调心滚子轴承为自调心轴承,可在承受重载的同时容许最大2°的不对中、轴挠曲及热膨胀。双列滚子配合球面外滚道设计,是钢厂、矿山破碎机、造纸机及风电齿轮箱的首选。
调心滚子轴承的型号遵循DIN 623-1:系列前缀(213、222、223、230、231、232、240、241等)+尺寸代码,再加上描述保持架、游隙、公差、密封及内孔形式的后缀字母。最常见的后缀如下。
| 后缀 | 含义 |
|---|---|
| K | 锥形内孔,1:12锥度 |
| K30 | 锥形内孔,1:30锥度 |
| E / E1 | 强化/优化内部结构 |
| CC / CCK | 双冲压钢板窗式保持架,优化几何结构 |
| MA / MA1 / MB | 机加工黄铜保持架 |
| CA / CAC | 优化口袋几何的机加工黄铜保持架 |
| W33 | 外圈环形油槽+3个注油孔 |
| 2RS / 2CS | 双侧接触式唇形密封 |
| C2 / CN / C3 / C4 / C5 | 径向内部游隙等级 |
| P0 / P6 / P5 / P4 | ISO 492精度等级 |
| T41A / T41D | 振动机械专用规格 |
| S0 / S1 / S2 | 热稳定处理 |
径向内部游隙是滚子未受载前内外圈之间的总径向移动量。等级选择取决于配合、工作温度以及是否使用紧定套安装。在锥形内孔紧定套安装时游隙过紧,是现场早期热失效最常见的根本原因。
| 等级 | 说明 |
|---|---|
| C2 | 小于普通 |
| CN(普通) | 普通游隙 |
| C3 | 大于CN |
| C4 | 大于C3 |
| C5 | 大于C4 |
调心滚子轴承凭借球面外滚道结构,可补偿轴与座孔之间的角度不对中。允许调整角度取决于轴承系列以及是否带密封。
数值适用于内圈旋转、载荷P ≤ 0.1·Cr的静态不对中。若外圈旋转或内圈做章动运动,允许角度更小,请联系工程部门。
ISO 15243将调心滚子轴承损伤分为六大类。下面五种覆盖了我们在重工业现场看到的绝大多数失效。
症状
热量与磨损集中在滚道一侧;局部黏附;滚子端部早期剥落。
可能原因
静态或运行不对中超出该系列的允许调整角度;座孔变形或刚度不足;基础挠曲。
解决方案
恢复对中,加强轴承座或升级到更大允许角度的系列(223/231/232/241)。密封轴承须将不对中控制在0.5°以内。
症状
启动数分钟内温度升高、运转扭矩增大、低频闷响、负载区早期黏附。
可能原因
紧定套驱进过深,径向游隙消除过多;或驱进量正确但起始游隙等级不适合工作温度。
解决方案
按目录游隙缩减量重新安装;记录冷态与热态游隙;高温或振动工况由CN升至C3或C3升至C4。
症状
滚子与滚道间出现金属转移的灰斑;温度突然升高;保持架变色。
可能原因
工作温度下润滑剂粘度不足;缺油;空载下启动时严重冲击。
解决方案
提高基础油粘度或改用循环油润滑;确保油浴浸到最低位滚子;启动前预加载;振动工况指定T41A / T41D。
症状
运转手感粗糙、油脂或滤油器中有碎屑、滚道变暗、滚子端部加速磨损。
可能原因
密封不良或损坏、缺少迷宫密封、未过滤的补脂润滑剂。
解决方案
污染环境指定2RS / 2VS密封变体;增设外部挡环;油脂经25 µm过滤;缩短补脂周期。
症状
垂直于滚道的波纹;油脂迅速变黑;间歇性噪声逐渐加剧。
可能原因
变频驱动电机的杂散电流,由于轴接地不良;绝缘失效。
解决方案
在非驱动端安装轴接地环或绝缘轴承;检查变频器输出滤波器和接地策略。涂层无法解决持续放电问题。
ISO 281规定基本额定寿命L10 = (Cr / P)^p(百万转),滚子轴承p=10/3。复合载荷时先将Fr与Fa换算为当量动载荷P。下面以22216 E用于造纸机烘缸位置为例。
已知
22216 E · Cr = 326 kN · n = 600 r/min · Fr = 40 kN(径向) · Fa ≈ 0(纯径向)· P = Fr = 40 kN
当量动载荷P
P = Fr(轴向载荷可忽略,Fa/Fr ≤ e)
P = 40 kN
基本额定寿命L10(百万转)
L10 = (Cr / P)^(10/3) = (326 / 40)^3.333
L10 ≈ 8.15^3.333 ≈ 1 090 百万转
工作寿命L10h(小时)
L10h = L10 × 1 000 000 / (60 × n)
L10h = 1 090 × 10^6 /(60 × 600)≈ 30 300 小时
90%可靠度下基本额定寿命≈30 300小时。润滑良好、油脂清洁时取a_ISO ≈ 1.5,修正额定寿命Lnmr ≈ 45 000小时。
此为示例计算。实际选型需根据计算得到的Fa/Fr比验证X、Y和e系数,并结合污染系数ec应用a_ISO。安德工程团队可根据具体工况执行完整的ISO 281 / ISO 16281分析。
ANDE调心滚子轴承可补偿轴与壳体之间最大2度的角度不对中,同时保持满载荷能力。这种自调心能力源于球面外圈滚道的几何结构,无需额外部件。
最常见的失效模式有:过载或润滑不足导致的表面疲劳(剥落)、运输或安装过程中冲击载荷导致的压痕、多尘环境中密封不良导致的污染侵入、以及连铸机等高温应用中冷却不足导致的热损伤。
密封式调心滚子轴承(后缀2CS5或E2)预填充润滑脂,适用于中等污染环境且免维护。开式轴承配油润滑适用于高温应用(100°C以上)、极高转速或已有油雾润滑系统的场合。密封型转速限制约低20%。
标准调心滚子轴承可连续工作至+150°C。更高温度可选热稳定版本:S1后缀可达+200°C,S2可达+250°C。这些版本采用特殊热处理以保持尺寸稳定性,并调整内部游隙(C3或C4)以补偿热膨胀。
可以。调心滚子轴承可承受中等轴向载荷,标准设计约为未使用径向能力的55%,E型加强设计(非对称滚子)可达径向能力的100%。对于重型复合载荷,请确保适当预紧并使用相应的内部游隙组。
K后缀表示锥度为1:12的锥形内孔(如22216 K),可直接安装在锥形轴上,或通过紧定套(H系列)/退卸套安装在直轴上。K30后缀表示1:30锥度,用于240、241和249系列等大孔径产品。
可以。安德调心滚子轴承严格遵循ISO 15:2017标准外形尺寸——安德22216的内径、外径和宽度与SKF、FAG、NSK等任何符合ISO标准制造商的22216完全一致。内部代号(保持架、游隙、后缀代号)也按ISO/DIN惯例对齐。每个替换项目我们建议根据原图纸确认精确的后缀组合及载荷工况。
符合ISO 15:2017标准外形尺寸,覆盖轻型(213)、标准(222)、加重(223)、低截面(230)、加重(231/232)及超宽(240/241)系列。锥孔变体(K、K30)外形尺寸相同;后缀组合(E、MA、MB、CA、CC、W33、2RS、C2/C3/C4)见上方代号说明,订单确认时再行核对。
| 轴承型号 | 内径 (d) mm | 外径 (D) mm | 宽度 (B) mm |
|---|---|---|---|
| 21306 | 30 | 72 | 19 |
| 21307 | 35 | 80 | 21 |
| 21308 | 40 | 90 | 23 |
| 21309 | 45 | 100 | 25 |
| 21310 | 50 | 110 | 27 |
| 21311 | 55 | 120 | 29 |
| 21312 | 60 | 130 | 31 |
| 21314 | 70 | 150 | 35 |
| 21316 | 80 | 170 | 39 |
| 21318 | 90 | 190 | 43 |
| 21320 | 100 | 215 | 47 |
| 22205 | 25 | 52 | 18 |
| 22206 | 30 | 62 | 20 |
| 22207 | 35 | 72 | 23 |
| 22208 | 40 | 80 | 23 |
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