耐高溫深溝球軸承的設計及應用
2019/5/3 17:29:07
在機械行業(yè)中許多場合需采用耐高溫軸承，如烘爐、熔爐、爐窯、涂漆機等，尤其是在較高溫度下工作的材料傳送設備。本文主要講耐高溫深溝球軸承的設計、應用。耐高溫深溝球軸承多用于鋼廠冷床，軸承轉速一般較低，通常在 100r/min以下。
耐高溫深溝球軸承保持架采用隔離塊形式。由于工作環(huán)境溫度高，石墨保持架有良好的自潤滑性能，軸承運轉時石墨粉脫落，潤滑溝道及鋼球。同時軸承采用大游隙，能防止其在高溫下或迅速冷卻后抱死。為防止固體雜質侵入軸承內(nèi)部，兩側帶防塵蓋，同時可軸向引導軸承內(nèi)的石墨隔離塊。該類軸承能承受徑向載荷和2個方向的軸向載荷。套圈、鋼球、防塵蓋表面都經(jīng)過防銹處理，可以防止高溫銹蝕，提高運行性能。
一 耐高溫軸承的設計
用于高溫環(huán)境下的深溝球軸承，在設計上充分考慮耐高溫、防腐、防銹、散熱、防抱死等情況，對表面進行了特殊處理，具有較大的內(nèi)部游隙并裝有特殊的耐高溫保持架，依據(jù)不同的工況，保持架有浪形保持架、梯形隔離塊、軸向限位隔離塊等結構。
1 結構類型
耐高溫深溝球軸承內(nèi)圈內(nèi)徑為直孔，工作溫度范圍為－40 ～250 ℃。 當溫度超過200 ℃時，應選用固體潤滑劑。依據(jù)不同的使用溫度，需對套圈進行不同的熱處理，代號中 Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 對應的軸承工作溫度分別為 150，200，250 和300 ℃。代號中Ｆ2 為石墨保持架；2Ｚ 為帶防塵蓋；Ｃ9 為非標準游隙；ＹＡ8 為保持架設計不同。主要有以下幾種設計類型。
（1）最常用的耐高溫軸承6000 / Ｓ2，該軸承裝有沖壓浪形保持架，不帶任何防塵件，采用高溫潤滑脂。
（2）帶防塵蓋的耐高溫軸承6000 － 2Ｚ/ Ｓ2，該軸承與6000 / Ｓ2 軸承的主參數(shù)基本相同，但兩側帶防塵蓋。此外，該軸承在出廠前預裝有6000 / Ｓ2 軸承雙倍量的潤滑脂。
（3）使用在更高溫度下的軸承6000Ｆ2 － 2Ｚ/ Ｃ9Ｓ2，該軸承采用石墨隔離塊，既起保持架的作用，又可提供潤滑劑工作溫度為－ 150 ～350 ℃。軸承兩側的防塵蓋可以軸向引導石墨隔離塊，又可以防止污染物的侵入。該軸承另一個優(yōu)點是環(huán)保，即使在極高的溫度下也不會散發(fā)有害氣體。
（4）使用在需軸向定位的耐高溫軸承 6000Ｆ 2 － 2Ｚ / Ｃ9Ｓ2ＹＡ8，與6000Ｆ2 － 2Ｚ / Ｓ2 軸承相比，該軸承在隔離塊兩側挖窩，使其具有軸向限位功能，可防止對防塵蓋產(chǎn)生沖擊。
2 常用資料和數(shù)據(jù)
高溫深溝球軸承的外形尺寸符合 ＧＢ/ Ｔ276— 1994《滾動軸承 深溝球軸承 外形尺寸》的要求。 深溝球軸承根據(jù)普通級公差制造，符合 ＧＢ/ Ｔ 307． 1—2005《滾動軸承 向心軸承 公差》 的要求。實際尺寸可能會由于表面處理等原因稍微超出標準公差的范圍，但不會影響軸承的安裝和使用。 耐高溫深溝球軸承的徑向游隙為非標準游隙，僅適用于未安裝和無測量載荷的軸承。
3 對中誤差
由于耐高溫軸承的徑向游隙較大，因此允許軸與殼有較大的對中誤差及角度誤差。耐高溫深溝球軸承的內(nèi)、外圈允許有20′～ 30′的角度誤差，但僅適用于低轉速的情況下。高速時，由于對中誤差對軸承滾動的不良影響，因此不允許有較大誤差。
4 轉速
耐高溫深溝球軸承適用于低轉速（ 10r/min以下）工況。 但實際應用的經(jīng)驗證明，該軸承在無需維護情況下，可以在20r/min的轉速長時間運行。如果需要應用在更高轉速的工況，則需改進保持架的設計。
5 相關零件的設計
對于帶有隔離塊的耐高溫深溝球軸承，由于防塵蓋要在軸向上引導軸承內(nèi)的石墨保持架，因此可利用相關零件來支承防塵蓋，以防止其脫落。例如，使軸承座的凸臺或定位筒的直徑小于外圈密封槽口牙徑Ｄ2 ，還可以在凸臺或定位筒與軸承之間加上尺寸合適的墊圈。
6 軸承尺寸及規(guī)格的選擇
軸承處于高溫時，承載能力降低。利用溫度系數(shù)，可以調整不同溫度下軸承的基本額定靜載荷。
7 耐高溫軸承的維護
閉式耐高溫球軸承已填有潤滑劑，可終生潤滑，免維護。但使用開式耐高溫深溝球軸承時，應在運行后半年進行檢查。檢查時僅需打開軸承座，如烘爐用的運輸車，可將輪子連同軸承從軸頸卸下，然后用吹風機吹走軸承內(nèi)的雜質。如果軸承的溝道上出現(xiàn)一些光亮痕跡，表明軸承內(nèi)缺少潤滑劑，應及時補充原有潤滑劑。
二 耐高溫軸承的應用
目前已在鋼鐵企業(yè)熱軋中厚板軋機生產(chǎn)線上廣泛應用了耐高溫軸承，近年來國產(chǎn)化趨勢日益高漲，投產(chǎn)和在建的中厚板軋機線 70 余條。按軋機規(guī)格劃分，3000mm 及以下的軋機線約占45％，5000mm及以上的軋機線約占11％；按機架配置劃分，單機架約占 30％，雙機架約占 70％。
