舍弗勒丨INA/FAG工業行星齒輪箱的軸承布置2

舍弗勒丨INA/FAG工業行星齒輪箱的軸承布置

技術原理

產品及應用

前言

工業齒輪箱的設計趨勢是采用更小的外形從而提高其緊湊性，同時不斷提高齒輪箱的功率水平。在非常狹小的空間內提升功率密度對所使用的軸承也提出了更高的要求。這在工業行星齒輪箱上的表現尤為明顯，因為工業行星齒輪箱必須在非常小的空間內安全可靠地傳遞非常高的功率。在一些應用中，特殊情況下行星齒輪箱承受的載荷甚至達到了它們的物理極限。此時，行星架和行星銷承受了的彎曲載荷。

對于近乎苛刻的應用要求，軸承布置不僅要減小設計空間，還要降低運轉噪音，同時具有低摩擦、高可靠性、長壽命、易于安裝的特點，這樣的軸承解決方案才是比較理想的。

技術和經濟性的

對于行星齒輪箱的軸承應用，舍弗勒解決方案對客戶的重要價值體現在如下方面：

■RSL型無外圈的單列和雙列滿裝圓柱滾子軸承，具有很高的動態和靜態承載能力，徑向尺寸也非常緊湊

■RN型帶保持架引導的圓柱滾子軸承，尤其適合高轉速

■KZK系列滾針保持架組件適用于高離心力、高加速度和非常高的轉速

■NRB和VRS滿裝滾針布置在最小的徑向空間內具有非常高的承載能力。

另外，還有大量的特殊解決方案可以滿足各種設計要求。

舍弗勒集團應用工程師和舍弗勒工程技術服務可以在范圍內提供行星輪軸承布置的軸承選型和軸承布置設計的咨詢服務。

替換...注意！

該技術及產品信息TPI08《工業行星齒輪箱的軸承布置》替代舊版TPI08《大型齒輪箱的滾動軸承》。舊版中任何不同于本版本的數據信息是無效的。

TPI08是對滾動軸承樣本HR1的補充。主要涵蓋了工業齒輪箱行星輪的軸承布置，這些在HR1樣本中未被涉及。

在軸承布置的設計中，HR1樣本中涉及的信息同樣有效。

技術原理

摩擦，轉速，潤滑，軸承布置設計，設計案例

摩擦組成

HR1滾動軸承樣本摩擦和溫升的章節中，對摩擦和摩擦力矩計算方法進行了詳細描述。這里介紹的信息作為一種補充并涵蓋了行星輪軸承的布置。

滾動軸承的摩擦是由多個部分組成的，請見下表。由于影響因素眾多，如動態的速度和載荷、裝配時存在的傾斜和偏轉，實際的摩擦力矩和摩擦功可能與計算值有明顯偏差。

如果摩擦力矩是重要的設計準則，請咨詢舍弗勒工程技術服務。注意！

摩擦組成和影響因素

空轉摩擦取決于潤滑劑的量、空轉速度、潤滑劑的工作粘度、軸承的磨合情況。

對于工業齒輪箱中的行星齒輪軸承布置，對應的軸承系數f0和f1見下表。

系數f0，f1滾針保持架組件和滿裝滾針布置

系數f0，f1滿裝圓柱滾子軸承

系數f0，f1帶保持架的圓柱滾子軸承

符號

f0–軸承摩擦力矩速度系數

f1–軸承摩擦力矩載荷系數

Bmm-軸承寬度

dmm-軸承內徑。

極限轉速

極限速度nG基于實際經驗并且考慮到運轉平穩性、密封性能和離心力等因素。

即使在良好的運轉和冷卻情況下，也不允許超過軸承的極限轉速。注意！

熱安全運轉速度

熱安全運轉速度n的計算基于DIN732。計算的依據是軸承的熱平衡，以速度為參數的摩擦熱與以溫度為參數的散熱量相平衡。當運轉平穩后，軸承溫度保持不變。

許用的工作溫度決定了軸承的熱安全運轉速度n。

在計算當中，假設軸承處于正常的工作游隙及平穩的運轉條件。除了熱安全運轉速度，還必須遵守軸承的極限轉速nG的原則。注意！

計算的限制條件

熱安全運轉速度的計算方法不適用于：

■ 采用接觸式密封的軸承，該軸承的速度受限于密封唇的許用滑動速度。

允許的徑向加速度

在運轉過程中，行星齒輪軸承布置通常要承受較大的法向加速度。在軸承的布置設計中，必須區分滿裝滾子軸承布置和帶保持架的軸承布置間的區別。

滿裝滾子軸承布置

對于滿裝滾子軸承布置和滿裝滾針軸承布置，許用的徑向加速度受限于滾動體之間的 pv值和軸承的熱平衡，圖1。

帶保持架的軸承布置

對于帶保持架的軸承，允許的徑向加速度取決于保持架的強度。

rst=到旋轉中心的距離     ω=角速度

圖1                                                           徑向加速度

徑向加速度

徑向加速度由加速度參數a表示：

加速度

如果加速度很高，進一步建議請咨詢舍弗勒工程技術服務。注意！

帶保持架軸承的加速度

如果使用帶保持架的軸承，須遵守：

■只使用外部擋邊引導的保持架。

■對于更高的加速度，使用實體保持架替代鉚接保持架。

■對于的加速度，使用KZK系列滾針保持架組件。如需合適的滾針保持架組件。

潤滑劑的作用 潤滑劑可以：

■在接觸表面形成可以提供足夠承載能力和防止磨損及早期失效的潤滑油膜

■油潤滑可以散熱

■降低運轉噪音

■防止軸承腐蝕。

必須遵守樣本HR1，滾動軸承潤滑章節中，關于潤滑的基本信息。注意！

軸承潤滑流量

為散熱并潤滑滾動體及保持架，須確保足夠量的潤滑油通過軸承。

在諸如滾針軸承、滾針保持架組件和滿裝滾針組等幾何空間狹小的應用中，為了保證潤滑油流出，需要在止推墊圈上加工潤滑油槽。

軸承布置

支承和引導一根旋轉軸至少需要兩個有一定距離的軸承。

根據實際應用，可選擇下列方式中的一種：

■定位/非定位軸承布置

■可調節軸承布置

■浮動軸承布置。

對于行星輪的軸承布置，根據應用情況可使用單個軸承布置。

必須遵守樣本HR1，滾動軸承技術原理章節中，關于軸承布置的基本信息。注意！

浮動軸承布置

浮動軸承布置是一種支承行星輪的簡單且經濟的設計解決方案。在這種軸承布置中，行星輪可相對行星架移動軸向間隙“s"的距離。

“s"值根據需要的軸向引導精度來定義，這樣在不利的熱膨脹條件下軸承也不會在軸向上被卡緊。

內部或外部軸承布置

有以下兩種軸承布置，圖1：

■內部軸承布置

■外部軸承布置。

內部軸承布置中，行星輪運轉在一端或兩端夾緊的銷軸上。

外部軸承布置中，行星齒輪銷軸兩端都支承在行星架上。

1：內部軸承布置              2：外部軸承布置

圖1：                                                             行星輪軸承布置

配合

根據使用功能，滾動軸承相應地在軸和軸承座上進行徑向、軸向及周向定位。

徑向和周向定位通?？颗浜狭崿F，即軸承套圈采用緊配合。軸向定位一般由外形配合獲得。

配合選擇標準

在選擇配合時必須考慮以下因素：

■為了充分利用軸承的承載能力必須使軸承的內外圈有良好的周邊支承。

■軸承套圈和配合件之間不得有相對蠕動，否則會損傷配合表面。

內部軸承布置

如果行星輪采用內部軸承布置，行星輪軸承外圈承受圓周載荷。該外圈必須采用緊配合。

外部軸承布置

因為內圈承受圓周載荷，外部軸承布置要求內圈采用緊配合。

旋轉條件

旋轉條件是指軸承某個套圈相對于載荷方向承受的是圓周載荷或是點載荷。

點載荷

套圈與載荷方向相對靜止且沒有力使該套圈相對配合面移動。這種載荷稱為點載荷。

配合面沒有被破壞的危險，則兩者間可采用松配合。

圓周載荷

作用在套圈上的載荷，使套圈相對配合面有移動，并且在軸承旋轉一圈的過程中滾道上每一點都要承受該載荷。這種載荷稱為圓周載荷。

由于配合面可能被損壞，所以必須使用緊配合。注意！

軸和軸承座的公差

軸承與軸、軸承座間的配合由軸和軸承座的ISO公差（參考ISO286）以及軸承內孔公差和外徑公差（DIN620）決定的。注意！

軸承布置的方式 （內部或外部軸承布置）決定軸和軸承座的公差。

內部軸承布置軸和軸承座的公差

外部軸承布置軸和軸承座的公差

軸承配合面的幾何公差

軸和軸承座孔的設計必須符合選擇的配合，圖2。軸和軸承座與軸承配合處公差的精度等級，請見表。

t1=圓度   t2=平行度   t3=相鄰擋肩的軸向跳動

圖2                                                                           幾何公差

IT等級根據DIN ISO 286

無內圈和/或外圈軸承的滾道

對于無內圈和/或外圈的滾動軸承，其滾動體直接在軸上或座孔內滾動。

座孔和軸必須適合作為軸承滾道 （硬化和磨削）。

滾道表面必須采用精加工 （磨削），避免超差，耐磨損。注意！

對標準軸承或者X-life軸承，平均粗糙度值Ra都不允許超限，見表。如果Ra值過高，那么軸承的承載能力不能得到充分利用。

在行星輪內孔的兩側加工倒角可以更加方便于安裝軸承。

側向接觸面包括墊圈必須經過精密加工并具耐磨性。

滾動軸承滾道設計

滾道材料

淬透鋼和滲碳鋼適合作為滾道材料。

淬透鋼

符合ISO683-17標準規定的淬透鋼（如100Cr6）適合作為滾道材料。這些鋼也適用于表面淬硬。

滲碳鋼

滲碳鋼必須符合ISO683-17（如17MnCr5，16CrNiMo6）或EN10084（如16MnCr5）。

表面硬度和淬硬深度

該指標適用于滾道。軸向墊圈和軸肩都需要進行表面耐磨處理，如淬火。滲碳淬火、火焰淬火或感應淬火的鋼材的表面硬度必須達到670HV+170HV以及足夠的淬硬深度CHD或SHD。

根據DIN50190，淬硬深度是指表面淬硬層的深度，在此區域內硬度不低于550HV。該深度值是在工件被最終磨好之后測定的，必須符合規定值，并且在任何情況下都必須≥0.3mm。

如果滾道硬度小于650HV（58HRC），則軸承布置將達不到其全部的承載能力。在這種情況下，尺寸表中的基本額定動載荷Cr和基本額定靜載荷C0r必須通過硬度系數fH或fH0來降低，圖3和圖4。注意！

fH=動載硬度系數           HV, HRC=表面硬度

圖3                                                       動載硬度修正系數fH

1：滾子，滾針

fH0=靜載硬度修正系數                    HV, HRC=表面硬度

圖4                                                       靜載硬度修正系數fH0

有效承載能力計算

可以利用修正公式計算有效承載能力 :

滾道表面的滲碳硬化深度

滾道的最小滲碳硬化深度CHD可以通過下式確定：

帶圈軸承配合面的粗糙度

軸承配合面的粗糙度必須與軸承的公差等級相匹配。為保證一定的過盈量，粗糙度Ra不能過大。

軸需要磨削，軸承座孔需要精車。推薦的粗糙度值Ra=3.2。

滾道和齒根間的壁厚

滾道和齒根間的壁厚必須至少為2.5倍的模數。

只有經過舍弗勒工程技術服務的精確計算，才允許使用更薄的壁厚。

精度

尺寸和運轉公差相當于 DIN 620 標準的 PN 級。

包絡圓直徑Ew的公差

根據下面不同的孔徑 d 選擇不同的包絡圓直徑 Ew 的公差 :

■d≤40 mm， Ew –0.01mm

■d≤65 mm， Ew –0.015mm

■d≤120 mm， Ew –0.02mm

■d≤200 mm， Ew –0.025mm

■d≤240 mm， Ew –0.03mm。

軸承的包絡圓直徑已在尺寸表中給出。注意！

徑向內部游隙

如果軸承不帶外圈，行星齒輪充當軸承外圈的功能。因此徑向內部游隙（C2、CN、C3、C4）由行星輪內孔的設計和滾動軸承包絡圓直徑Ew共同確定。

根據徑向內部游隙確定行星輪內孔直徑（舉例）

圓柱滾子軸承RSL183004-A（內孔直徑d=20mm）作為行星輪軸承布置，要求達到內部徑向游隙CN。

行星輪內孔尺寸為多少？

例：

■圓柱滾子軸承=RSL183004-A，

■包絡圓直徑Ew=36.81 mm,

■Ew 的公差=–0.01 mm，

■內部徑向游隙CN的公差=20μm至45μm，

■行星齒輪內孔=36.81+0.02/+0.035

徑向內部游隙C2和CN

徑向內部游隙C3和C4

圓柱滾子軸承

工業齒輪箱中行星齒輪軸承的布置有各種各樣的方式。其中一些采用圓柱滾子軸承布置，見圖1到圖6。

RSL1830                                                                                  RSL1830-2S                                                          RSL1850 RSL1850

1：止動環     2：軸向墊圈                                                 1：止動環2：軸向墊圈3隔圈                                                    1：止動環   2：軸向墊圈

圖1：滿裝滾子，單列，無外圈                                                         圖2：滿裝滾子，單列，無外圈                                           圖3：滿裝滾子，雙列，無外圈

RNN                                                                                       RN..-N12BA                                                                            RN

1：止動環   2：軸向墊圈                                                                 1：止動環   2：軸向墊圈                                              1：止動環   2：軸向墊圈   3：隔圈

圖4：特殊軸承，滿裝滾子，雙列，無外 圈                                             圖5：帶保持架的軸承，無外圈                                           圖6：帶保持架的軸承，無外圈

滾針保持架組件或滿裝滾針布置

根據運轉工況，行星齒輪同樣可以由滾針保持架組件或者滿裝滾針軸承支承，圖7和圖8。

徑向滾針軸承不能用來傳遞軸向力或者作為軸向引導。注意！

K (KZK)                                                                                                          NRB， VRS

1：隔圈   2：軸向墊圈                                                                                   1：軸向墊圈

圖7：雙列滾針保持架組件軸承布置                                                                         圖8：滿裝滾針布置

行星輪軸承

滿裝圓柱滾子軸承

帶保持架的圓柱滾子軸承

滾針保持架組件

滾針

滿裝滾針布置

滿裝滾針組

調心滾子軸承

圓錐滾子軸承

矩陣圖軸承預選特征比較：

滿裝圓柱滾子軸承：無外圈

單列                                                      軸向墊圈                                                    雙列

RSL1822..-A、 RSL1823..-A、                                                                                     RSL1830..-A RSL1850..-A

特性

無外圈的滿裝圓柱滾子軸承由實體內圈和擋邊引導的圓柱滾子組成。內圈具有兩個剛性擋邊。

由于這類軸承具有盡可能多數量的滾動體，因此它們具有的徑向承載能力，很高的剛性，適用于特別緊湊的結構設計。

然而受運動學條件的限制，這類軸承無法達到帶保持架的圓柱滾子軸承那樣高的極限轉速。

該軸承有單列和雙列定位軸承設計。該軸承不僅可承受高徑向力，同樣可承受雙向軸向力，因此可在軸向方向上對軸進行雙向引導。

該軸承按照開式設計供貨。軸承未作預潤滑，可進行油潤滑或脂潤滑。

滾動體由塑料套保護，以防運輸過程中的損壞和丟失。

必須遵守滾動軸承樣本 HR 1 中更多關于圓柱滾子軸承的信息。注意！

兩個或多個軸承訂貨代號

如果兩個或多個軸承相鄰安裝在一個行星輪上（如 2、3、4 個軸承），這些軸承必須按照后綴2S、3S、4S訂貨，這樣它們才能被一起分選。

設計與安全指南最小徑向載荷

對于連續運轉工況，最小徑向載荷Fr min必須滿足C0r/P<60。如果C0r/P>60，請聯系我們。

軸向定位

為了防止軸承套圈出現側向蠕動，必須通過適形配合的方式將其定位。

相鄰的擋肩必須具有足夠的高度并且垂直于軸承的軸線。

軸承配合面到相鄰擋肩的過渡圓角須符合DIN5418，退刀槽須符合DIN509。

行星輪的軸向引導

圓柱滾子軸承可實現行星輪的軸向引導。

這可通過布置在滾動體兩側的軸向墊圈和止動環實現。

帶保持架的圓柱滾子軸承

單列                                                                                                                    軸向墊圈

RN2、 RN3                                                                                                          RN22、 RN23

特性

單列無外圈帶保持架的圓柱滾子軸承單元由實體內圈和圓柱滾子保持架組件構成。內圈具有兩個剛性擋邊。保持架阻止滾動體滾動過程中的相互接觸。

帶保持架的軸承具有很高的剛性，可承受高徑向載荷，與滿裝設計相比，可適合于更高的轉速。它們有些采用提高性能的滾動體，因此可用于設計的承載能力。

該軸承為單列定位軸承。該軸承不僅可承受高徑向力，同樣可承受雙向軸向力，因此可實現雙向軸向引導。

該軸承提供開式設計。該軸承未作預潤滑，可以從軸承端部進行油潤滑或脂潤滑。

滾動體由塑料套保護，以防運輸過程中的損壞和丟失。

必須遵守滾動軸承樣本HR1中更多關于圓柱滾子軸承的信息。注意！

兩個或多個軸承訂貨代號

如果兩個或多個軸承相鄰安裝在一個行星輪上（2、3、4個軸承），這些軸承必須按照后綴N12BA和數量（×2、×3 或×4）訂貨，這樣他們才能被一起分選。

設計與安全指南最小徑向載荷

對于連續運轉工況，最小徑向載荷Fr min 必須滿足Fr min=C0r/60。

如果C0r/P>60，請聯系我們。

軸向定位

為了防止軸承套圈出現側向蠕動，必須通過適形配合的方式將其定位。

相鄰的擋肩必須具有足夠的高度并且垂直于軸承的軸線。

軸承配合面到相鄰擋肩的過渡圓角須符合DIN5418，退刀槽須符合DIN509。

行星輪的軸向引導

圓柱滾子軸承可實現行星輪的軸向引導。

這可通過布置在滾動體兩側的墊圈和止動環實現，設計案例部分。作為備選方案，可以使用L型擋圈的軸承BRL。

滾針保持架組件

單列                                                        雙列                                                             單列：外部引導

K                                                                       K..-ZW                                                              KZK

特性

滾針保持架組件是由保持架和滾針組成的單列或雙列軸承單元。單列設計符合DIN5405-1標準的規定。

保持架由調質鋼制成，具有良好的耐磨性、較高的強度和為了優化潤滑而設計的大引導面。只有部分規格采用塑料保持架，其后綴為TV。

滾針保持架組件只需要很小的的徑向空間，因為其徑向截面高度恰好與滾針直徑一致。

滾針保持架組件可以使軸承布置達到很高的運轉精度，這種精度會受滾道幾何精度的影響。

內部徑向游隙取決于滾針組別以及軸和軸承座的公差，通過改變滾針組別可以調整游隙的大小。

只能提供特定包絡圓直徑FW的雙列滾針保持架組件。

更多的關于滾針保持架組件的信息可以從樣本HR1— 滾動軸承，以及產品技術信息TPI94—滾針保持架組件在曲柄銷和活塞銷的應用中找到。注意！

滾針

滾針保持架組件按照標準滾針組別供貨，請見表。

一個滾針保持架組件只包含一個組別的滾針。組別被印在包裝上并按照不同顏色編碼。

標準滾針組別：

外部引導

滾針保持架組件KZK（比如用于曲柄銷）是外部引導的，這意味著保持架相對于座孔和滾動體的徑向移動要盡可能的小。

運行溫度

帶塑料保持架的滾針保持架組件的工作溫度為–20 °C 到+120 °C。

設計與安全指南相鄰結構部件設計

安裝滾針保持架組件的座孔和銷軸必須按照軸承滾道的要求制造。表面粗糙度必須達到Ra0.2（Rz1）。滾道的圓度和平行度公差必須達到IT3。

軸承滾道須按照如下設計要求設計：

■滲碳層深度最少達到0.3mm ；表面硬度必須達到670HV+170HV。

■運轉側表面必須設計成精加工（推薦Ra2）和耐磨的表面，必要情況下可采用軸向墊圈。

軸向墊圈和軸肩都應該做成耐磨表面，比如淬火。注意！

滾道寬度

滾道寬度至少要等于保持架寬度Bc（Bc按照負（–）公差制造；Bc值見尺寸表。軸向方向兩端面的距離值的公差為H12，圖1。滾針保持架的軸向運行表面必須精加工（推薦Ra2）并且經耐磨處理。

1：軸向墊圈

Bc=保持架寬度                        Ra=表面粗糙度

圖1：                                               滾道寬度和運轉端面

軸向定位

滾針保持架組件必須通過適當的相鄰結構來進行軸向定位。如果通過彈性擋圈或止動環定位，在彈性擋圈或止動環和滾針保持架組件之間必須安裝軸向墊圈。同時需要保證彈性擋圈或止動環和軸向墊圈之間有足夠的有效接觸面。行星齒輪必須依靠軸向墊圈

直接在其相鄰部件上軸向定位圖1。

徑向內部游隙

徑向內部游隙取決于相鄰部件的轉速、剛度和精度。這可以通過挑選滾針組別來確定。為了簡化計算，可以使用滾針組別的平均值。

示例

用滾針組別平均值來確定內部徑向游隙：滾針組別0–2，平均值為–1。

滾針：

NRB

特性

滾針是滾針軸承的基本組件。它們采用符合DIN 17230標準規定的通淬軸承鋼100Cr6制成，具有至少670HV的硬度并且具有符合DIN5402-3/ISO3096-B標準要求的平端面。

滾針的兩端輪廓是經過修形的。由于這種修形，從滾針表面到滾針端面之間有一段過渡曲線。這樣減少了滾動體端部的邊緣應力。

滾針的直徑范圍從1mm到6mm，長度范圍從2mm到43.8mm，公差等級為G2。

有關滾針的更多的信息可以從樣本HR1，滾動軸承 滾動體章節進行查閱。注意！

組別

滾針按照很小的直徑公差和長度公差分成不同的組別。每種組別的滾針進行單獨包裝，其下偏差標記在包裝上。

每個包裝中只包含有一個組別的滾針。如果單次供貨包含有多個包裝，各個包裝的組別有可能不同。

一套軸承布置只能采用同一組別的滾針。注意！

通過協議并且有經濟可行的數量，可以提供特殊設計的滾針。

精度

尺寸和幾何精度符合DIN5402-3/ISO3096標準的規定。

尺寸和幾何精度、組別、粗糙度：

1) 圓度按照 DIN 1101 標準制造。公差值適用于滾針的中部。

2) 優先選用的組別用粗體表示。

滿裝滾針布置：

滿滾針布置

特性

滿裝滾針軸承布置是在有效空間內都裝滿了滾針。這樣特別緊湊的軸承布置具有很高的承載能力和剛度。依靠滾道的幾何精度，這種軸承布置具有高的徑向跳動精度和可確定的內部徑向游隙。

這種軸承布置特別適用于回轉運動和高徑向載荷的場合。

關于允許轉速，請聯系舍弗勒工程技術服務。

設計滿裝滾針布置

在設計滿裝滾針布置時必須考慮以下內容：

■軸和座孔的滾道尺寸

■滾動體直徑

■滾動體數量。

滾道設計：

對于每個軸承配置，只能使用同一組別的滾針。注意！

軸和座孔必須按照滾動軸承滾道要求來設計，見上表。

滾針的軸向運行表面必須耐磨并精加工（推薦Ra2），圖1。

為了限制軸向移動，必須預留0.2mm到0.4mm的間隙“s"，見圖1。

s=軸向間隙

圖1：                                              軸向運行表面和軸向間隙

基本額定載荷的確定

滿裝滾針軸承配置的基本額定載荷由下列公式確定：

示例

在此示例中的滿裝滾針布置是由24個滾針NRB3×11.8G2組成的。

則可以確定其滾道尺寸和基本額定載荷Cr，C0r。

公稱尺寸及基本額定載荷系數：

周向間隙的確定

周向間隙TES只在滾動體直徑DW≤6mm時有效。

TES必須滿足以下最小值要求：

■DW≤3.5 mm=0.1mm

■DW>3.5 mm，最小為0.15mm。

滾道尺寸的確定

有效的尺寸列于表中 :

1：徑向工作游隙

TES=周向間隙，Dw=滾動體直徑，Z=滾動體數量，F=軸的滾道直徑，E=座孔的滾道直徑

圖2：公稱尺寸和公差

內部徑向游隙的確定：

示例：

滾針組0–2。滾針組–5–7

公稱尺寸，G2級滾針的基本額定載荷系數，公差范圍0到–7μm組別，公稱尺寸單位為mm

公稱尺寸，G2級滾針的基本額定載荷系數，公差范圍0到–7μm組別，公稱尺寸單位為mm-續表

滿裝滾針組

單列或者雙列內外帶運輸套

VRS

特性

對于滿裝滾針布置，舍弗勒負責提供滾針，客戶根據滿裝滾針布置章節的內容，自主完成軸承的裝配。

對于是滿裝滾針組（單列或雙列），舍弗勒將提供完整的軸承組VRS以供安裝。滾動體采用塑料運輸套保護以防止損壞和遺失。

對于滿裝滾針組，客戶需要提供以下信息：

■設計空間

■基本額定載荷要求

■轉速

■軸承的潤滑方式。

軸承組及其安裝的相關參數會在客戶交貨圖紙上描述。

關于允許轉速，請聯系舍弗勒工程技術服務。注意！

特殊解決方案

應用于行星齒輪箱的標準軸承有著很廣泛的性能特性并能適用于大多數的應用工況。

如果有特殊應用對軸承有更高的要求，舍弗勒可以和客戶一起合作開發特殊的解決方案。舍弗勒工程技術服務會盡快參與到設計過程中。

X-life

許多的應用于行星齒輪箱的軸承都可以提供X-life品質。

表面質量提高承載能力

*生產制造技術的應用可以使滾動體和滾道的接觸面達到一個更好、更勻稱的水平。因此，在相同負載條件下，滾動體和滾道所受的應力會顯著降低。改進的高質量表面可以減小摩擦和降低軸承運行溫度，降低運行的阻力，減小潤滑劑的表面張力。

得益于這種改進，軸承的基本額定動載荷相對于先前的設計有了顯著的提升。從而提高了軸承的基本額定壽命。如果對于原來軸承額定壽命的要求沒有改變，新的軸承配置可以承受更高的載荷。

如果軸承不帶外圈，則行星輪軸承滾道的設計必須遵循特定的要求，無內圈和/或外圈軸承的滾道部分。注意！

保持架設計

保持架有以下功能：

■隔開滾動體以減少摩擦和發熱

■保持滾動體之間相同的間距以確保載荷的均勻分布

■引導非承載區的滾動體。

滾動軸承保持架可以分為沖壓保持架和實體保持架。

鋁合金保持架

如果用鋁合金作為保持架的材料，這種外部引導的保持架的重量可以減輕，圖1。這種保持架適用于中等到高的加速度的應用。

圖1：鋁合金保持架

鋼保持架

鋼保持架適用于高溫且不受合成油和脂的影響，圖2。保持架很小的橫截面有利于潤滑油在軸承內部的流動。

圖2：鋼保持架

用于高加速度的保持架

對于高加速度的應用，比如在輸入級上或者離心機上，需要有特殊的軸承解決方案。

特殊保持架

軸承的適用性在很大程度上受所使用的保持架及其特定的形式和設計的影響。

在的加速度的情況下，滾針保持架組件必須要求帶有外部引導保持架（KZK）或者具有經過優化應力特性的特殊黃銅保持架，圖3。對于這些情況，請聯系舍弗勒工程技術服務。

實體黃銅保持架（特殊保持架）

圖3：適用于高加速度的優化保持架

優化重量的軸承布置

減速箱的設計越來越緊湊，隨著傳遞功率的不斷提升和重量的減輕，對滾動軸承提出了更加苛刻的要求。

非常小截面的軸承套圈

多年來舍弗勒一直作為沖壓成型技術的。該技術可用于高承載能力和剛度的小截面軸承套圈的經濟型生產中，圖4。

生產這種軸承的前提條件是要有足夠多的數量需求。

1：沖壓成型的軸承套圈。2：帶沖承套圈的滿裝滾子軸承

圖4：                                                        沖壓成型的內圈

單邊支承的行星齒輪軸承布置

在行星齒輪銷軸為單邊支承的情況下，銷軸和行星架過渡區域承受彎曲載荷，在某些應用中這種彎曲載荷會很大。

優化的圓角半徑

通過適當的圓角可以顯著的降低這一點斷裂的敏感性。因此，應用于這種工況的軸承的內孔的一側都有一個較大的過渡圓角，圖5。

舍弗勒有大量的這類特殊軸承。

圖5：通過優化圓角半徑降低斷裂敏感度

軸承的軸向定位

還有一種解決軸承軸向定位的特殊方案成功地應用于特定的工況中。

通過L型擋圈定位

軸承滾動體的引導及其在行星齒輪中的軸向定位可以通過采用兩個L型擋圈的方法來實現 （彈性擋圈 BRL），圖1，所示采用兩個止動環和兩個軸向墊圈組合的方式。這樣可以減少組件的數量且更加易于安裝。

對于大批量的需求，通過協議的方式來生產這種L型擋圈將帶來極大的效益。

帶涂層的軸承

標準軸承有著較高的產品性能，較長的使用壽命，并能廣泛適用于大多數的軸承布置。為了提高軸承的使用壽命，各種不同類型的涂層可以應用于特殊的運行工況中。

黑色氧化涂層

黑色氧化涂層是一種高效且經濟的表面涂層方法。這種表面涂層能夠提高軸承的磨合特性，經常被應用于有打滑風險的場合，圖6。

如果行星齒輪傳遞的是低速重載的載荷，黑色氧化涂層顯著的防磨損特性可以提高軸承的使用壽命。

可以通過樣本TPI 186 查詢更多的相關信息。通過使用涂層以達到更高的性能。

1：帶涂層的無外圈圓柱滾子軸承RSL

圖6：                軸承帶黑色氧化涂層以防止擦傷

風力發電機上的偏航和變槳齒輪箱

風力發電機的可轉動機艙的安裝高度可達120m。它幾乎包含了整個電子系統以及傳動系統和發電機。由于槳葉長度可達60m，在強風條件下，發電機將受到巨大的外力作用。

必須想辦法來控制這些力。因此機艙里包含了一些電控的機械部件。這樣可以保證轉子和槳葉能夠根據風力狀況總是處于位置。在條件下，可以通過調整葉片來減小風塔所受的外力。

圖1：機艙調整系統

要求

回轉驅動裝置用于調整渦輪機與風向保持一致被證明是成功的。回轉驅動也叫“偏航驅動"，它的機構非常緊湊同時具有很高的操作安全性，它必須是一個非常堅固耐用的設計，只需要極少的維護。

該驅動是一個4級的行星齒輪箱，這種類型的齒輪箱的特點是所有的行星齒輪副同軸布置以節省結構空間。

第1級行星和第2級行星分別為高速和中速，傳遞較低載荷。輸出端由第3級行星和第4級行星組成，分別在低轉速下傳遞中等和較高的轉矩。

由于傳遞很大的扭矩，位于輸出齒輪軸上的軸承承受了很大的徑向力。

運行參數：

解決方案

輸入軸由一個單列深溝球軸承支承。因為深溝球軸承的摩擦力矩很低，所以它很適合于高轉速的工況。

所有的行星齒輪均由單列或者雙列的滿裝圓柱滾子軸承支承。第1級和第2級由于高速低載采用單列的軸承設計，第3級和第4級由于低速重載采用雙列的軸承設計。軸承滾動體直接在行星齒輪的內孔上運轉。這樣，軸承只需要很小的安裝空間。滾動體滿裝設計可以保證軸承有很高的承載能力。

輸出軸由一個圓柱滾子軸承（軸向自由）和一個調心滾子軸承（定位軸承）支承。其中圓柱滾子軸承采用了更大的滾子設計以達到極大的徑向承載能力。

位于小齒輪一側的調心滾子軸承承受了雙向的軸向載荷和很大的徑向載荷，它同時可以補償軸的變形以及軸承座的不對中。

a=第1級行星，b=第2級行星，a=第3級行星，a=第4級行星

圖2：                                軸承在偏航和變槳齒輪箱中的位置

使用的產品

1：深溝球軸承：6009

2，3：單列滿裝圓柱滾子軸承RSL（特殊設計）

4，5：雙列滿裝圓柱滾子軸承RSL 特殊設計）

6：圓柱滾子軸承：NJ220-E-XL-M1（非定位軸承）

7：調心滾子軸承：23024-E1A-XL-M（定位軸承）

緊湊型液壓驅動單元經常作為履帶式和輪式車輛的牽引驅動。

液壓驅動單元和集成式液壓馬達位于惰輪對面，負責帶動鏈輪或者車輪。集成式多盤制動器可以確保設備能夠安全地制動。

圖片來源 :Bosch Rexroth AG

圖1：                                                             液壓驅動單元

要求

該牽引驅動裝置有一個多級的行星齒輪箱。

第1級行星傳動為高速輕載，第2級行星傳動為低速重載。

各級行星齒輪將力傳遞到齒圈，也就是整個機器的輪轂。

牽引驅動裝置經常長時間運行在惡劣的工況中。盡管如此，它們還是要求有很高的運行安全性和極少的維護。

運行參數：

解決方案

空間局限性是這種牽引驅動面臨的主要考驗之一。因此，所有行星齒輪都是由無外圈的滿裝圓柱滾子軸承來支承。即所有軸承滾動體都是直接在行星齒輪的內孔上運轉。這樣，軸承只需要很小的安裝空間。

滿裝滾子設計可以保證軸承有很高的承載能力。在行星齒輪中，軸承依靠止動環在軸向定位。為了有效的降低行星銷的邊緣應力，在軸承內圈的一側有一個較大的圓角。

一對帶保持架的小游隙角接觸球軸承組成的主軸承可以作為一個牢靠穩定的支承。在極重載條件下，也可以使用預緊的角接觸滾子軸承或者O型布置的圓錐滾子軸承。

無游隙運行可以提高齒部的承載能力并可以確保低噪音、穩定的運行。

a=第1級行星。                                        b=第2級行星

圖2：                                                                                          軸承在牽引驅動中的位置

使用的產品

1：無外圈的單列滿裝圓柱滾子軸承RN（特殊設計）

2：雙列滿裝圓柱滾子軸承RNN帶2個軸向墊圈和1個止動環（特殊設計）

3：帶保持架的雙列小游隙角接觸球軸承備選方案：呈O型布置的兩個302、322系列圓錐滾子軸承

回轉齒輪驅動常用于新一代的履帶式液壓挖掘機中，它位于挖掘機的上半部和下半部結構之間。輸出軸的齒輪與回轉齒圈嚙合，從而帶動挖掘機上半部進行回轉運動?；剞D驅動裝置由一個液壓馬達驅動?；剞D制動機構由一個多盤式制動器控制。

圖片來源 :Liebherr-Werke Biberach GmbH

圖1：                                                                                         回轉齒輪驅動

要求

該回轉驅動為一個多級行星齒輪箱。這種類型的齒輪箱的特點是所有的行星齒輪副同軸布置以達到高度緊湊。

第1級行星傳動為高速輕載，第2級行星傳動為低速重載。

由于傳遞很大的扭矩，位于輸出齒輪軸上的軸承承受了很大的徑向力。

回轉齒輪驅動的日常運行經常處在惡劣的環境下。

因此它要求具有很高的運行安全性和極少的維護需求。

運行參數：

解決方案

所有的行星齒輪均由雙列的滿裝圓柱滾子軸承支承。軸承滾動體直接在行星齒輪的內孔上運轉。這樣，軸承只需要很小的安裝空間。滾動體滿裝設計可以保證軸承所必需具有的很高的承載能力。為了有效的降低行星銷的邊緣應力，在軸承內圈的一側設計有較大的圓角半徑。在行星齒輪中，軸承依靠止動環在軸向定位。

輸出齒輪軸由調整為零游隙且呈O型布置的兩個圓錐滾子軸承支承。O型布置比X型布置有更寬的支承跨距H— 兩個軸承壓力圓錐頂點間的距離。零游隙運轉提高了小齒輪與回轉齒圈嚙合的承載能力。作為半定位軸承，圓錐滾子軸承可以承受單向的軸向力和很高的徑向力。由于需要傳遞很大的扭矩，輸出軸軸承提供了軸向定位并且承受了作用在齒軸上的極大的徑向力。

齒輪軸輸入端軸承同行星齒輪箱一樣采用甩油潤滑。無需進一步的維護。輸出端軸承則采用脂潤滑。

a=第1級行星。b=第2級行星。H=支承跨距。S=壓力圓錐頂點

圖2：                                                        軸承在回轉齒輪驅動中的位置

使用的產品

1，2：無外圈的雙列滿裝圓柱滾子軸承RNN（特殊設計）

3，4：O型布置的302、322系列圓錐滾子軸承

這種帶有正齒輪傳動的行星齒輪箱被廣泛應用于各種工業領域。在軋機應用中，它們不僅是高效的技術組件也是非常經濟的解決方案。

如此經濟的驅動裝置得益于它眾多的可標準化的基礎部件的模塊化設計概念。這些模塊化設計不僅僅是行星傳動和箱體部分，同時也包括輸入和輸出部件。

圖片來源 :Siemens AG

圖1：                                                                          軋機驅動

要求

功率輸出通過一個多級的行星齒輪傳動來完成。較高的制造精度和FEM模擬仿真能夠確保載荷在行星齒輪上得到化的分布。

前置安裝的正齒輪以高轉速傳遞小扭矩載荷。行星齒輪則以低轉速傳遞大扭矩載荷。

運行參數：

解決方案

輸入軸由一個作為定位軸承的調心滾子軸承和一個作為浮動軸承的圓柱滾子軸承支承。高速小扭矩載荷通過一個液壓馬達傳遞到軸上。包含輸入軸和中間軸的正齒輪傳動采用直齒的形式。

第1級的行星齒輪由兩個無外圈的滿裝圓柱滾子軸承RN-2S引導。這種軸承可以提供很高的剛度并且易于安裝。如果對結構的剛度要求不是很高，調心滾子軸承可以作為一種更加經濟的方案。

兩個作為半定位軸承的單列滿裝圓柱滾子軸承SL1830被安裝在第2級行星齒輪內的兩側。這種軸承具有很高的承載能力，如果為了能夠達到可能的承載能力和剛度，雙列圓柱滾子軸承SL1850..2S-BR-C3（按照半定位軸承布置）可以作為另一種解決方案。帶后綴BR 的軸承表面有黑色氧化涂層。這種處理提高了軸承的抗磨損能力。

輸出軸由兩個半定位軸承SL1818支承。

a=輸入軸。b=中間軸。c=第1級行星。d=第2級行星。e=輸出軸

圖2：                                                                                                 軸承在行星齒輪箱中的位置

使用的產品

1：調心滾子軸承 （定位軸承）

2：圓柱滾子軸承 （非定位軸承）

3：圓柱滾子軸承 （半定位軸承）

4，5：滿裝圓柱滾子軸承RN-2S無外圈/4，其他選擇：調心滾子軸承/5

6，7：單列滿裝圓柱滾子軸承SL1830/6，其他選擇：雙列圓柱滾子軸承SL1850-2S/7

8：圓柱滾子軸承SL1818 （半定位軸承）

（詳見附件）