冶金齒輪箱軸承的應用技術（一）

冶金齒輪箱的種類與應用非常廣泛，主要通過齒輪間的嚙合與傳動作用來實現加速、減速、改變傳動方向、改變轉動力矩或分配動力，以滿足各種冶金設備動力傳動的需求。冶金齒輪箱不僅用于各種主機設備，如棒線材、型材或板材的粗扎、精軋和立輥等主傳動齒輪箱，而且也用于眾多輔機設備傳動系統，如飛剪、卷取機、穿孔機、縱切機以及輸送滾道等。作為最關鍵的冶金設備之一，冶金齒輪箱能否穩定可靠地運行關系到整條生產線能否正常工作，一旦其出現故障將導致嚴重后果。冶金齒輪箱通常處于重負載、沖擊載荷、高或低轉速、高溫或高污染等苛刻運行環境，正是由于工作環境的特殊性及連續可靠的工作需求，冶金齒輪箱對配用的軸承提出了更為嚴格的要求。采用高性能的軸承，正確選擇軸承選型、公差配合、初始游隙以及安裝尺寸是確保齒輪箱連續可靠工作的前提條件。

 軸承選型

 1.選擇適合的軸承類型

　　冶金齒輪箱軸承一般采用雙列滾子軸承組合來滿足重負載和大功率的動力傳動需求。滾子軸承以圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承及調心滾子軸承為主。冶金齒輪箱采用何種類型的軸承應由齒輪軸的受力工況及各類軸承的特點決定。雙列圓錐滾子軸承具有良好的徑向與軸向復合載荷能力，軸承內部游隙可調整，而且利于增強傳動系統剛性，因此圓錐滾子軸承是冶金齒輪箱設計優先考慮的軸承類型。但圓錐滾子軸承也有不足之處，例如價格較高且不具備自調心和抗偏心能力，因此冶金齒輪箱也大量選用其他類型的軸承，如調心或圓柱滾子軸承。

 　　冶金齒輪箱經?；煊貌煌愋偷妮S承以達到最優化設計的目的。與圓錐滾子軸承相比，調心滾子軸承成本較低，在特定受力條件下該軸承也能承受徑軸向復合載荷。調心滾子軸承最大的優點是具備自調心能力，可在偏心條件下正常工作。當軸承外型尺寸相近，選用雙列圓柱滾子軸承可獲得更高的徑向承載能力，但該類型軸承不能承受軸向載荷。通常在徑向與軸向復合載荷條件選用圓柱滾子軸承時，需要采用添加止推軸承或其他類型的軸承來承受軸向負載。

 2.雙列圓錐滾子軸承組合方式

采用雙列圓錐滾子軸承組合時，軸承一端通常設為“固定端”， 即軸承內外圈端面均被頂緊不留間隙，起到軸向定位并承受軸向負載作用；另一端軸承為“浮動端”，用來吸收齒輪軸熱膨脹及累積公差。“浮動端”軸承只承受徑向載荷，軸承外圈端面與軸承座端蓋及擋肩應預留足夠間隙，以抵消受熱膨脹后齒輪軸發生軸向位移，詳細結構。為提高傳遞扭距，冶金齒輪箱大量選用斜齒輪的嚙合方式。在重載條件下，斜齒輪不易產生沖擊振動噪聲、運轉平穩且承載能力較大，因此斜齒輪在重載傳動條件下優于直齒輪傳動。

 但斜齒輪嚙合時會產生額外的軸向推力并作用到“固定端”軸承。當軸向推力較大時，選用雙列圓錐滾子軸承作為“固定端”，或者添加止推軸承均是理想的解決辦法。當齒輪軸只有單個斜齒輪嚙合，且齒輪軸“固定端”選用調心滾子軸承時，應注意軸承所受最大軸向與徑向受力的比值關系。調心滾子軸承由于自身的結構特點，當軸承所受軸向力超過自身所受徑向力1/3或1/4（根據具體軸承系列而定）時，軸承會出現單側滾子受力，另一側滾子空載的情況。不受力端滾子在旋轉過程中無法在滾道中引導和定位，出現滾子歪斜、打滑和撞擊保持架等情況，嚴重時可能導致保持架斷裂，軸承提前失效。雙列圓錐滾子軸承采用純滾動及滾子端面擋邊引導設計，通過控制軸承安裝游隙，可用于較大軸向受力及單列滾子承載工況，兩種類型軸承的特點與區別。“固定端”軸承承受徑軸向復合載荷，為了分擔軸承受力并提高使用壽命，“固定端”一般放在徑向受力較小的一側，“浮動端”放在徑向受力較大一端。有時選用調心滾子軸承來提高軸承的軸向承載能力，也會將“固定端”放在徑向受力較大的一側，在這種情況下，“固定端”調心滾子軸承承載能力應高于“浮動端”軸承。

3.考慮實際工況和軸向載荷

錐型傘齒輪傳動與斜齒輪較為相似，齒輪嚙合時也會產生較大的軸向載荷，軸承選型也應參考實際工況與軸向載荷大小。人字形齒輪傳動可當作成對使用但旋向相反的錐齒輪應用，人字形齒輪嚙合時不會產生軸向推力，在軋機齒輪箱中應用較廣。選用人字形齒輪嚙合傳動時，輸入與輸出軸只需設置一個“固定端”軸向定位齒輪即可，其余位置均應設為“浮動端”。“浮動端”軸承可采用圓柱或調心滾子軸承，“固定端”應選用軸向承載能力較強的雙列圓錐滾子軸承。軸承優化選型設計“浮動端”軸承均采用單列圓柱滾子軸承。另外，在高速棒線材軋機齒輪箱應用中，高速輸入軸經常采用特殊設計的雙列圓錐滾子軸承來勝任高轉速、頻繁加速、減速、正轉及反轉等苛刻軸承應用條件。

4.考慮足夠的承載能力

軸承選型時除正確選擇軸承類型外，所選軸承是否具有足夠的承載能力也是要考慮的關鍵因素。計算軸承受力得出軸承理論壽命是最常用的衡量軸承承載能力的方法。冶金齒輪箱根據不同的應用，一般都會有軸承最低理論壽命的要求，例如有些齒輪箱要求軸承最低壽命不低于5萬h，有些應用要求不低于3萬h。通常在計算軸承壽命時，為得到保守軸承壽命，一般軸承旋轉速度選用平均工況條件轉速來替代最高旋轉速度。齒輪箱傳動在功率恒定條件下，轉速降低會導致扭矩提高，而扭矩提高會導致軸承受力變大。軸承壽命與轉速成1∶1反比關系，但與受力成10倍關系，即軸承受力增大一倍，軸承壽命會降低10倍。對于一些重載及轉速較低的應用，理論軸承壽命結果通常無法真實反映軸承性能，通常主要考慮軸承額定當量與軸承受力比值是否大于安全系數，更精確的方法是通過分析軟件計算軸承滾子的最大接觸應力。

      #MIM、粉末冶金、金屬粉末注射成形、陶瓷粉末注射成形、CIM、金屬零件、不銹鋼、銅基、鐵基高強度齒輪件、異形件、含油軸承、齒輪軸承、粉末冶金廠家、浙江粉末冶金、溫州粉末冶金、海江粉末冶金#