耐高温深沟球轴承的设计及应用
2019/5/3 17:29:07
在机械行业中许多场合需采用耐高温轴承，如烘炉、熔炉、炉窑、涂漆机等，尤其是在较高温度下工作的材料传送设备。本文主要讲耐高温深沟球轴承的设计、应用。耐高温深沟球轴承多用于钢厂冷床，轴承转速一般较低，通常在 100r/min以下。
耐高温深沟球轴承保持架采用隔离块形式。由于工作环境温度高，石墨保持架有良好的自润滑性能，轴承运转时石墨粉脱落，润滑沟道及钢球。同时轴承采用大游隙，能防止其在高温下或迅速冷却后抱死。为防止固体杂质侵入轴承内部，两侧带防尘盖，同时可轴向引导轴承内的石墨隔离块。该类轴承能承受径向载荷和2个方向的轴向载荷。套圈、钢球、防尘盖表面都经过防锈处理，可以防止高温锈蚀，提高运行性能。
一 耐高温轴承的设计
用于高温环境下的深沟球轴承，在设计上充分考虑耐高温、防腐、防锈、散热、防抱死等情况，对表面进行了特殊处理，具有较大的内部游隙并装有特殊的耐高温保持架，依据不同的工况，保持架有浪形保持架、梯形隔离块、轴向限位隔离块等结构。
1 结构类型
耐高温深沟球轴承内圈内径为直孔，工作温度范围为－40 ～250 ℃。 当温度超过200 ℃时，应选用固体润滑剂。依据不同的使用温度，需对套圈进行不同的热处理，代号中 Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3 对应的轴承工作温度分别为 150，200，250 和300 ℃。代号中Ｆ2 为石墨保持架；2Ｚ 为带防尘盖；Ｃ9 为非标准游隙；ＹＡ8 为保持架设计不同。主要有以下几种设计类型。
（1）最常用的耐高温轴承6000 / Ｓ2，该轴承装有冲压浪形保持架，不带任何防尘件，采用高温润滑脂。
（2）带防尘盖的耐高温轴承6000 － 2Ｚ/ Ｓ2，该轴承与6000 / Ｓ2 轴承的主参数基本相同，但两侧带防尘盖。此外，该轴承在出厂前预装有6000 / Ｓ2 轴承双倍量的润滑脂。
（3）使用在更高温度下的轴承6000Ｆ2 － 2Ｚ/ Ｃ9Ｓ2，该轴承采用石墨隔离块，既起保持架的作用，又可提供润滑剂工作温度为－ 150 ～350 ℃。轴承两侧的防尘盖可以轴向引导石墨隔离块，又可以防止污染物的侵入。该轴承另一个优点是环保，即使在极高的温度下也不会散发有害气体。
（4）使用在需轴向定位的耐高温轴承 6000Ｆ 2 － 2Ｚ / Ｃ9Ｓ2ＹＡ8，与6000Ｆ2 － 2Ｚ / Ｓ2 轴承相比，该轴承在隔离块两侧挖窝，使其具有轴向限位功能，可防止对防尘盖产生冲击。
2 常用资料和数据
高温深沟球轴承的外形尺寸符合 ＧＢ/ Ｔ276— 1994《滚动轴承 深沟球轴承 外形尺寸》的要求。 深沟球轴承根据普通级公差制造，符合 ＧＢ/ Ｔ 307． 1—2005《滚动轴承 向心轴承 公差》 的要求。实际尺寸可能会由于表面处理等原因稍微超出标准公差的范围，但不会影响轴承的安装和使用。 耐高温深沟球轴承的径向游隙为非标准游隙，仅适用于未安装和无测量载荷的轴承。
3 对中误差
由于耐高温轴承的径向游隙较大，因此允许轴与壳有较大的对中误差及角度误差。耐高温深沟球轴承的内、外圈允许有20′～ 30′的角度误差，但仅适用于低转速的情况下。高速时，由于对中误差对轴承滚动的不良影响，因此不允许有较大误差。
4 转速
耐高温深沟球轴承适用于低转速（ 10r/min以下）工况。 但实际应用的经验证明，该轴承在无需维护情况下，可以在20r/min的转速长时间运行。如果需要应用在更高转速的工况，则需改进保持架的设计。
5 相关零件的设计
对于带有隔离块的耐高温深沟球轴承，由于防尘盖要在轴向上引导轴承内的石墨保持架，因此可利用相关零件来支承防尘盖，以防止其脱落。例如，使轴承座的凸台或定位筒的直径小于外圈密封槽口牙径Ｄ2 ，还可以在凸台或定位筒与轴承之间加上尺寸合适的垫圈。
6 轴承尺寸及规格的选择
轴承处于高温时，承载能力降低。利用温度系数，可以调整不同温度下轴承的基本额定静载荷。
7 耐高温轴承的维护
闭式耐高温球轴承已填有润滑剂，可终生润滑，免维护。但使用开式耐高温深沟球轴承时，应在运行后半年进行检查。检查时仅需打开轴承座，如烘炉用的运输车，可将轮子连同轴承从轴颈卸下，然后用吹风机吹走轴承内的杂质。如果轴承的沟道上出现一些光亮痕迹，表明轴承内缺少润滑剂，应及时补充原有润滑剂。
二 耐高温轴承的应用
目前已在钢铁企业热轧中厚板轧机生产线上广泛应用了耐高温轴承，近年来国产化趋势日益高涨，投产和在建的中厚板轧机线 70 余条。按轧机规格划分，3000mm 及以下的轧机线约占45％，5000mm及以上的轧机线约占11％；按机架配置划分，单机架约占 30％，双机架约占 70％。
