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低温轴承与高温轴承,如何实现极限工况下的应用
2023-04-13
来源:让云科技

一、低温轴承

低温轴承,并不是与高温轴承相对应的在高温环境下稳定运行的轴承,而是指通过特殊材质和结构的设计,降低摩擦因数,从而减少摩擦发热,使轴承长时间运行中,依然保持低温。

工作温度低于-60℃以下的轴承为低温轴承。主要应用于各类液态体泵,如液化天然气泵、液氮(氢、氧)泵、丁烷泵、火箭导弹用液体泵、宇宙飞行器等。

1、低温轴承运行温度

轴承运行温度是重要的指标

低温轴承的运行温度,体现了轴承加工的材料工艺和加工水平。其衡量主要以运行时轴承外圈与注入冷却油温差为指标。 运行温度更低,意味着轴承使用寿命更长、性能更高。世界著名轴承厂家,依靠各自的优势,力图在多个领域取得低温轴承的比较优势。以调心滚子轴承为例,优质产品的运行温度约为15.5℃,而普通产品则在19℃以上。

2、低温轴承产品类别

低温轴承多为单列深沟球轴承和圆柱滚子轴承

对于低温下的轴承出现卡死现象,外部因素是温度的变化,内部因素是轴、机架和材料的热膨胀系数不同。当温度范围大时,不同材料的收缩率不同,导致间隙变小卡住。因此,对于工作范围广的设备,包括在低温下使用的设备,有必要计算材料的膨胀系数,同时尽量使用膨胀系数相近的材料,效果会更好。

此外,在结构设计中,尽量避免在轴的两端各使用一个圆锥滚子轴承的结构。这种结构,两个轴承之间的距离越长,卡住的可能性就越大。如果轴的一端安装有一对锥形轴承,则作为轴的定位,轴的轴向运动受到约束,轴的另一端与滚动轴承一起使用,仅限制径向力,在轴向可以随着轴向温度在一定范围内轴向移动。

3、低温轴承材质选择

低温轴承轴承钢选用 

低温轴承常用不锈钢轴承钢 9Cr18、9Cr18Mo 制造,也可选用铍青铜、陶瓷等材料制造;工作温度极低温条件下(极限温度-253℃):工作极限温度要求在-253℃时,可选用 6Cr14Mo材料,但必须在真空环境中使用。

注:低温轴承使用中要注意因润滑不良引起烧伤等,所以要注意选用合适的润滑剂。 轴承材料及工作温度一览表

二、高温轴承

高温轴承的承受温度值主要是由轴承的材质决定的。

高温轴承的承受温度值主要是由轴承的材质决定的。

1、高温轴承的温度等级

(1)0-600℃高温轴承

一般温度等级分为200、300、400、500、600℃,常用温度等级为300和500℃两个等级。

(2)600-800℃高温轴承 此种高温轴承一般分为两种,全高温钢制耐高温轴承和陶瓷混合高温轴承。

(3)800-1200℃高温轴承

此类轴承一般以氮化硅陶瓷为原料,替代钢材难以达到的高温环境。

2、高温轴承的温度分类

1)普通轴承钢材耐高温:150-200℃

其结构是满滚动体,使用寿命短,后期维护费用高。

2)高温合金钢材:300-500℃

其结构含保持架,满滚动体两种;使用寿命一年以上,推荐。

3)氮化硅陶瓷滚动体:800-1200℃

其结构满滚动体,使用寿命长,成本较高。如果您的使用环境未超过500℃可采取第二种材质。 采用高温轴承要按照实际的应用环境去选择,例如:环境恶劣、转速较高等必须采用含有保持架、密封圈、高温油脂等。

3、结构分类

1)、常规结构

此类结构高温轴承因为没有保持架,增加滚动体数量,大大增加了轴承重载低速的特性,使用寿命较长,适用高温轴承的温度范围为0-800℃。

但是不足的地方是这类高温轴承的极限转速较低,一般不超过100 r/min,内径尺寸较大的轴承还会更低一些。满足此类轴承条件的类别有:深沟球轴承、调心球轴承、单列圆柱滚子轴承和外球面球轴承。

需要注意的是,这里所说的高转速并不是轴承能达到很高的极限转速,而是相对“满装滚动体高温轴承”而言,受轴承游隙等因素影响,一般能达到普通轴承70%到80%的国标极限转速。此类轴承可承受温度范围为600℃以内。

2)、全陶瓷或混合陶瓷轴承

陶瓷轴承一般可以承受很高的温度,极限温度可以达到1200 ℃。

但是只有陶瓷保持架、石墨保持架或无保持架的情况下可以达到,混合陶瓷轴承(钢制内外圈和陶瓷球)的耐温则较低,如果搭配钢制保持架只能达到600℃的极限温度。

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让融(RANUR)系列工程轴承是中国轴承高品质的保证,让融(RANUR)系列轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的工程轴承专用材料。

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