可通过单个轴承位置支撑高径向载荷和中等轴向载荷
适用于径向设计包络非常小的应用,其中轴上的滚道设计为滚动轴承滚道(直接轴承布置)
如果轴向轴承部件中的滚动元件非满装,而是由保持架引导的,则允许相对较高的速度
具有较高的运行精度
允许仅使用非常小的径向设计包络定位轴承布置
轴向刚性布置
很容易安装,因为在许多情况下不会自保持
允许技术上简单、经济且具有成本效益的设计
组合滚针轴承/滚针轴承: 荷载方向比较 Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①滚针/轴向深沟球轴承NKX ②滚针轴承NK |
滚针/轴向深沟球轴承
滚针/轴向圆柱滚子轴承
滚针/角接触球轴承
NTN | INA | IKO | NADELLA | SKF |
NKX | NKX | NAX | - | NKX |
NKX...Z | NKX...Z | NAX...Z | - | NKX...Z |
NKX+IR | NKX+IR | NAXI | - | NKX+IR |
NKX...Z+IR | NKX...Z+IR | NAXI...Z | - | NKX...Z+IR |
NKXR | NKXR | NBX | - | NKXR |
NKXR...Z | NKXR...Z | NBX...Z | RAXZ | NKXR...Z |
NKXR+IR | NKXR+IR | NBXI | - | NKXR+IR |
NKXR...Z+IR | NKXR...Z+IR | NBXI...Z | - | NKXR...Z+IR |
NKIA59 | NKIA59 | NATA59 | - | NKIA59 |
NKIB59 | NKIB59 | NATB59 | - | NKIB59 |
NX...ZNR | NX...Z+IR | - | - | NX...Z+WR |
NX...ZNRD | NX+WR | - | - | NX+WR |
NX...ZNR+IR | NX...Z+WR+IR | - | - | NX...Z+WR+IR |
NX...ZNRD+IR | NX+WR+IR | - | - | NX+WR+IR |
AXN | ZAXN | - | AXNB | - |
ARN | ZARN | - | ARNB | - |
组合式滚针轴承包括径向滚针轴承,该径向滚针轴承与轴向轴承部件组合,这些轴承可以仅用一个轴承来支撑径向和轴向载荷,并允许仅用较小的径向设计包络来定位轴承布置,例如,它们适用于存在径向和轴向载荷的情况,并且简单的轴向接触垫圈由于其尺寸、高速或润滑不足而不再能够支撑轴向载荷,并且其他定位轴承需要太多的安装空间。
组合滚针轴承,径向和轴向动态承载能力 Cr=径向基本动载荷额定值 Ca=轴向基本动载荷额定值 |
滚针/轴向深沟球轴承没有内圈,因此在径向方向上特别紧凑。然而,它们需要经过硬化和研磨的轴滚道,如果轴不能用作滚动轴承滚道,则可以使用内圈IR,产品表中给出了合适的内圈。为了进行润滑,径向轴承部件的外圈有一个润滑槽和润滑孔。
滚针/轴向深沟球轴承NX和NX-Z有一个完整的滚珠组和极低的径向截面高度,由于径向尺寸紧凑,轴承布置可以通过非常小的轴心距离实现,例如多轴钻床中可能存在的轴心距离。固定在径向轴承部件上的钢板端盖夹紧轴向轴承的轴定位清洗,并将轴向轴承部件固定在一起。因此,轴承是自保持的。轴承NX的金属板盖具有用于油润滑的润滑孔。
滚针/无内圈轴向深沟球轴承NX Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①NX,轴向滚珠轴承组件,带端盖,盖上有润滑孔 ②NX-Z,轴向滚珠轴承组件,带端盖,端盖上没有润滑孔 ③端盖 |
滚针/轴向深沟球轴承NX-Z,带内圈 ①内圈 IR |
在轴承NKX和NKX-Z中,滚动元件组不是一个完整的滚珠系统,如轴承NX中所示,由保持架保持。滚珠和保持架组件对应于511系列的轴向深沟球轴承。由于采用了保持架,这些轴承比满装设计的轴承适用于更高的速度
NKX型不是自保持的,径向滚针轴承、轴向滚珠和保持架组件以及轴定位垫圈可以相互独立安装
NKX-Z型有一个钢板端盖,它将轴向轴承部件固定在一起,轴承是自保持的,端盖设计为无润滑孔,并与径向轴承部件的壳体定位垫圈刚性连接
滚针/不带内圈的轴向深沟球轴承 Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①NKX,带滚珠和保持架组件的轴向轴承组件,不带端盖 ②NKX-Z、 带滚珠和保持架组件的轴向轴承组件,带端盖,端盖上没有润滑孔 ③端盖 |
这些轴承包括带有塑料保持架的811系列径向滚针轴承和轴向圆柱滚子轴承。没有内圈,需要经过硬化和研磨的轴滚道,如果轴不能用作滚动轴承滚道,则可以使用内圈IR,产品表中给出了合适的内圈,为了进行润滑,径向轴承部件的外圈有一个润滑槽和润滑孔。
NKXR型不是自保持型,径向滚针轴承、轴向圆柱滚子轴承和轴定位垫圈可以相互独立安装
自保持,固定在径向轴承部件上的钢板端盖夹紧轴向圆柱滚子轴承,并将轴向轴承部件固定在一起。
无内圈滚针/轴向圆柱滚子轴承 Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①NKXR,带滚子和保持架组件的轴向轴承组件,不带端盖 ②NKXR-Z、 带滚子和保持架组件的轴向轴承组件,带端盖,端盖上没有润滑孔 ③端盖 |
带内圈的滚针/轴向圆柱滚子轴承NKXR ①内圈IR |
滚针/角接触球轴承包括径向滚针轴承、作为轴向部件的角接触球和内圈,在NKIA型的情况下,内圈为单件式设计,而NKIB设计有一个窄内圈和一个宽内圈。轴向轴承部件的保持架由塑料制成,部分轴承的径向截面高度较低,适用于高速,由于滚针/角接触球轴承不是自保持的,内圈可以独立于外圈、滚针和滚珠进行安装。然而,在安装过程中,必须确保轴承套圈不会与其他轴承的套圈互换,而是始终安装在交付的配对轴承中。
滚针/角接触球轴承NKIA Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 |
滚针/角接触球轴承NKIB Fr=径向载荷 Fa=轴向载荷 ①宽内圈 ②窄内圈 |
滚针/轴向深沟球轴承在一个方向上支持高径向载荷和中等轴向载荷,与带有保持架导向轴向部件的轴承相比,带有完整滚珠组的轴承具有更高的轴向承载能力
滚针/轴向深沟球轴承只能支撑一个方向的轴向载荷。如果在短轴布置的运行过程中没有发生温度引起的长度变化,也可以使用两个轴承来支撑两个方向上的轴向载荷,然后将其安装在对称布置中,轴承部件应在轴向方向上弹性预紧,例如通过碟形弹簧,弹性预紧确保无负载的轴向轴承部件在没有滑动的情况下运行,部分预紧还改善了轴向滚珠轴承的运行性能,并降低了运行噪音。
两个滚针/轴向深沟球轴承NKX,对称安装,碟形弹簧轴向预紧 ①滚针/轴向深沟球轴承NKX ②碟形弹簧组 ③预紧轴螺母 |
滚针/轴向圆柱滚子轴承支持高径向载荷,而且由于圆柱滚子的线接触,在一个方向上也支持高轴向载荷
滚针/轴向圆柱滚子轴承只能支撑一个方向的轴向载荷。如果在短轴布置的运行过程中没有发生温度引起的长度变化,也可以使用两个轴承来支撑两个方向上的轴向载荷,然后将其安装在对称布置中。然而,轴承部件应在轴向方向上弹性预紧,例如通过碟形弹簧,弹性预紧确保无负载的轴向轴承部件运行时不会打滑。预紧还改善了滚针/轴向圆柱滚子轴承的运行性能,并降低了运行噪音。
径向轴承支持较高的径向力,角接触球轴承支持较小的轴向力。NKIA只能支撑一个方向的轴向载荷,NKIB有一个窄内圈和一个宽内圈,在内圈连接处,两侧有一个肩部,用于引导滚珠和保持架组件,因此,也适用于支撑在方向上交替的轴向力。作为定位轴承,它们可以在两个方向上轴向引导轴,轴向间隙为0.08 mm至0.25 mm。
在NKIA和NKIB系列的标准轴承中,内圈与包络圆公差F6相匹配,并且可以在相同的精度等级内相互互换(混合使用)。
当安装轴承NKIB时,两个内圈零件必须在轴向上相互无间隙。狭窄的内圈具有较大的孔径。如果使用轴公差k6,将导致过盈配合。
滚针/角接触球轴承NKIA在一个方向上支撑轴向载荷,为了支撑两个方向上的轴向载荷,还可以使用两个轴承NKIA,然后将其安装在对称布置中
两个滚针/角接触球轴承NKIA,以对称方式安装 ①滚针/角接触球轴承NKIA ②预紧轴螺母 |
轴向轴承部件必须预紧到轴向基本静态额定载荷C0a的1%(例如使用碟形弹簧)。产品表中规定了基本额定载荷C0a。
为了支撑轴向力,轴承必须通过外圈上的卡环或壳体肩部抵接。如果轴中心之间的距离很小,则应缩短卡环。卡环WR和SW可从贸易网点购买。如果轴承要支撑来自交替方向的轴向力,则两个轴承必须相对安装。空载轴承必须轴向预紧,例如通过碟形弹簧,允许补偿热膨胀。
带缩短卡环的轴承布置 ①卡环 ②缩短的面 |
组合滚针轴承不适合用于补偿角度错位。轴相对于壳体孔的错位程度取决于轴承布置的设计、轴承的尺寸、操作间隙和负载等因素。因此,此处无法指定可能的错位的指导值。如果出现角度错位,根据应用情况,可以将调心滚针轴承与轴向轴承结合使用。
在任何情况下,错位都会导致运行噪音增加,使保持架承受更大的压力,并对轴承的使用寿命产生有害影响。
在采用油脂润滑的轴承中,应在初次运行前使用与轴向轴承部件质量相似的油脂对径向轴承部件进行润滑。
为了确定重新润滑间隔,必须分别计算轴向和径向轴承部件的值,并且应使用较低的值。
当使用带有塑料保持架的轴承时,如果使用合成油、以合成油为基础的润滑脂或含有高比例EP添加剂的润滑剂,则必须确保润滑剂与保持架材料之间的兼容性。
NX,NKX使用油润滑,NX-Z、 NKX-Z使用脂润滑
NX和NKX用于油润滑,因此轴承不润滑。机油润滑通过端盖上的润滑孔进行,如果打算使用油脂润滑,应使用NX-Z或NXK-Z型轴承。对于这些轴承,使用符合GA08标准的锂基复合皂润滑脂对轴向轴承部件进行润滑,端盖没有润滑孔。
NKX型没有将轴向轴承部件固定在一起的盖子,因此,这些轴承不能自我保持,应优先与油润滑一起使用,因为润滑脂很难保留在轴向轴承部件中。
轴承带没有润滑孔的端盖,用于油脂润滑,使用符合GA08标准的锂基复合皂润滑脂对轴向轴承部件进行润滑。
由于轴承没有端盖,润滑脂很难保留在轴向轴承部件中,因此,应优先使用机油进行润滑。
这种类型的轴承带没有润滑孔的端盖,用于油脂润滑,使用符合GA08标准的锂基复合皂润滑脂对轴向轴承部件进行润滑。
滚针/角接触球轴承可使用机油或润滑脂进行润滑。为了进行润滑,外圈有一个润滑槽和一个润滑孔,如果使用油脂润滑,则在安装轴承之前,必须使用相同的油脂润滑径向和轴向轴承部件。
滚针组合轴承未密封,如果轴承未密封,则必须在相邻结构中进行轴承位置的密封,必须可靠地防止湿气和污染物进入轴承以及润滑剂从轴承中排出
相邻结构中轴承位置的密封——示例 ①滚针/轴向深沟球轴承NX-Z ②使用旋转轴密封G密封轴承 |
Z型轴承有一个端盖,用于夹紧轴向轴承部件,没有润滑孔的端盖形成间隙密封,并将润滑脂保留在轴向轴承部件中(适用于NX..-Z、NKX..-Z、NKXR..-Z型)。
产品表中通常显示两种速度,一是运动极限速度nG,二是额定热速度nϑr。
极限速度nG是轴承的运动容许速度。即使在有利的安装和操作条件下,未经事先与乔峰协商,也不得超过该值,产品表中的值对机油润滑有效。
对于开式保持架轴承的润滑脂,使用产品表中规定值的60%。
热速度额定值nϑr不是面向应用的速度限制,而是用于确定热安全运行速度nϑ的计算辅助值。
产品表中给出了NKIA、NKIB、NKXR、NKXR-Z的热安全运行速度nϑr ,没有为NX和NKX型定义速度额定值nϑr,只给出了极限速度nG。
为了计算热安全运行速度nϑ,必须将NKXR(..-Z)视为轴向轴承,将NKIA、NKIB视为径向轴承。
噪声指数(SGI)尚不适用于这种类型的轴承
轴承的工作温度受到以下限制,包括轴承套圈和滚动元件的尺寸稳定性、保持架、润滑剂、密封件等。
径向轴承的保持架由钢板或塑料制成,两侧封闭,轴向轴承部件的保持架两侧闭合或一侧打开,根据轴承类型的不同,标准使用钢板或玻璃纤维增强聚酰胺PA66。
对于连续高温和操作条件困难的应用,应使用带钢板保持架的轴承。如果保持架的适用性存在任何不确定性,请咨询乔峰。
作为标准,带内圈的组合滚针轴承具有径向内部间隙CN(正常),CN未在名称中说明。
带内圈轴承的径向内部间隙值符合DIN 620-4:2004(ISO 5753-1:2009),适用于无载荷和测量力(无弹性变形)的轴承。
公称孔径 | 径向游隙 | ||
d mm | CN μm | ||
over | incl. | min. | max. |
- | 24 | 20 | 45 |
24 | 30 | 20 | 45 |
30 | 40 | 25 | 50 |
40 | 50 | 30 | 60 |
50 | 65 | 40 | 70 |
65 | 80 | 40 | 75 |
80 | 100 | 50 | 85 |
在无内圈的轴承的情况下,使用包络圆尺寸Fw而不是径向内部间隙。包络圆是滚针与外滚道无间隙接触的内切圆。一旦轴承安装好,包络圆Fw就在公差等级F6中。这样做的前提条件是,对于没有内圈的轴承,应遵守F6级孔公差
包络圆直径 Fw | 公差等级F6 | ||
mm | 包络圆直径公差Fw | ||
上偏差 | 下偏差 | ||
over | incl. | μm | μm |
3 | 6 | +18 | +10 |
6 | 10 | +22 | +13 |
10 | 18 | +27 | +16 |
18 | 30 | +33 | +20 |
30 | 50 | +41 | +25 |
50 | 80 | +49 | +30 |
80 | 120 | +58 | +36 |
120 | 180 | +68 | +43 |
180 | 250 | +79 | +50 |
250 | 315 | +88 | +56 |
315 | 400 | +98 | +62 |
400 | 500 | +108 | +68 |
组合滚针轴承的主要尺寸符合ISO 15:2017(DIN 616:2000和DIN 5429-1:2005),不包括NX和NX-Z型滚针/轴向深沟球轴承。
倒角尺寸的限制尺寸符合DIN 620‑6:2004。
径向轴承部件符合ISO 492:2014和DIN 620-2:1988。公差值符合ISO 492
轴向轴承部件符合ISO 199:2014和DIN 620-3:1982。公差值符合ISO 199
不包括
NKIB,窄内圈的孔径d1和两个内圈上的宽度(-0.3 mm)
NKX和NKXR,直径D1、D2
在组合滚针轴承的情况下,径向轴承和轴向轴承部件的额定寿命必须始终单独计算,并适用较低的值。
在动态载荷下确定轴承尺寸时使用的基本额定寿命方程L=(C/P)P假定了恒定大小和方向的同心作用载荷。在径向轴承的情况下,这是一个纯径向载荷Fr,而在轴向轴承的情况中,这是纯轴向载荷Fa。为了计算组合滚针轴承的疲劳额定寿命,在P的额定寿命中使用轴承载荷Fr或Fa(Pr=Fr或Pa=Fa)
组合滚针轴承的径向部件只能承受径向载荷。用于Pr的计算
Pr | N | 径向轴承的等效轴承动载荷 |
Fr | N | 径向载荷 |
对于滚针/角接触球轴承,轴向载荷Fa不得超过0.25*Fr。
Pa | N | 轴向轴承部件的等效动态轴承载荷 |
Fa | N | 轴向载荷 |
必须计算径向轴承和轴向轴承部件的等效静态轴承载荷
P0r | N | 径向轴承的等效静态轴承载荷 |
F0r | N | 存在最大径向载荷(最大载荷) |
P0a | N | 轴向轴承部件的等效静态轴承载荷 |
F0a | N | 存在最大径向载荷(最大载荷) |
除了基本额定寿命L(L10h)外,还必须检查静载荷安全系数S0,必须对径向轴承(S0r)和轴向轴承部件(S0a)进行计算,轴向静载荷安全系数S0a必须>1.5。
S0r, S0a | - | 静载荷安全系数 |
C0r, C0a | N | 基本额定静载荷 |
P0r, P0a | N | 当量静负荷 |
为了在接触元件之间不发生滑动,径向轴承部件必须持续承受足够高的载荷。对于连续运行,经验表明,需要P>C0r/100量级的最小径向载荷,在大多数情况下,由于支撑部件的重量和外力,径向载荷已经高于所需的最小载荷。
如果最小径向载荷低于上述值,请咨询乔峰。
轴承装置的轴向部件必须预紧到轴向基本静态额定载荷C0a的1%。
为了充分利用轴承的承载能力,从而达到必要的额定寿命,轴承套圈必须在其整个圆周和滚道的整个宽度上通过接触面进行刚性和均匀的支撑。可通过圆柱形座表面提供支撑。阀座和接触表面不应被凹槽、孔或其他凹槽打断。配合件的精度必须满足特定要求
除了充分支撑轴承套圈外,轴承还必须沿径向方向固定,以防止轴承套圈在负载下在配合部件(轴和壳体孔)上蠕变。这通常通过轴承套圈和配合部件之间的紧密配合来实现。如果套圈没有充分或正确固定,可能会对轴承和相邻的机器零件造成严重损坏。在选择配合时,必须考虑影响因素,如旋转条件、负载大小、内部间隙、温度条件、配合部件的设计、安装和拆卸选项等。
在设计轴承布置时,必须考虑技术原则中提供的信息,包括旋转条件、圆柱轴座(径向轴承)公差等级、轴配合、外壳中轴承座的公差等级(径向轴承)、外壳配合等。
由于单独的紧密配合通常不足以将轴承套圈沿轴向方向牢固地定位在轴上和壳体孔中,因此通常必须通过额外的轴向定位或保持方法来实现。轴承套圈的轴向位置必须与轴承布置的类型相匹配。轴肩和外壳肩、挡圈等基本适用,对于定位轴承和带开口内圈的轴承(NKIB型),两侧轴承套圈的轴向对接尤为重要。
使用NX和NX-Z型,挡圈插入轴承外圈的轴承槽中,插入槽中的卡环是将轴承轴向定位在壳体中的一种特别紧凑且具有成本效益的方式。
组合滚针轴承NX,带有轴向位于壳体中的挡圈 ①带挡圈的环形槽 |
这些轴承在一个方向上的轴向定位可以通过带有集成壳体定位垫圈的滚针轴承实现。
系列 | 轴公差 | 圆度公差 | 平行度公差 |
max. | μm | ||
NKIA, NKIB | k6 Ⓔ | IT4/2 | IT4 |
NX, NKX, NKXR | k6 Ⓔ | IT4/2 | IT4 |
系列 | 符合ISO 286-2的孔径公差 | 圆度公差 | 平行度公差 |
max. | μm | ||
NKIA, NKIB | M6 Ⓔ | IT5/2 | IT4 |
NX, NKX, NKXR | K6 Ⓔ,M6 Ⓔ(用于刚性轴承布置) | IT5/2 | IT4 |
IT等级 | 标称尺寸(mm) | |||||
over | 6 | 10 | 18 | 30 | 50 | |
incl. | 10 | 18 | 30 | 50 | 80 | |
数值(μm) | ||||||
IT4 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
IT5 | 6 | 8 | 9 | 11 | 13 | |
IT6 | 9 | 11 | 13 | 16 | 19 | |
IT7 | 15 | 18 | 21 | 25 | 30 |
轴承座的粗糙度必须与轴承的公差等级相匹配。平均粗糙度值Ra不能太高,以便将干扰损耗保持在限制范围内。轴必须经过研磨,而孔必须经过精密车削。
轴承座公称直径 | 轴承座的推荐平均粗糙度值 | ||||
d (D) mm | Ramax μm | ||||
直径公差(IT级) | |||||
over | incl. | IT7 | IT6 | IT5 | IT4 |
- | 80 | 1,6 | 0,8 | 0,4 | 0,2 |
轴和壳体肩部、间隔环和挡圈等的安装尺寸必须确保轴承套圈的接触面具有足够的高度。产品表中给出了经验证的桥台台肩半径和直径的安装尺寸,这些尺寸是限制尺寸(最大或最小尺寸),实际值不应高于或低于指定值。
从轴承座到桥台台肩的过渡必须按照DIN 5418的要求进行倒圆设计,或者按照DIN 509的要求进行底切设计。必须考虑符合DIN 620-6要求的内圈的最大倒角尺寸。
为了避免双重配合,相邻结构中外壳定位垫圈的接触面直径必须至少比轴承NKX和NKXR中轴承垫圈的尺寸D1和D2大+0.5 mm
NKX和NKXR相邻结构中的自由外壳定位垫圈 D1=不带端盖的壳体定位垫圈的尺寸 D2=带端盖的壳体定位垫圈的尺寸 |
在使用不带内圈的滚针轴承(所谓的直接轴承布置)的情况下,滚动元件直接在轴上运行。在这些轴承中,轴上滚动元件的滚道必须制成滚动轴承滚道(硬化和研磨)。滚道的表面硬度必须为670HV至840HV,硬化深度CHD或SHD必须足够大。如果轴不能作为滚道,轴承可以与内圈IR组合使用
系列 | 轴公差 | 圆度公差 | 平行度公差 | 推荐平均粗糙度值 Ramax(Rzmax) |
max. | max. | μm | ||
NX, NKX, NKXR | k6 Ⓔ | IT3 | IT3 | 0,1 (0,4) |
如果轴滚道的表面是按照DIN 617生产的,则产品表中的基本额定载荷Cr必须减少15%。
根据ISO 683-17(100Cr6)适合作为直接轴承布置中滚动轴承滚道的材料。这些钢也可以进行表面层硬化。
表面硬化钢必须符合DIN EN ISO 683-17(17MnCr5、18CrNiMo7-6)或EN 10084(16MnCr5)。
对于火焰和感应淬火,钢应符合DIN EN ISO 683-17(C56E2、43CrMo4)或DIN 17212(Cf53)。
如果滚道满足滚动轴承材料的要求,但滚道硬度小于670 HV,则轴承布置上的载荷较小。为了确定轴承装置的动态和静态承载能力,轴承的基本动态额定载荷C必须乘以折减系数fH(动态硬度系数),基本静态额定载荷C0r乘以折减因子fH0(静态硬度系数)
滚道/滚动元件硬度降低时的动态硬度系数 fH=动态硬度系数 HV,HRC=表面硬度 |
滚道/滚动元件硬度降低时的静态硬度系数 fH0=静态硬度系数 HV,HRC=表面硬度 ①滚子 ②滚珠 |
以下公式给出了用于确定最小硬度深度的近似值,存在的载荷的参考值是根据变形能量假设(DEH)的等效应力,作为滚动元件直径Dw和载荷大小的函数。
CHD | mm | 穿透硬化深度 |
Dw | mm | 滚动元件直径 |
局部硬度必须始终高于局部必需硬度,该硬度可以根据等效应力计算。
在确定必要的硬化深度时,必须考虑载荷和接触几何形状。
SHD | mm | 表面硬化深度 |
Dw | mm | 滚动元件直径 |
Rp0,2 | N/mm2 | 基材屈服点 |
在设计轴承位置时,必须考虑通过热、液压或机械方法安装和拆卸组合滚针轴承。
由于轴承不是自保持的,因此易于安装
没有端盖的组合滚针轴承不能自保持,因此,轴承部件可以彼此分开安装,大大简化了轴承的安装,尤其是当两个轴承套圈紧密配合时。