對(duì)于需要在-150至+350℃極寬工作溫度范圍下運(yùn)行、或需要承受極大溫差的軸承，例如在烘爐、熔爐或涂漆機(jī)等的相關(guān)運(yùn)輸設(shè)備中的應(yīng)用，一般的滾動(dòng)軸承并不適用。因此SKF開(kāi)發(fā)了一些應(yīng)用在高溫條件下的軸承和軸承單元：
·深溝球軸承(→圖1)
·Y-軸承(→圖2)
·帶軸承座的Y-軸承單元(→圖3)
·帶法蘭型軸承座的Y-軸承單元
這些用于高溫的軸承和軸承座可以滿足廣泛應(yīng)用的需求，包括：
·降低設(shè)備的運(yùn)行成本
·延長(zhǎng)工作壽命而且無(wú)需經(jīng)常維護(hù)
·提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性
這些應(yīng)用在高溫條件下的軸承和軸承單元，可以在極寬的工作溫度范圍和惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。在產(chǎn)品表中列出了SKF標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)范圍內(nèi)的產(chǎn)品。在特殊的要求下，SKF還可以提供用于極高或極低工作溫度的其它軸承。有關(guān)這些產(chǎn)品的更詳細(xì)信息，請(qǐng)向SKF查詢。
高溫深溝球軸承
用于高溫和低溫的SKF深溝球軸承，在設(shè)計(jì)上與標(biāo)準(zhǔn)的單列深溝球軸承基本一致。這些軸承沒(méi)有提供帶裝球缺口的設(shè)計(jì)，可以承受中等的徑向負(fù)荷和兩個(gè)方向的軸向負(fù)荷。這些軸承的主要特點(diǎn)為：有較大的內(nèi)部游隙和裝有特殊的保持架。高溫深溝球軸承的游隙范圍是C5游隙的四倍，能防止軸承在迅速冷卻下被卡住。軸承和防塵蓋的表面都經(jīng)過(guò)錳磷化處理，可以防止腐蝕和提高運(yùn)行的性能。
所有SKF高溫深溝球軸承都是帶圓柱孔的，有以下五種不同設(shè)計(jì)。
VA201-最常用的高溫軸承
VA201軸承(→圖4a)裝有沖壓鋼保持架，不帶任何密封件。采用聚二醇與石墨的混合物作為潤(rùn)滑劑，工作溫度在-40至+250℃之間。但在+200℃以上使用時(shí)，較宜選用一些固體潤(rùn)滑劑。
2ZA/A201-帶防塵蓋的設(shè)計(jì)
2Z/VA201軸承(→4圖b)與VA201軸承基本相同，但軸承兩側(cè)帶防塵蓋，以防止一些固體污染物的進(jìn)入。此外，這種設(shè)計(jì)的軸承預(yù)裝有VA201軸承兩倍的潤(rùn)滑劑量。
2ZA/A208-適用在更高溫度的軸承
這種設(shè)計(jì)的軸承(→圖4c)使用分段的石墨塊作為保持架，工作溫度在-150至+350℃之間。這些分段的石墨塊將滾球分開(kāi)，作用如一般的保持架，并同時(shí)作為潤(rùn)滑劑。軸承兩側(cè)的防塵蓋，可以軸向引導(dǎo)軸承內(nèi)的石墨塊，并可以防止固體污染物的進(jìn)入。軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，石墨塊中微量的石墨粉脫落，以潤(rùn)滑軸承的滾道和滾球。
這種設(shè)計(jì)的另一個(gè)好處是不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。因?yàn)槠湓跇O高的溫度下，也不會(huì)散發(fā)出有害的氣體或蒸氣。
2ZA/A228-適用于高溫和更高轉(zhuǎn)速的軸承
2Z/VA228軸承(→圖4d)是SKF高溫軸承系列中最“尖端”的產(chǎn)品，這種軸承裝有一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)的純石墨冠狀保持架，解決了很多在高溫下應(yīng)用的限制。純石墨冠狀保持架由SKF獨(dú)家開(kāi)發(fā)的技術(shù)，能允許在高達(dá)100r/min的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。
其它如技術(shù)規(guī)格和技術(shù)參數(shù)等與VA208的設(shè)計(jì)相同。
2ZA/A216-適用于嚴(yán)重污染環(huán)境下的軸承
對(duì)于需要在嚴(yán)重污染環(huán)境下運(yùn)行的軸承，建議使用2Z/VA216軸承。這種軸承采用一種奶白色的多用途潤(rùn)滑脂，是由氟化聚醚油和聚四氟乙烯(PTFE)混合而成，工作溫度在-40至+230℃之間。其它方面與2Z/VA201軸承相同。
在一般情況下，潤(rùn)滑劑的填充量應(yīng)為軸承自由空間的25至35%。不同的填充量可根據(jù)要求提供。
高溫Y-軸承
SKF高溫Y-軸承的設(shè)計(jì)是基于YAR2-2FW系列的Y-軸承，這種設(shè)計(jì)的軸承是以沉頭螺釘將其內(nèi)圈固定在軸上。這些用于高溫的軸承，其主要特點(diǎn)為：有較大的內(nèi)部游隙、裝有特殊的保持架和帶防塵蓋。與高溫深溝球軸承相同，高溫Y-軸承的表面都經(jīng)過(guò)錳磷化處理，可以防止腐蝕和提高運(yùn)行的性能。
SKF高溫Y-軸承有兩種以下不同的設(shè)計(jì)。
VA201和VA228Y-軸承
VA201(→圖5a)和VA228(→圖5b)Y-軸承與深溝球軸承有著相同的特點(diǎn)和代號(hào)。但兩者的游隙范圍不同，Y-軸承的游隙范圍僅為C5游隙的兩倍。此外，Y-軸承的兩側(cè)都帶一個(gè)沖壓鋼的防塵蓋和一個(gè)甩塵蓋(甩塵蓋的作用有如縫隙式密封)，可以防止固體污染物的進(jìn)入。
高溫Y-軸承單元
高溫Y-軸承單元實(shí)際上是一個(gè)高溫Y-軸承配一個(gè)灰口鑄鐵的軸承座，并有以下三種不同的設(shè)計(jì)：
·立式軸承座(→圖6)
·方形法蘭型軸承座，帶四個(gè)聯(lián)接螺栓孔(→圖7)
·菱形法蘭型軸承座，帶兩個(gè)聯(lián)接螺栓孔(→圖8)
Y-軸承單元內(nèi)的高溫軸承已于前文介紹。高溫Y-軸承單元的軸承座與標(biāo)準(zhǔn)Y-軸承單元的軸承座在尺寸上基本上是一致的，除了部分型號(hào)的某些尺寸有少許差別外，大部分都可以互相替換。這種軸承單元用的軸承座在表面上鍍有一層鋅和一層黃鉻，可以有更好的防腐蝕效果。
由于高溫軸承都是永久潤(rùn)滑的，因此軸承座上并沒(méi)有油嘴。軸承座孔涂有潤(rùn)滑劑，配以適當(dāng)?shù)墓钆浜?，以滿足不同工作條件下的軸承對(duì)中。
一般資料和數(shù)據(jù)
尺寸
各種高溫軸承的外形尺寸符合以下相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：
·深溝球軸承符合ISO 15:1998標(biāo)準(zhǔn)
·Y-軸承符合ISO 9628:1992標(biāo)準(zhǔn)
·Y-軸承單元符合ISO 3228:1993標(biāo)準(zhǔn)
公差
深溝球軸承和Y-軸承根據(jù)普通級(jí)公差制造，符合以下的標(biāo)準(zhǔn)：
·深溝球軸承符合ISO 492:2002標(biāo)準(zhǔn)(→125頁(yè)的表3)
·Y-軸承符合ISO 9628:1992標(biāo)準(zhǔn)(→表1)
由于高溫軸承的表面全都經(jīng)過(guò)特殊的處理，以防止腐蝕和提高運(yùn)行的性能。實(shí)際尺寸可能會(huì)稍微偏離標(biāo)準(zhǔn)公差的范圍，但這不會(huì)影響到軸承的安裝和運(yùn)行。
用于英制軸的Y-軸承，其公差范圍與用于公制軸的相同。
對(duì)于軸承座，軸線到支承面的高度H1，公差范圍為0/0,25mm。
內(nèi)部游隙
SKF高溫深溝球軸承的游隙為C5游隙的四倍。Y-軸承的游隙是根據(jù)ISO 5753:1991標(biāo)準(zhǔn)C5游隙的兩倍。
高溫深溝球軸承和高溫Y-軸承的游隙范圍參見(jiàn)表2，僅適用于未安裝和無(wú)測(cè)量負(fù)荷的軸承。
對(duì)中誤差
由于高溫軸承的內(nèi)部游隙較大，因此可以允許較大的角度誤差。高溫深溝球軸承可以允許內(nèi)外圈之間有約20至30弧分的角度誤差，但僅適用于低轉(zhuǎn)速的情況下，因?yàn)閷?duì)中誤差對(duì)軸承的滾動(dòng)會(huì)有不良的影響。
在安裝Y-軸承單元時(shí)，可以允許軸與軸承座之間有約5°的初始誤差。
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|
|
|
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表1 |
| Y-軸承的公差帶 |
|
| 公稱內(nèi)徑 |
|
內(nèi)徑 |
|
外徑 |
|
| 大于 |
至 |
上偏差 |
下偏差 |
上偏差 |
下偏差 |
| mm |
|
μm |
|
μm |
|
| 18 |
30 |
+18 |
0 |
- |
- |
| 30 |
50 |
+21 |
0 |
0 |
-10 |
| 50 |
80 |
+24 |
0 |
0 |
-10 |
| 80 |
120 |
+28 |
0 |
0 |
-15 |
| |
|
|
|
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表2 |
| 徑向游隙 |
|
| 內(nèi)徑 |
|
徑向游隙 |
|
| d |
|
深溝球軸承 |
Y-軸承
Y-軸承單元 |
| 大于 |
至 |
最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
| mm |
|
μm |
|
μm |
|
| |
10 |
80 |
148 |
- |
- |
| 10 |
18 |
100 |
180 |
- |
- |
| 18 |
24 |
112 |
192 |
56 |
96 |
| 24 |
30 |
120 |
212 |
60 |
106 |
| 30 |
40 |
160 |
256 |
80 |
128 |
| 40 |
50 |
180 |
292 |
90 |
146 |
| 50 |
65 |
220 |
360 |
110 |
180 |
| 65 |
80 |
260 |
420 |
- |
- |
| 80 |
100 |
300 |
480 |
- |
- |
| 100 |
120 |
360 |
560 |
- |
- |
轉(zhuǎn)速
VA201、VA208和VA228的SKF高溫深溝球軸承和Y-軸承，是為低轉(zhuǎn)速的工況而開(kāi)發(fā)的，例如每分鐘幾轉(zhuǎn)。但實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)證明，這些軸承可以在高達(dá)100r/min的轉(zhuǎn)速下仍然可以在無(wú)需維護(hù)的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。如果需要應(yīng)用在更高的轉(zhuǎn)速，請(qǐng)向SKF查詢。
相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)
對(duì)于2Z/VA228和2Z/VA208深溝球軸承，由于防塵蓋需要在軸向引導(dǎo)軸承內(nèi)的石墨保持架，因此應(yīng)利用一些相關(guān)部件來(lái)支承防塵蓋(→圖9)。例如，把軸承座的凸肩或隔套的直徑設(shè)計(jì)成小于產(chǎn)品表中外圈肩部的直徑D2，另一個(gè)方法是在凸肩或隔套與軸承之間加上一個(gè)帶合適尺寸的墊圈。
軸承尺寸的選擇
高溫軸承一般是用在低轉(zhuǎn)速的工作條件之下，因此選擇軸承的尺寸時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸承的基本額定靜負(fù)荷C0。
軸承處于高溫時(shí)，其承載能力會(huì)降低。利用溫度系數(shù)fT，可以調(diào)整在不同溫度下的基本額定靜負(fù)荷C0。
在工作溫度下的所需基本額定靜負(fù)荷可以利用以下公式估算：
C0 req=2P0/fT
式中
C0 req=所需基本額定靜負(fù)荷，kN
P0=當(dāng)量靜負(fù)荷，kN
fT=溫度系數(shù)(→表3)
當(dāng)量靜負(fù)荷P0的計(jì)算公式為：
P0=0,6Fr+0,5Fa
式中
Fr=實(shí)際徑向負(fù)荷，kN
Fa=實(shí)際軸向負(fù)荷，kN
在計(jì)算當(dāng)量靜負(fù)荷P0時(shí)，應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的最大負(fù)荷以及徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷的分量。如果Pa<Fr，則應(yīng)使用P0=Fr。
在不同負(fù)荷和工作溫度下的所需基本額定靜負(fù)荷C0 req可見(jiàn)于表4，根據(jù)上式計(jì)算出的基本額定靜負(fù)荷或表4中給出的值，可從產(chǎn)品表中選出適用的高溫球軸承或Y-軸承單元。
所選的軸承或Y-軸承單元，其基本額定靜負(fù)荷C0應(yīng)大于或等于求出的所需值。
| |
表3 |
| 溫度系數(shù) fT |
|
| 運(yùn)行溫度 |
系數(shù)
fT |
| ℃ |
- |
| 150 |
1 |
| 200 |
0,95 |
| 250 |
0,9 |
| |
| 300 |
0,8 |
| 350 |
0,64 |
| |
|
|
|
|
表4 |
| 在不同負(fù)荷和工作溫度下的所需基本額定靜負(fù)荷 |
|
| 當(dāng)量 |
在以下工作溫度的 |
|
| 靜負(fù)荷 |
所需基本額定靜負(fù)荷C0 |
|
| |
150℃ |
200℃ |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
| kN |
kN |
|
|
|
|
| 0,5 |
1 |
1,05 |
1,11 |
1,2 |
1,56 |
| 1 |
2 |
2,1 |
2,22 |
2,5 |
3,12 |
| 2 |
4 |
4,2 |
4,44 |
5 |
6,25 |
| 3 |
6 |
6,3 |
6,67 |
7,5 |
9,4 |
| 4 |
8 |
8,4 |
8,9 |
10 |
12,5 |
| 5 |
10 |
10,5 |
11,1 |
12,5 |
15,6 |
| 6 |
12 |
12,6 |
13,3 |
15 |
18,8 |
| 7 |
14 |
14,7 |
15,5 |
17,5 |
21,9 |
| 8 |
16 |
16,8 |
17,8 |
20 |
25 |
| 9 |
18 |
18,9 |
19,9 |
22,5 |
28,1 |
| 10 |
20 |
21 |
22,2 |
25 |
31,3 |
| 11 |
22 |
23,1 |
24,5 |
27,5 |
34,4 |
| 12 |
24 |
25,2 |
26,7 |
30 |
37,5 |
| 13 |
26 |
27,3 |
29 |
32,5 |
40,5 |
| 14 |
28 |
29,4 |
31,1 |
35 |
44 |
| 15 |
30 |
31,5 |
33,3 |
37,5 |
47 |
| 16 |
32 |
33,6 |
35 |
40 |
50 |
| 17 |
34 |
35,7 |
37,8 |
42,5 |
53 |
| 18 |
36 |
37,8 |
40 |
45 |
56 |
| 19 |
38 |
40 |
42 |
47,5 |
60 |
| 20 |
40 |
42 |
44,5 |
50 |
62,5 |
| 22 |
44 |
46 |
49 |
55 |
69 |
| 24 |
48 |
50,5 |
53 |
60 |
75 |
| 26 |
52 |
54,5 |
58 |
65 |
81 |
| 28 |
56 |
59 |
62 |
70 |
87,5 |
| 30 |
60 |
63 |
66,5 |
75 |
94 |
| 32 |
64 |
67 |
71 |
80 |
- |
| 34 |
68 |
71,5 |
75,5 |
85 |
- |
| 36 |
72 |
75,5 |
80 |
90 |
- |
| 38 |
76 |
80 |
84,5 |
85 |
- |
| 40 |
80 |
84 |
89 |
- |
- |
| 42 |
84 |
88,5 |
9,5 |
- |
- |
| 44 |
88 |
92,5 |
- |
- |
- |
高溫軸承的維護(hù)
SKF高溫球軸承和Y-軸承單元都已填充有潤(rùn)滑劑，可以終生潤(rùn)滑，因此沒(méi)有提供任何補(bǔ)充潤(rùn)滑的裝置，如油嘴。但在使用VA201的開(kāi)式深溝球軸承的情況下，應(yīng)在運(yùn)行后約六個(gè)月進(jìn)行檢查。檢查時(shí)僅需打開(kāi)軸承座，例如烘爐用的運(yùn)輸車，可以將輪子連軸承從軸頸卸下，然后用風(fēng)箱吹走軸承內(nèi)的污染物。
如果在軸承的滾道上看到一些光亮痕跡，表示軸承內(nèi)已沒(méi)有足夠的潤(rùn)滑劑。這時(shí)候應(yīng)補(bǔ)充原來(lái)的使用的潤(rùn)滑劑。適用的潤(rùn)滑劑是聚二醇與石墨的混合物，是一種黑色的膏狀物質(zhì)。
