
角接触球轴承又称向心推力球轴承。此类轴承特别适于同时承受径向和轴向负荷的场合,也可以用于承受纯轴向负荷的场合,且允许有较高的转速运转。
该类轴承所承受的轴向负荷的大小随接触角的大小而变化,接触角越大,轴承所能承受的轴向负荷也越大。接触角的定义是,在垂直于轴承轴线的径向平面内,钢球和滚道接触点的连线(或法线)与垂直于轴承轴线的径向平面之间的夹角。如图1所示。
图1 图2
单列角接触球轴承允许角度误差的能力有限。内外圈之间的角度误差取决于轴承运转中的径向游隙、轴承的尺寸、内部结构,以及作用在轴承上的力或力矩。但由于这些因素之间的关系很复杂,目前,还无法给出一个具体数。
成对安装(或双列角接触球轴承)的轴承,尤其是背对背配置,且轴向游隙较小的轴承组,若内外圈之间产生角度误差时,会导致钢球、保持架承受附加负荷,并缩短轴承的工作寿命。任何的角度误差都会引起轴承噪声的增加。
单列角接触球轴承
单列安装
当单列承受纯径向负荷时,轴承内部将会产生一个轴向分力,此时,需要有一个等量的反向作用力来与之平衡。通常采用两个相同结构的单列角接触球轴承相对安装(见图3)。

图3
单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷。主要用于每个支承只有一个轴承的配置方式。
单列角接触球轴承标准设计的结构有可分离型和不可分离型两种形式。可分离型(套圈有锁口)轴承的接触角为15°,不可分离型轴承的分别有15°、25°或40°三种接触角。可分离型角接触球轴承根据内部结构不同又分为内圈分离型和外圈分离型两种。
接触角为40°的角接触球轴承(见图2)可以承受很大的轴向负荷,该轴承结构为不可分离型轴承,内外圈两侧的肩部设计为高低不一是为了装入更多的钢球,以提高轴承的负荷能力。
成对安装
在很多情况下,单列角接触球轴承以成对配置或多联(三联、四联或多联组合)配置的方式向用户提供。
成对安装的角接触球轴承是经过特殊加工的。当轴承彼此紧靠安装时,任何一种组配方式都可以达到预定的内部游隙和预紧,以及均匀的负荷分布,而无需进行调整。
成对安装的角接触球轴承主要应用在:当单个角接触球轴承的负荷承载能力不足,或当承受轴(径)向联合负荷,以及有两个方向上的轴向负荷时。
成对安装的角接触球轴承配置方式有三种,即背对背、面对面和串联配置。
a) b) c)
图3
串联配置(见图3a),两个轴承的负荷(压力)线在轴承的同侧与轴线相交,径向和轴向负荷由两个轴承平均分担。串联配置仅能承受一个方向的轴向负荷。
背对背配置(见图3b),两个轴承的负荷(压力)线分开在轴承的两侧与轴线相交。背对背配置可以承受两个方向的轴向负荷,但每个轴承仅能承受一个方向的轴向负荷。由于背对背配置的压力作用点间距大,因此,刚性较大。并可以承受倾覆力矩。
面对面配置(见图3c),两个轴承的负荷(压力)线交叉后与轴线相交。面对面配置可以承受两个方向的轴向负荷,但每个轴承仅能承受一个方向的轴向负荷。刚性比背对背配置低,不适用于承受倾覆力矩。
三(四)点接触球轴承
点接触球轴承系具有双半内圈或双半外圈的单列角接触球轴承,属可分离型结构。这种轴承具有成对安装轴承的应用特性,可以承受双向轴向负荷和限制两个方向的轴向位移,但比同规格的双列角接触球轴承占用的轴向空间更少。由于具有双半内圈(或外圈),装入钢球数量增多,故具有较大的承载能力。轴承的安装和拆卸也非常方便。
双列角接触球轴承
双列角接触球轴承的设计基本上与单列角接触球轴承相同。但轴向尺寸相对较小,双列角接触球轴承具有较好的刚性,可以承受双向轴向负荷,同时也可以承受一定的倾覆力矩,其使用效果与背对背配置和的两个单列角接触球轴承相似。
双列角接触球轴承有一个外圈和一个内圈(或两个内圈)组成。
保持架
角接触球轴承保持架有钢板冲压,玻璃纤维增强聚尼龙66和车制实体保持架等不同结构形式,实体保持架多采用黄铜、青铜、各种轻合金或酚醛层压布管(胶木)制造,角接触球轴承当用作高速主轴轴承时,一般采用酚醛层压布管制成保持架。
成对安装轴承的负荷能力
产品表中的基本额定负荷仅适用于单个轴承安装。对于成对安装的轴承应按以下数据:
基本额定动负荷
串联配置 C配= 2 C
背对背或面对面及其它配置 C配= 1.62 C
基本额定静负荷 C0配= 2 C0
成对安装轴承的转速
产品表中的轴承极限转速仅适用于单个轴承安装。对于成对安装的轴承应按0.8倍的单个轴承极限转速。
最小负荷
为了保证轴承获得良好的运转状态,角接触球轴承同其它球轴承和滚子轴承一样,必须施加一定量的最小负荷,尤其是对高速、高加速度,或在负荷方向有频繁变化的条件下工作。因为,这些工况条件,球和保持架的惯性力以及润滑剂内的摩擦将对轴承的滚动、旋转精度产生不良影响,在球和滚道之间有可能会产生对轴承有害的滑动运动。
单个角接触球轴承所需的最小负荷Fmin可用以下公式进行估算:
对于面对面或背对背配置的轴承
式中
Fmin ─ 最小径向负荷,N
Famin─ 最小径向负荷,N
C0 -轴承额定静负荷,N
V ─ 运转温度下的润滑油粘度,mm2/s
n ─ 转速,r/min
dm ─ 轴承平均直径=0.5(d+D),mm
ka ─ 最小轴向负荷系数,见表1
kr ─ 最小径向负荷系数,见表1
表1
轴承系列 | ka | kr |
72 | 1.4 | 95 |
73 | 1.6 | 100 |
QJ2 | 1 |
|
QJ3 | 1.1 |
|
在低温状态下启动或润滑剂粘度很高的情况下,可能需要更大的最小负荷。通常情况下,轴承支承件本身的重量加上轴承所承受的负荷,已经超过所需的最小负荷。若尚未达到最小负荷,该类轴承必须施以额外的径向负荷,以满足最小负荷的要求。单列或串联配置的角接触球轴承,一般可以通过调整内外圈的相对位置或使用弹簧来施加轴向预紧。
尺寸、公差、游隙
标准角接触球轴承的外形尺寸符合GB/T273.3《滚动轴承向心轴承外形尺寸总方案》、GB/T292《滚动轴承角接触球轴承外形尺寸》、GB/T294《滚动轴承三点和四点角接触球轴承外形尺寸》、GB/T296《滚动轴承双列角接触球轴承外形尺寸》等的规定。
标准角接触球轴承的公差符合GB/T307.1《滚动轴承向心轴承公差》等标准的规定。
角接触球轴承的游隙由企业内部标准控制。
标准角接触球轴承的尺寸公差等级一般按P0级(普通级)制造,若顾客对尺寸、公差、游隙有其它特殊时(含非标准),可提供相应的产品。
当量动负荷
角接触球轴承的当量动负荷根据不同结构和不同接触角按表2计算:
表2
接触角及构 | 配置方式 | 当量动负荷 |
15° | 单个轴承 串联配置 | Fa/Fr≤e P=Fr Fa/Fr>e P = 0.44Fr + YFa |
背对背 面对面配置 | Fa/Fr≤e P=Fr + Y1Fa Fa/Fr>e P = 0.72Fr +Y2Fa | |
25° | 单个轴承 串联配置 | Fa/Fr≤0.68 P=Fr Fa/Fr>0.68 P=0.41Fr + 0.87Fa |
背对背 面对面配置 | Fa/Fr≤0.68 P=Fr+0.92Fa Fa/Fr>0.68P=0.67Fr+1.41Fa | |
40° | 单个轴承 串联配置 | Fa/Fr≤1.14 P=Fr Fa/Fr>1.14 P=0.35Fr+0.57Fa |
背对背 面对面配置 | Fa/Fr≤1.14 P=Fr+0.55Fa Fa/Fr>1.14P=0.57Fr+0.93Fa | |
四点接触球轴承
|
| Fa/Fr≤0.95 P=Fr+0.66Fa Fa/Fr>0.95 P=0.6Fr+1.07Fa |
双列角接触球轴承 |
| Fa/Fr≤0.8 P=Fr+0.78Fa Fa/Fr>0.8 P=0.63Fr+1.24Fa |
表中e、Y、Y1、Y2值按表3选取。
表3
Fa/C0 | e | Y | Y1 | Y2 |
0.015 | 0.38 | 1.47 | 1.65 | 2.39 |
0.029 | 0.4 | 1.4 | 1.57 | 2.28 |
0.058 | 0.43 | 1.3 | 1.46 | 2.11 |
0.087 | 0.46 | 1.23 | 1.38 | 2 |
0.12 | 0.47 | 1.19 | 1.34 | 1.93 |
0.17 | 0.5 | 1.12 | 1.26 | 1.82 |
0.29 | 0.55 | 1.02 | 1.14 | 1.66 |
0.44 | 0.56 | 1 | 1.12 | 1.63 |
0.58 | 0.56 | 1 | 1.12 | 1.63 |
注:C0为单个轴承的基本额定静负荷
当量静负荷
角接触球轴承的当量静负荷根据不同结构和不同接触角按表4计算:
表4
接触角及结构 | 配置方式 | 当量静负荷 |
15° | 单个轴承 串联配置 | 一般 P0=0.5Fr+0.46Fa P0>Fr P0=Fr |
背对背 面对面配置 | P0=Fr+0.92Fa
| |
25° | 单个轴承 串联配置 | 一般 P0=0.5Fr+0.38Fa P0<Fr P0=Fr |
背对背 面对面配置 | P0=Fr+0.76Fa
| |
40° | 单个轴承 串联配置 | 一般 P0=0.5Fr+0.26Fa P0<Fr P0=Fr |
背对背 面对面配置 | P0=Fr+0.52Fa
| |
四点接触球轴承 |
| P0=Fr+0.58Fa |
双列角接触球轴承 |
| P0=Fr+0.66Fa |

(1)内部结构
A,B,C,D,E内部结构变化
例1:角接触球轴承7205C,7205E,7205B,C-15度接触角,E-25度接触角,B-40度接触角。
例2:圆柱滚子,调心滚子及推力调心滚子轴承N309E,21309E,29412E-加强型设计,轴承负载能力提高。
VH-滚子自锁的满滚子圆柱滚子轴承(滚子的复圆直径不同于同型号的标准轴承)。例:NJ2312VH
(2)轴承的外形尺寸及外部结构
DA-带双半内圈的可分离型双列角接触球轴承。例:3306DA
DZ-圆柱型外径的滚轮轴承。例:ST017DZ
?K-圆锥孔轴承,锥度1:12。例:2308K。
K30-圆锥孔轴承,锥度1:30。例:24040K30。
2LS-双内圈,两面带防尘盖的双列圆柱滚子轴承。例:NNF5026C.2LS.V-内部结构变化,双内圈,两面带防尘盖,满滚子双列圆柱滚子轴承。
N-外圈上带止动槽的轴承。例:6207N。
NR-外圈上带止动槽和止动环的轴承。例:6207NR。
N2-外圈上带两个止动槽的四点接触球轴承。例:QJ315N2。
S-外圈带润滑油槽和三个润滑油孔的轴承。例:23040是。轴承外径D大于等于320毫米的调心滚子轴承均不标注S。
X-外型尺寸符合国际标准的规定。例:32036X。
Z..-特殊结构的技术条件。从Z11起依次向下排列。例:Z15-不锈钢制轴承(W-N01.3541)。
ZZ-滚轮轴承带两个引导外圈的挡圈。
(3)密封与防尘
RSR-轴承一面带密封圈。例:6207RSR。
ZR-轴承一面带防尘盖。例:6207ZR。
2ZR-轴承两面带密封盖。例:62072ZR。
ZRN-轴承一面带防尘盖,另一面外圈上带止动槽。例:6207ZRN。
2ZRN-轴承两面带防尘盖,外圈上带止动槽。例:62072ZRN。
(4)保持架及其材料
1)实体保持架。
A或B置于保持架代号之后,A表示保持架由外圈引导,B表示保持架由内圈引导。
F-钢制实体保持架,滚动体引导。
FA-钢制实体保持架,外圈引导。
FAS-钢制实体保持架,外圈引导,带润滑槽。
FB-钢制实体保持架,内圈引导。
FBS-钢制实体保持架,内圈引导,带润滑槽。
FH-钢制实体保持架,经渗碳淬火。
H,H1-渗碳淬火保持架。
FP-钢制实体窗型保持架。
FPA-钢制实体窗型保持架,外圈引导。
FPB-钢制实体窗型保持架,内圈引导。
FV,FV1-钢制实体窗孔保持架,经时效,调质处理。
L-轻金属制实体保持架,滚动体引导。
LA-轻金属制实体保持架,外圈引导。
LAS-轻金属制实体保持架,外圈引导,带润滑槽。
LB-轻金属制实体保持架,内圈引导。
LBS-轻金属制实体保持架,内圈引导,带润滑槽。
LP-轻金属制实体窗型保持架。
LPA-轻金属制实体窗型保持架,外圈引导。
LPB-轻金属制实体窗型保持架,内圈引导(推力滚子轴承为轴引导)。
M,M1-黄铜实体保持架。
MA-黄铜实体保持架,外圈引导。
MAS-黄铜实体保持架,外圈引导,带润滑槽。
MB-黄铜实体保持架,内圈引导(推力调心滚子轴承为轴圈引导)。
MBS-黄铜实体保持架,内圈引导,带润滑槽。
MP-黄铜实体直兜孔保持架。
MPA-黄铜实体直兜孔保持架,外圈引导。
MPB-黄铜实体直兜孔保持架,内圈引导。
T-酚醛层压布管实体保持架,滚动体引导。
TA-酚醛层压布管实体保持架,外圈引导。
TB-酚醛层压布管实体保持架,内圈引导。
THB-酚醛层压布管兜孔型保持架,内圈引导。
TP-酚醛层压布管直兜孔保持架。
TPA-酚醛层压布管直兜孔保持架,外圈引导。
TPB-酚醛层压布管直兜孔保持架,内圈引导。
TN-工程塑料模注保持架,滚动体引导,用附加数字表示不同的材料。
TNH-工程塑料自锁兜孔型保持架。
TV-玻璃纤维增强聚酰胺实体保持架,钢球引导。
TVH-玻璃纤维增强聚酰胺自锁兜孔型实体保持架,钢球引导。
TVP-玻璃纤维增强聚酰胺窗式实体保持架,钢球引导。
TVP2-玻璃纤维增强聚酰胺实体保持架,滚子引导。
TVPB-玻璃纤维增强聚酰胺实体保持架,内圈引导(推力滚子轴承为轴引导)。
TVPB1-玻璃纤维增强聚酰胺实体窗式保持架,轴引导(推力滚子轴承)。
2)冲压保持架
J-钢板冲压保持架。
JN-深沟球轴承铆接保持架。
3)保持架变动
加在保持架代号之后,或者插在保持架代号中间的数字,表示保持架结构经过变动。这些数字只用于过渡时期,例:NU1008M1。
(5)无保持架轴承
V-满装滚动体轴承。例:NU207V。
VT-带隔离球或滚子的满装滚动体轴承。例:51120VT。
(6)公差等级(包括尺寸精度和旋转精度)
P0-公差等级符合国际标准ISO规定的0级,代号中省略,不表示。
P6-公差等级符合国际标准ISO规定的6级。
P6X-公差等级符合国际标准ISO规定的6X级圆锥滚子轴承。
P5-公差等级符合国际标准ISO规定的5级。
P4-公差等级符合国际标准ISO规定的4级。
P2-公差等级符合国际标准ISO的2级(不包括圆锥滚子轴承)。
SP-尺寸精度相当于5级,旋转精度相当于4级(双列圆柱滚子轴承)。
UP-尺寸精度相当于4级,旋转精度高于4级(双列圆柱滚子轴承)。
HG-尺寸精度相当于4级,旋转精度高于4级,低于2级(主轴轴承)。
(7)游隙
C1-游隙符合标准规定的1组,小于2组。
C2-游隙符合标准规定的2组,小于0组。
C0-游隙符合标准规定的0组,代号中省略,不表示。
C3-游隙符合标准规定的3组,大于0组。
C4-游隙符合标准规定的4组,大于3组。
C5-游隙符合标准规定的5组,大于4组。
1) 公差等级代号与游隙代号需同时表示时,取公差等级代号(P0级不表示)加上游隙组号(0组不表示)组合表示。
例:P63=P6+C3,表示轴承公差等级P6级,径向游隙3组。
2) 非标准游隙,在要求特殊径向游隙和轴向游隙的情况下,有关极限值应在字母R(径向游隙)或A(轴向游隙)之后用微米数表示,数字之间要用小圆点隔开。
例:6210.R10.20-6210轴承,径向游隙10微米至20微米。
(8)测试噪音的轴承
F3-低噪音轴承。主要是指圆柱滚子轴承和内径d大于60毫米以上的深沟球轴承。例:6213.F3。
G-低噪音轴承。主要是指内径d小于等于60毫米的深沟球轴承。例:6207.G。
(9)热处理
S0-轴承套圈经过高温回火处理,工作温度可达150摄氏度。
S1-轴承套圈经过高温回火处理,工作温度可达200摄氏度。
S2-轴承套圈经过高温回火处理,工作温度可达250摄氏度。
S3-轴承套圈经过高温回火处理,工作温度可达300摄氏度。
S4-轴承套圈经过高温回火处理,工作温度可达350摄氏度。
(10)特殊技术条件
F..-连续编号的制造技术条件。例:F80-轴承内,外径公差及径向游隙压缩。
K..-连续编号的检查技术条件。例:K5-轴承内,外径公差压缩。
.ZB-直径大于80毫米以上的带凸度的圆柱滚子。例:NU364.ZB。
.ZB2-滚针两端的凸度大于一般的技术要求。例:K18*26*20F.ZB2。
ZW-双列滚针和保持架组件。例:K20*25*40FZW。
.700…以700000开头的连续编号的技术条件。
Z52JN.790144-轴承可用于高温及低转速,经特殊热处理,钢板冲压铆合保持架,大游隙,经磷化处理,注油脂,使用温度可超过270摄氏度。
Z52JN.790191-轴承可用于高温及低转速,经过特殊热处理,钢板冲压铆合保持架,大游隙,经磷化处理,注油脂,使用温度可达270摄氏的。
(11)成对轴承
1)符合K技术条件的成对轴承,下列特殊技术条件与成对轴承有关:
K1-两套深沟球轴承成对安装以承受单向轴向载荷。
K2-两套深沟球轴承成对安装以承受双向轴向载荷。
K3-两套深沟球轴承按无游隙背靠背安装(O型安装)。
K4-两套深沟球轴承按无游隙面对面安装(X型安装)。
K6-两套角接触球轴承成对安装以承受单向轴向载荷。
K7-两套角接触球轴承按无游隙背靠背安装(O型安装)。
K8-两套角接触球轴承按无游隙面对面安装(X型安装)。
K9-内,外圈间带隔圈的两套圆锥滚子轴承成对安装以承受单向轴向载荷。
K10-内,外圈间带隔圈的两套圆锥滚子轴承按无游隙背靠背安装(O型安装)。
K11-外圈间带隔圈的两套圆锥滚子轴承按无游隙面对面安装(X型安装)。
? 2)通用配对型轴承,可任意(串联,面对面或背对背)配对安装,后置代号为UA,UO和UL。
.UA-在轴承面对面或背对背安装时有小的轴向游隙。
.UO-在轴承面对面或背对背安装时无游隙。
UL-在轴承面对面或背对背安装时有轻度预过盈。
12)润滑
L..-润滑脂。例:L64=Arcanol牌纳基皂化脂。
L9..-润滑油
