- 2022-11-27
- 来源:让云
交叉圆柱滚子轴承的滚子相互垂直排列，能承受径向载荷、双向推力载荷和倾覆力矩[1]，具有较高的刚性。适用于工业机器人关节或旋转部件、加工中心转台、力矩电机转台等。
随着轴承加工设备性能的提高，交叉圆柱滚子轴承的回转精度可以达到P5以上，可以满足大多数用户的需求；同一圈内同一测量点的测量数据是否一致，体现在加工设备上，即用相同的加工程序加工同一批次的零件所获得的连续测量结果的一致性程度）放转发新要求，重复定位精度将直接影响设备的转台。重复定位性能，进而影响零件的加工精度。
一、 交叉圆柱滚子轴承的结构
交叉圆柱滚子轴承按形状和结构可分为三种类型：
1）内圈一体，外圈可分离，适用于对内圈旋转精度要求高的零件；
2）外圈一体式，内圈可分离，适用于外圈旋转精度要求高的零件；
3）内外圈为一体，适用于对内外圈旋转精度要求高的零件，安装对轴承性能几乎没有影响。从内部结构上可分为满装滚子和保持架两种。满装滚子适用于低速和重载工况，保持架适用于低摩擦力矩和高速工况。
二、影响交叉圆柱滚子轴承重复定位精度的常见因素
1、轴承设计方面
1.1、 隔离块结构
交叉圆柱滚子轴承的滚子排列，相邻的滚子之间用垫片隔开，可以减少滚子之间的摩擦，引导滚子的运动。
常用的隔块结构，隔块的两个圆柱形槽的轴线在同一平面上的投影相互垂直，并平行于槽的外径面。该隔离块通用性强，只要滚轮尺寸相同，就可以使用相同的隔离块，成本低。
但交叉圆柱滚子轴承相邻滚子的轴线O1A、O2B与垂直于隔圈轴线的径向平面O1O2C并不平行[2]（图.线条不平行，而是倾斜一定角度.实际接触状态为点接触，轴承回转中心直径越小，倾角越大，接触状态越差，在高速工况下，隔离块会歪斜，从而影响滚子的旋转轨迹，造成旋转不良，影响轴承的重复定位精度。
优化隔块结构设计，使隔块圆柱槽轴线与隔块所在平面成一定角度，平行于滚子轴线，使滚子与滚子之间的接触状态垫块的圆柱槽由点接触变为线接触。改进后的隔离块与滚子外径面接触良好，提高了轴承转动的稳定性，适用于转速高、对轴承重复定位精度要求高的设备。
1.2 、轴承刚度
在径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的共同作用下，内外圈会产生径向和轴向相对位移和相对倾斜，影响轴承的重复定位精度。
轴承刚度有径向刚度、轴向刚度和角刚度。为了减小或消除交叉圆柱滚子轴承在外力作用下的相对位移，轴承需要预紧。设计交叉圆柱滚子轴承时，径向游隙一般为负游隙，即通过调整径向游隙来控制轴承内部预紧。因此，在设计时，应根据轴承承受的最大当量径向载荷（径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的组合）计算轴承刚度，并求出轴承的初始游隙，以确保轴承在外载荷作用下具有抵抗变形的能力，从而保证轴承重复定位精度。
1.3 、滚子总间隙
交叉圆柱滚子轴承的滚子与隔圈装配后，在圆周方向上会有间隙。可以通过更换垫片来调整间隙值。但是，由于间隔物结构和材料的限制，不能完全消除总周向间隙。
圆周总间隙过大，在旋转过程中隔圈和滚子容易发生歪斜，造成轴承载荷不均；如果圆周总间隙太小，滚子在旋转过程中会相互挤压，增加滚子和滚道的磨损：最终导致轴承振动增大，反复定位精度会很差。
根据实际应用经验，对于外径小于300mm的带隔块的交叉圆柱滚子轴承，为避免轴承在运转过程中因磨损而增加圆周总游隙，应在便于装配的前提下设计得尽可能小总间隙。
1.4 、堵头与堵头孔配合间隙隙
对于内外圈为一体的交叉圆柱滚子轴承，滚子和隔圈需要从外径表面加工的塞孔依次加载。塞子与塞孔的配合间隙值非常重要：如果配合间隙过大，装配后塞子会在孔中倾斜，塞子与孔的配合处可能会出现异响当滚子旋转到滚道面时，会影响轴承的旋转精度，进而影响轴承的重复定位精度；配合间隙过小，热处理后塞子与塞孔的配合面会变形，塞子从外圈塞孔中取出时容易损坏塞孔。
1.5 、轴承使用
交叉圆柱滚子轴承多用于卧式和立式：卧式使用时，圆周方向通常采用滚子隔圈隔圈结构；隔块可能掉落与滚道产生摩擦，使轴承的摩擦力矩增大。严重时会导致轴承冻结，最终影响轴承的重复定位精度。立式使用时，轴承重复定位精度要求不高时可采用滚子隔圈隔圈结构，要求较高时可采用整体保持架隔圈滚子结构。
2 处理工艺
2.1、 Glitch
轴承油孔或油槽与滚道接触处的毛刺如果不清理干净，热处理后毛刺硬度高，磨削加工不及时，滚子在工作时会与毛刺发生碰撞。他们旋转到这个地方，导致振动大，旋转稳定性差。在车削工序和热处理工序之间，应增加清洗油孔和润滑油槽周围毛刺的工序。
2.2 、滚道角度
交叉圆柱滚子轴承为直线滚道，两滚道夹角为90°。滚道角对轴承性能起决定性作用[4]，要求为90°±2′。在实际应用中发现，如果轴承一个圈的滚道角加工成89°58′，另一圈的滚道角加工成90°，则两者之间会形成一个小的夹角α。装配后两个套圈的滚道（图5），会在滚子的两端产生一个附加力，使滚子产生歪斜，影响轴承的重复定位精度；相反，如果滚道角按正偏差加工，轴承内部会产生附加力在生产加工过程中。
宽度=218，高度=151，dpi=110
2.3 、锥销与锥销孔的接触面积
内外圈一体结构的交叉滚子轴承套圈端面堵头和堵头孔加工有1：50的锥度锥销孔，堵头由锥销固定。堵头与堵头孔的间隙吻合后，钻锥销孔。配钻时，必须保证锥销外径面与锥销孔内表面的接触面积达到80%以上。如果接触面积小于80%，当轴承受到较大的冲击载荷时，滚子可能会移动到堵头，从而影响轴承。轴承重复定位精度。轴承零件热处理后会变形，锥销与套圈一起淬火后韧性下降。因此，粗磨后，锥形销孔和塞孔表面加去氧化皮，同时更换锥形销。更换圆锥销时，还需对圆锥销外径面与圆锥销孔内表面的接触面积进行着色检查，确保接触面积大于80%。
2.4 、分体式结构的两个外径或两个内径的区别
对于外圈或内圈为剖分结构的交叉圆柱滚子轴承，装配时应保证两套圈的外径或内径基本相同，至少应保证两内径或内径之差。应保证两个外径。对于以下要求：
|Δd1mp-Δd2mp|≤Δd/3,
或者
|ΔD1mp-ΔD2mp|≤ΔD/3,
式中：Δd1mp、Δd2mp为内径单个平面的平均尺寸公差；ΔD1mp、ΔD2mp为外径单个平面的平均尺寸公差。
当配合在一起的两个开口环的外径或内径相差大于外径或内径公差的1/3时，两个环在装配后很容易错位，并且滚道产生偏斜，影响滚子旋转状态和轴承重复定位精度。
3、 安装维护
3.1、 安装尺寸
对于对轴承重复精度要求高的场合，交叉圆柱滚子轴承一般采用负游隙（CC0游隙），即安装前轴承内部有预载荷。根据实际应用经验，过盈配合会增加轴承的内部预紧力和摩擦力矩，造成磨损加剧，影响轴承的使用寿命。
为了避免过盈配合给轴承内部增加额外的预紧力，内圈与轴，外圈与外壳一般采用间隙配合。
3.2 、安装
对于外圈或内圈剖分结构的交叉圆柱滚子轴承，安装时需从端面压入两个剖分外圈或内圈。安装法兰螺钉时，为避免因螺钉拧紧力矩不一致造成轴承内部预紧力不均，应根据螺钉的数量用力矩扳手均匀对称地拧紧。在拧紧螺丝的过程中，需要匀速转动轴承的内圈或外圈，调整滚轮复位，避免轴承转动时出现死点。采用较低强度等级的螺栓，轴承受到较大冲击时螺栓容易松动，轴承内部预紧力降低，从而影响轴承的重复定位精度。轴承端盖连接螺钉的强度等级建议选用10.9级以上。
3.3 、润滑
不及时补充润滑油脂，会造成轴承内部润滑不良，磨损加剧，影响轴承的重复定位精度，降低轴承的使用寿命。交叉圆柱滚子轴承需要定期补充润滑脂，润滑脂补充周期为3～6个月
三、联系我们
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