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滚针轴承:构造、应用与特点

【摘要】:滚针轴承由套圈、滚针、保持器组成。滚针轴承又称针形滚子,形状细长,外径一般不大于4mm。无保持器的冲压套圈滚针轴承,由于装满了滚针,适用于重载荷下的摆动工作条件。常用的实体套圈滚针轴承是NA型和RNA型。非标准的满装滚针的实体套圈滚针轴承广泛应用于铁路机车的连杆、飞机平尾主轴等限于作摇摆运动的径向载荷大的场合。滚针保持器组件是最薄型的滚动轴承。

滚针轴承由套圈、滚针、保持器组成。就同样的承载能力来说,滚针轴承的截面尺寸最小。适合于速度高、载荷大、轴承空间小的场合。滚针轴承又称针形滚子,形状细长,外径一般不大于4mm。滚针两端的形状,有圆头的,尖锥形的,还有凹弧头的。常用的滚针轴承有以下几种结构形式:

①只有冲压外圈的滚针轴承(见图1-36a、b);

②有实体套圈的滚针轴承(见图1-36c、d);

③组合滚针轴承;

④滚针、保持器组件。

(1)冲压外圈滚针轴承 这种轴承有穿孔型(HK型)和封口型(BK型)两种。这种套圈是以1mm厚的低碳钢带或低碳合金钢带为材料,经多次冲压拉伸、弯边和化学热处理制成,是一种薄型套圈。所以滚针轴承的截面很薄。冲压外圈滚针轴承没有内圈,滚针直接与轴的表面接触,所以轴的加工精度和热处理硬度应与轴承内圈相同。有保持器的冲压外圈滚针轴承适合高速、重载,多用于机床、汽车摩托车变速箱纺织机械。无保持器的冲压套圈滚针轴承,由于装满了滚针,适用于重载荷下的摆动工作条件。如飞机的机架、导弹主翼的轴端等。

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图1-36 滚针轴承

a)、b)冲压外圈滚针轴承 c)、d)实体套圈滚针轴承

(2)实体套圈滚针轴承 这种轴承的外形尺寸及结构按GB/T 5801标准。常用的实体套圈滚针轴承是NA型和RNA型。NA型滚针轴承由轴承钢制作经淬火、回火和研磨加工的实体外圈、内圈、尼龙保持器或钢质冲压保持器以及一组半圆头滚针组成。外圈有双挡边,内圈无挡边(见图1-37的下半部)。内圈可以与外圈和滚针组件相分离。无内圈的实体套圈滚针轴承是RNA型(见图1-37上半部)。由于使用RNA型滚针轴承时轴颈表面直接与滚针接触,所以轴的加工精度和热处理硬度应与轴承内圈相同。

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图1-37 实体套圈滚针轴承

实体套圈滚针轴承多用于机床、汽车变速箱,它的优点是径向截面尺寸小,承载的径向载荷大。标准型的实体套圈滚针轴承都有保持器,所以转速较高,能适应机床、汽车变速箱的要求。

非标准的满装滚针的实体套圈滚针轴承广泛应用于铁路机车的连杆、飞机平尾主轴等限于作摇摆运动的径向载荷大的场合。图1-38所示为三环滚针轴承。可借助关节轴承部分进行角度偏差的自动调整。

(3)组合滚针轴承 组合滚针轴承是实体套圈滚针轴承和球轴承、滚子轴承的组合。通常有以下几种形式(见图1-39):

1)NKIA型。滚针和角接触球轴承组合型;

2)NKIB型。滚针和角接触分离型球轴承的组合型;

3)NKX型。无内圈滚针轴承和推力球轴承的组合型;

4)NKXR型。无内圈滚针轴承和推力滚子轴承的组合型。

NKIA型组合轴承用于安装空间较小,转速又高,除承受径向载荷外,还承受双向轴向载荷的场合。轴承具有0.1~0.3mm的轴向游隙。

NKIB型除有上述特点外,球轴承是四点接触型,可承受双向轴向载荷。

NKX型是滚针和推力球轴承的组合型,滚针轴承无内圈,对轴的技术要求高,轴承除承受径向载荷外,还承受单向轴向载荷。

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图1-38 三环滚针轴承

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图1-39 组合滚针轴承

a)NKIA型 b)NKIB型 c)NKX型 d)NKXR型

NKXR型是滚针和推力滚子轴承的组合,此型轴承的性能和NKX型相似,可承受更大的单向轴向载荷。

(4)滚针和保持器组件 滚针和保持器组件实际上就是无套圈的滚针轴承,如图1-40所示。

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图1-40 滚针和保持器组件

a)K型 b)K…ZW型

滚针保持器组件的代号国际上都表示为

Kd×D×B

式中 d——内复圆直径(mm);

D——外复圆直径(mm);

B——保持器宽度(mm)。

滚针保持器组件是最薄型的滚动轴承。它以座孔的孔壁为外滚道,轴颈为内滚道进行运转或摇摆运动,可承受冲击载荷或交变载荷。这种轴承多用于变速箱、摩托车、汽车的连杆大、小端。由于汽缸内温升高,所以轴承要耐高温。

滚针保持器组件可用冲压钢质保持器或黄铜实体保持器,但这两种保持器成本较高。现在大部分小尺寸的保持器都用玻璃纤维增强尼龙66注塑成形,成本低,质量好。