在工業(yè)的宏大舞臺上,推力球軸承宛如一位低調(diào)的幕后英雄,默默推動著無數(shù)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)。從工廠里的大型機(jī)械設(shè)備,到我們?nèi)粘J褂玫囊恍┬⌒推骶?,推力球軸承的身影無處不在,雖然它體型小巧,卻承擔(dān)著巨大的責(zé)任,發(fā)揮著不可或缺的作用,今天就讓我們一起來深入了解這位工業(yè)小巨人。
認(rèn)識推力球軸承
推力球軸承,是一種專門用來承受軸向力的特殊軸承 ,屬于分離型軸承,其軸圈、座圈可以和保持架、鋼球的組件分離。從外觀上看,它由帶有球滾動的滾道溝的墊圈狀套圈構(gòu)成,由于套圈為座墊形,又被分為平底座墊型和調(diào)心球面座墊型兩種類型。從結(jié)構(gòu)上看,推力球軸承主要由三部分構(gòu)成:與軸配合的軸圈、與外殼配合的座圈,以及鋼球保持架組件。這種分離式的設(shè)計(jì)使得軸承在安裝和拆卸時(shí)更加便捷 ,就像是搭積木一樣,可以分別對各個(gè)部件進(jìn)行操作。
根據(jù)其承受載荷的方向,推力球軸承可以分為單向推力球軸承和雙向推力球軸承。單向推力球軸承結(jié)構(gòu)簡單,僅由一個(gè)軸圈、一個(gè)座圈以及一組鋼球 - 保持架組件構(gòu)成,它如同一位 “單向衛(wèi)士”,只能承受單向的軸向負(fù)荷,在起重機(jī)吊鉤系統(tǒng)中,它能夠承受吊鉤的軸向負(fù)荷,確保吊鉤系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。雙向推力球軸承則更為強(qiáng)大,它由一個(gè)軸圈、兩個(gè)座圈和兩組鋼球 - 保持架組件構(gòu)成,好似一位 “雙向守護(hù)者”,可以同時(shí)承受兩個(gè)方向的軸向負(fù)荷,在船舶螺旋槳軸的軸向負(fù)荷傳遞中,雙向推力球軸承能夠提供穩(wěn)定的支撐,保障船舶的安全航行。
選型與維護(hù)要點(diǎn)
(一)選型考慮因素
在為設(shè)備挑選合適的推力球軸承時(shí),需要綜合考量多個(gè)因素。首先是軸向載荷大小,這是決定軸承型號的關(guān)鍵因素之一。就像不同載重的車輛需要配備不同規(guī)格的輪胎一樣,載荷越大,就需要選擇承載能力更強(qiáng)的推力球軸承。如果在起重機(jī)的吊鉤系統(tǒng)中,使用了承載能力不足的軸承,那么在起吊重物時(shí),軸承可能會因無法承受巨大的軸向載荷而損壞,導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。轉(zhuǎn)速高低也不容忽視,由于推力球軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),球和內(nèi)外圈之間的摩擦力會增大,容易導(dǎo)致球和內(nèi)外圈的分離脫落,所以推力球軸承并不適合高轉(zhuǎn)速的應(yīng)用場景 。在選擇時(shí)需要根據(jù)設(shè)備的轉(zhuǎn)速要求來確定是否選用推力球軸承,以及選擇何種型號。工作環(huán)境溫度也對軸承的選型有著重要影響,在高溫環(huán)境下,軸承的材料性能會發(fā)生變化,可能導(dǎo)致軸承的精度下降、壽命縮短,因此需要選擇耐高溫的材料制成的推力球軸承。在鋼鐵冶煉廠的高溫環(huán)境中,就需要使用特殊耐高溫材料的推力球軸承,以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。潤滑方式也是選型時(shí)需要考慮的因素,不同的潤滑方式對軸承的性能和壽命有著不同的影響,脂潤滑適用于低速、輕載的場合,它具有潤滑脂不易流失、密封簡單等優(yōu)點(diǎn);油潤滑則適用于高速、重載的場合,能夠提供更好的散熱和潤滑效果。
(二)安裝注意事項(xiàng)
正確的安裝是推力球軸承正常工作的前提,在安裝推力球軸承時(shí),要分清緊環(huán)和松環(huán),這是安裝的關(guān)鍵步驟。緊環(huán)的內(nèi)孔直徑比松環(huán)略小,與軸配合時(shí),緊環(huán)與軸為過渡配合,與軸相對靜止;松環(huán)與軸為間隙配合 。裝配后緊環(huán)應(yīng)靠在轉(zhuǎn)動零件的平面上,松環(huán)靠在靜止零件的平面上。如果將緊環(huán)和松環(huán)的位置裝反,當(dāng)軸帶動緊環(huán)轉(zhuǎn)動并與端面摩擦?xí)r,會使?jié)L動體失效,加速配合零件間的磨損,從而使機(jī)構(gòu)失去精度。比如在電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上安裝推力球軸承,如果緊環(huán)和松環(huán)安裝錯(cuò)誤,電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,軸承很快就會出現(xiàn)異常磨損,導(dǎo)致電機(jī)故障。要注意安裝方向,單向推力球軸承只能沿一個(gè)方向軸向定位,因此安裝方向至關(guān)重要,一旦裝反,會導(dǎo)致軸承工作狀態(tài)異常,各配合面磨損加劇,甚至可能導(dǎo)致軸承損壞。安裝時(shí)還應(yīng)使用專用工具,避免使用敲打等方法,以免對軸承造成損傷。
(三)維護(hù)建議
定期檢查是及時(shí)發(fā)現(xiàn)推力球軸承潛在問題的重要手段。要定期檢查軸承的外觀,查看是否有裂紋、剝落、銹蝕等現(xiàn)象,這些都是軸承損壞的初步跡象,一旦發(fā)現(xiàn),需要及時(shí)處理。還需要監(jiān)聽軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音,觀察是否有異常振動或噪音,異常聲音和振動可能是軸承內(nèi)部損壞或安裝不當(dāng)?shù)男盘枴>拖襻t(yī)生通過聽診器檢查病人的身體狀況一樣,通過這些檢查方法可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承的問題,避免故障的擴(kuò)大。合理潤滑是保證推力球軸承正常工作的關(guān)鍵,根據(jù)軸承的類型、工作條件和負(fù)載情況選擇合適的潤滑劑至關(guān)重要。在高溫、高速的工作環(huán)境下,需要選擇耐高溫、低摩擦的潤滑劑;在有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中,則需要選擇具有防腐蝕性能的潤滑劑。同時(shí),要確保潤滑劑能夠充分潤滑軸承的各個(gè)部位,避免潤滑不足或過量。潤滑不足會導(dǎo)致軸承磨損加劇,而過量潤滑則可能引起軸承溫度升高,影響其正常工作。還要根據(jù)使用時(shí)間和條件,定期更換潤滑劑,一般而言,脂潤滑的軸承更換周期較長,而油潤滑的軸承可能需要更頻繁的更換。在使用推力球軸承時(shí),要避免過載運(yùn)行,確保軸承在額定負(fù)載范圍內(nèi)工作。過載會使軸承承受過大的壓力,導(dǎo)致軸承過早損壞。如果設(shè)備負(fù)載發(fā)生變化,應(yīng)及時(shí)調(diào)整軸承以適應(yīng)這些變化,避免突然的負(fù)載變化對軸承造成沖擊。在起重機(jī)的使用過程中,嚴(yán)禁超重起吊,就是為了避免推力球軸承過載損壞。
行業(yè)現(xiàn)狀與展望
中國的軸承行業(yè)歷經(jīng)多年發(fā)展,已取得了顯著成就,在全球市場中占據(jù)了重要地位。目前,中國是世界上最大的軸承生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一,軸承產(chǎn)量和市場規(guī)模均位居世界前列 。然而,與世界先進(jìn)水平相比,仍存在一些差距,主要體現(xiàn)在 “三低”:生產(chǎn)集中度低、研發(fā)創(chuàng)新能力低、制造技術(shù)水平低。在全世界軸承約 400 億美元的銷售額中,世界 8 大跨國公司占 75%-80%,而我國瓦軸等 7 家年銷售額 10 億元以上的軸承企業(yè),銷售額僅占全行業(yè)的 28.3%。在研發(fā)創(chuàng)新方面,我國軸承行業(yè)的基礎(chǔ)理論研究薄弱,參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定的力度不足,原創(chuàng)技術(shù)和專利產(chǎn)品較少,許多高端軸承產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口。在制造技術(shù)上,我國軸承工業(yè)的車加工數(shù)控率和磨加工自動化水平較低,先進(jìn)熱處理工藝和裝備的覆蓋率不高,這也影響了軸承的精度、性能、壽命和可靠性。
不過,隨著科技的飛速發(fā)展,推力球軸承也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在技術(shù)創(chuàng)新方面,越來越多的新技術(shù)、新材料被應(yīng)用于推力球軸承的研發(fā)和生產(chǎn)中。陶瓷材料憑借其耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度等優(yōu)異性能,被用于制造推力球軸承的滾動體和套圈,有效提高了軸承的性能和使用壽命。在航空航天領(lǐng)域,陶瓷材料制成的推力球軸承能夠在極端環(huán)境下穩(wěn)定工作,為飛行器的安全運(yùn)行提供了可靠保障。智能化技術(shù)也為推力球軸承的發(fā)展帶來了新的突破,通過在軸承中集成傳感器和智能控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對軸承運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能控制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患,提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性和維護(hù)效率。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,智能化的推力球軸承可以根據(jù)風(fēng)速和負(fù)載的變化自動調(diào)整運(yùn)行參數(shù),提高發(fā)電效率,降低維護(hù)成本。
從市場需求來看,隨著新能源汽車、航空航天、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對推力球軸承的需求也在不斷增加,并且對其性能和質(zhì)量提出了更高的要求。在新能源汽車的驅(qū)動電機(jī)和變速器中,需要高精度、高可靠性的推力球軸承來保證電機(jī)的高效運(yùn)行和變速器的平穩(wěn)換擋;在航空航天領(lǐng)域,對推力球軸承的輕量化、耐高溫、耐磨損等性能要求極高,以滿足飛行器在極端環(huán)境下的運(yùn)行需求。這也促使企業(yè)不斷加大研發(fā)投入,提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能,以適應(yīng)市場的需求變化。