氮化硅材质的轴承球和钢套圈构成。氮化硅
(陶瓷)球的重量远小于钢球,硬度则远高于钢球,因此混合陶瓷
轴承的刚度高于尺寸相当的全钢轴承,运转速度也快很多。
• 单个通用配组的轴承
• 一套两个串联配置的轴承
• 一套两个背对背配置的轴承
可以实现的配置如图3所示。
轴承配置的种类可以各不相同:弹簧预紧的单个或串联配
置、定位预紧的背对背配置。
图3
带一个通用配组轴承的SKF超
精密轴承润滑单元
带一套两个串联配置轴承的SKF超精密
轴承润滑单元
带一套两个背靠背配置轴承的SKF超精密
轴承润滑单元
5
试验结果
进行高速试验,以评估温升与速度和噪音水平之间的关系。
轴承类型:不同设计类型的混合陶瓷超精密角接触球轴承,高
速E设计,ISO尺寸系列10,15°接触角
轴承尺寸:轴径40毫米
测试的不同配置
• 配组的两个7008 CEGA/HCP4AD8轴承(无密封槽的外圈,型号
后缀D8),背对背配置,带隔圈安装( 图4a);
• 配组的两个直接油孔润滑轴承7008 CEGA/HCP4AD8L1(无密封
槽的外圈,型号后缀D8),背对背配置(无需隔圈:外圈上的
润滑孔(型号后缀L1)能够将油气混合物供应到球/滚道接触区
附近)( 图4b);
• 新型超精密轴承润滑单元,包含配组的两个背对背配置的
7008 CEGA/HCP4AD8(无密封槽的外圈,型号后缀D8)轴承
( 图4c)。
弹簧预载荷:30 daN
润滑:油气系统,ISO VG32润滑油,70立方毫米/小时
进气-进油压力:3 bar
图表1
图表2
温度对比
噪音水平(dbA)对比
外圈温度 [°C]
噪音水平 [dbA]
80
110
105
70
100
60
95
90
50
85
40
80
30
20
75
0
5
10
15
20
25
30
35
40
70
45
0
5
10
15
20
25
30
转速 [圈/分钟 x 103]
35
40
45
转速 [圈/分钟 x 103]
带标准隔圈的SKF超精密轴承
直接油孔润滑的SKF超精密轴承
SKF超精密轴承润滑单元
带标准隔圈的SKF超精密轴承
直接油孔润滑的SKF超精密轴承
SKF超精密轴承润滑单元
图4
试验中使用的配置
a
带标准隔圈的SKF超精密轴承
6
b
直接油孔润滑的SKF超精密轴承
c
SKF超精密轴承润滑单元
型号系统
型号的第一部分用于识别轴承单元、接触角和轴承的保持架、
轴承系列和内径。
型号的第二部分遵循标准轴承规则,用于定义球的材料、
精度、配置、预负荷和特征。
SKF超精密轴承润滑单元的各种型号及相关定义在表1中
给出。
表1
SKF超精密轴承润滑单元的型号系统
SKF超精密轴承润滑单元(包含一
个通用配组的轴承BUCN 7006
GA/HC)
BU
设计
SKF超精密轴承润滑单元(包含一组
背对背配置的配对轴承BUCN
7006/HCDBA)
BU
SKF超精密轴承润滑单元的内部设计
BU
轴承单元
高速E设计轴承
包含O形环
C
N
70
接触角 保持架 系列
C
N
70
06
GA
尺寸
类型和预负荷(
单个轴承)
06
–
球材料
–
HC
/
/
HC
–
–
球材料
公差等级
配置
预负荷
HC
–
DB
A
碳铬钢(无型号后缀)
轴承级氮化硅Si3N4(混合陶瓷轴承)
接触角
C
F
15° 接触角
18° 接触角
轴承公差等级
–
尺寸精度符合ISO公差等级4,运转精度高于ISO公差等级4
(无型号后缀)
PA9A
尺寸和运转精度均高于ABMA公差等级ABEC 9
保持架
N
T
纤维增强型酚醛树脂,外圈引导
玻璃纤维加强型PEEK,外圈引导
轴承组 – 配置
DB
两个背对背配置的轴承<>
DT
两个串联配置的轴承<<
轴承系列
70
符合ISO尺寸系列10的要求
轴承尺寸
06
(×5)30毫米内径
至
14
(×5)70毫米内径
轴承组 – 预负荷
A
轻预负荷
B
中等预负荷
C
重预负荷
G…
特殊预负荷,以daN为单位,例如G240
类型和预负荷(单个轴承)
GA
单个,通用配组,用于轻预负荷
GB
单个,通用配组,用于中等预负荷
GC
单个,通用配组,用于重预负荷
7
知识工程的力量
密封件
轴承及
轴承单元
机电一体化
润滑系统
服务
通过运用五大领域的能力以及一百多年以来积累的专门知识,SKF为全球主要行业的原始设备制
造商和生产厂商提供创新解决方案。这五大领域包括轴承及轴承单元、密封件、润滑系统、机
电一体化(将机械和电子技术相结合的智能系统)、以及包括从三维计算机建模到先进的状态
监测、可靠性应用和资产管理等一系列的服务。SKF为客户提供统一质量标准的产品,业务遍及
全球。
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PUB BU/P2 13320 ZH · 2013年3月
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