傳動軸承

傳動軸承由偏心機構、內齒圈和位於二者間的傳動圈構成，選材為中碳調質剛。它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦係數，並保證其迴轉精度。

基本介紹

• 中文名：傳動軸承
• 組成：偏心機構、內齒圈
• 原料：中碳調質剛
• 適用範圍：機械
• 功能：支撐作用，傳遞動能

傳動軸承的基本概念

在港口各種大型起重設備中，大到上千噸的支撐結構、小到直徑幾厘米的關節鉸點，這些都需要不同種類的軸承的套用。各種軸承類型因其設計而獨具特性。每一種軸承型式皆是根據特定的軸承套用要求而設計，不正確的替換可能會導致使用壽命的縮短及影響到機器設備的正常功能。所以，根據設備使用的不同環境及各種工況選擇適當的軸承是十分重要的。同時，軸承的安裝、拆卸，潤滑及保養等方法也是值得注意的。隨著當今各港口貨運吞吐量的高速增長，港口設備的大型化、技術的高新化已成為普遍趨勢。

傳動軸承分類

按運動元件摩擦性質的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。其中滾動軸承已經標準化、系列化，但與滑動軸承相比它的徑向尺寸、振動和噪聲較大，價格也較高。

滾動軸承一般由外圈、內圈、滾動體和保持架四部分組成。按滾動體的形狀，滾動軸承分為球軸承和滾子軸承兩大類。

傳動軸承作用

究其作用來講應該是支撐，即字面解釋用來承軸的，但這只是其作用的一部分，支撐其實質就是能夠承擔徑向載荷。也可以理解為它是用來固定軸的。軸承快易優自動化選型有收錄。就是固定軸使其只能實現轉動，而控制其軸向和徑向的移動。電機沒有軸承的話根本就不能工作。因為軸可能向任何方向運動，而電機工作時要求軸只能作轉動。

從理論上來講不可能實現傳動的作用，不僅如此，軸承還會影響傳動，為了降低這個影響在高速軸的軸承上必須實現良好的潤滑，有的軸承本身已經有潤滑，叫做預潤滑軸承，而大多數的軸承必須有潤滑油，負責在高速運轉時，由於摩擦不僅會增加能耗，更可怕的是很容易損壞軸承。把滑動摩擦轉變為滾動摩擦的說法是片面的，因為有滑動軸承的存在。

傳動軸承的結構

變速 動軸承由一組異形軸承、一 對內齒圈、一對傳動圈及推桿、滾柱、雙偏心套、標準滾動軸承等 組 成， 其中異形軸承由外圈、中圈、內圈組成。三圈可同軸作相對轉動。內齒圈與異形軸承 圈傳動圈與異形軸 承的中圈均用鉚釘固 聯。雙偏心套與內圈配合連線。兩端裝有滾柱的推桿，置於傳 圈的徑嚮導槽內。

傳動軸：由於傳動受力複雜，在長期使用過程中允許的形變很少，強度大，所以一般選材為中碳調質剛（45Cr）

一般的工序是：粗車——熱處理（去應力，四把火）——精車——熱處理（淬火，如果有硬度要求，沒有可以省去）——粗磨——車螺紋（如果沒有螺紋，可省去）——銑鍵槽（如沒有鍵槽，可省去）——精磨。

傳動軸承的工作原理

變速傳動軸承集普通滾動軸承的支承功能和實現變速傳動功能於一體。其工作原理是：

當異形軸承的外圈固定時(亦即內齒圈固定)，轉動雙偏心套1，則標準軸承使推桿在中圈的徑嚮導槽內往復滾動，包容在推桿端部的滾柱。由於推桿的往復滑動，與內齒圈的齒廊曲面接觸而作滾動運動。同時，又受到齒圈接觸面的約束，而使推桿在導槽內作往復滑動的同時帶動傳動圈(即中圈)作減速轉動，即實現了定傳動比的減速運動。若內齒圈的齒數為z,則傳動比i=z十1。傳動圈(中圈)上的通孔是用於安裝輸出動力的裝置。目前有6種安裝變速軸承的方式，因而得到6種不同的傳動比。

傳動軸承的特點

受力特點

變速傳動軸承在承載時,其傳動桿、滾柱、內齒圈等受到的均為壓力，而不是剪下力。因此，變速傳動軸承承載能力大，使用壽命長。

潤滑特點

變速傳動軸承的傳動件滾柱與內齒圈在嚙合過程中，其接觸是由齒腹部向齒尖移動，且嚙合過程是滑動和滾動兩種運動的組契約時發生，這樣有利於獲得和保持潤滑油膜。這不僅可減少機械運動的磨損，提高效率，也有利於延長機械使用壽命。另外，在承載過程中，除重量很輕的雙偏心套和標準軸承作高速轉動外，傳動圈作低速轉動，傳動推桿的往復運動速度也很低(0.25m/min以下)，所以，採用油浴潤滑即可。

承載特點

在承載時,變速轉動軸承的滾柱與內齒圈瞬時接觸數達7~8個，載荷分布在這些工作面上，雖然分布不均勻，但因參加承載的傳動件多，故每個傳動件載荷較小，所以,變速傳動軸承與其它傳動方式相比較，具有較強的承載能力和過載能力。

磨損特點

變速傳動軸承在滿載試驗運行2000小時後，齒圈磨損0.02mm，傳動桿磨損0.01--0.02mm，滾柱磨損0.03~0.05mm,且出現棱圓；溫度升局3~4℃，使用正常。試驗結果表明，其易損件為滾柱(滾柱是標準滾柱軸承的滾柱，購買方便，價格便宜)。另外，內齒圈的允許磨損值達0..26mm，不影響性能，所以內齒圈的使用壽命較長。綜上所述，變速傳動軸承具有維修方便，使用壽命長等特點。

套用的特點

變速傳動軸承象普通軸承那樣可直接裝入機械產品中，省略了體積大且笨重的減速機，機械產品整機結構簡單化，體積和重量都大幅度減少。.目前,變速傳動軸承的外徑有8種規格，且功率相同，不同傳動比變速軸承的裝配尺寸完全相同，這樣機械產品只更換不同傳動比的變速傳動軸承，就可以改變性能參數，使機械產品的專用性與性能的可調性獲得統一。而且，用變速傳動軸承裝成的推桿減速機其外部安裝尺寸與擺線針輪減速器的外部安裝尺寸相同。

性能特點

1. 傳動效率高，在90%以上；
   
2. 傳動比大，單級傳動比系列i=6~70,可以兩級或多級串聯使用，最大傳動比不受限制；
   
3. 傳動功率範圍廣，傳動功率系列N=0.1~110kWV；
   
4. 傳動平穩，噪音小，使用壽命長，抗過載能力強；
   
5. 結構緊湊、體積小、重量輕、輸入和輸出軸在同一軸線上,與各類機械配套適應性強。
   

傳動比分析

變速傳動軸承由兩個推桿傳動機構和一個異型軸承組成,影響其傳動比的是其中的傳動機構。傳動機構主要有三大部件：內齒圈，傳動圈，偏心輪。偏心輪的齒數為Z3，因為偏心輪是單激波器，故Z3= 1。內齒圈的齒數為Z1，傳動圈上的活齒數為Z2。通過改變Z1與Z2的齒數，可獲得不同的輸出轉向和傳動比。根據運動學中的相對運動不變性原理，採用“反轉法”來分析當改變Z1與Z2的齒數時，傳動機構的傳動比和輸出軸的轉向。設內齒圈的角速度為ω1，傳動圈的角速度為ω2，偏心輪的角速度為ω3。假想給整個活齒傳動施加一個與偏心輪大小相等、方向相反的附加角速度-ω3，則內齒圈相對於偏心輪的角速度為ω1-ω3，傳動圈相對於偏心輪的角速度為ω2-ω3，二者之比為：(ω2-ω3)/(ω2-ω3)。

傳動軸承的套用

傳動軸承在港口大型起重設備中套用最為廣泛。例如，上海振華港機公司生產的岸邊貨櫃起重機的滑輪多數都採用422XX系列的圓柱滾子軸承。貨物的起吊都是通過鋼絲繩受力進行動作的。鋼絲繩必須通過滑輪進行力的變向與分配，而軸承正是承載滑輪運行的主要部件。起升機構的滑輪軸承主要是承受徑向、重負荷，用於高轉速。422XX系列的軸承為內圈單擋邊圓柱滾子軸承，其擋邊結合滾子的特殊設計和表面處理，能產生良好的潤滑效果和減少摩擦，其中一個帶擋邊的套圈是與滾子和保持架組件連在一起的，可與另一個套圈分離，可以在一個方向作軸向定位，因此也便於安裝和拆卸。此類軸承可以允許因熱膨脹造成軸與軸承座之間有一定的軸向位移。由於軸向位移是在軸承內發生，而不是產生在內圈與軸或外圈與軸承座之間，因此當軸承在轉動時，摩擦並無明顯增加，可有效降低軸承的運行溫度，適合像起升機構類似的高速動作。值得注意的是，在一些較早生產的港口起重設備的配置中，其滑輪並無端蓋的設定，這就使污染物、濕氣等極易進入軸承內部，影響軸承的使用壽命。所有遇到這種情況時，可以選擇帶有密封圈或防塵蓋的軸承。

港口大型起重設備的小車機構是非常重要的一個運行機構，其相關軸承的套用也十分關鍵。用於小車機構的軸承主要是布置在小車的車輪裝配中。例如，上海振華港機公司生產的龍門式起重機小車車輪裝配一般都採用223XX系列的調心滾子軸承。由於此類調心滾子軸承是內圈有雙列滾道，外圈滾道設計為球面滾道，滾子為鼓形的軸承，外圈滾道面中心與軸承中心一致，因此具有自動調心性能，且能承受軸與軸承座之間的角度誤差。即使由於在軸與軸承座之間有安裝誤差或軸有撓曲，使內外圈產生傾斜的場合下亦能正常使用。

軸承的保養

軸承損壞的原因很多：超出原先預計的負載、非有效的密封、過緊的配合所導致的過小軸承間隙等。大體來說，有三分之一的軸承損壞源於疲勞損壞，三分之一是由於潤滑不良，三分之一是由於污染物進入軸承或安裝處理不當。疲勞是負載表面下剪應力周期性出現所形成的結果。經過一段時間後，這些剪應力便引發微小的裂紋，然後漸漸地延伸至表面。當滾動件經過這些裂紋後，便有裂塊脫落，形成所謂的剝皮現象。隨著應力的增加及裂塊的增多，導致剝皮面積的蔓延。這種破壞形式的過程通常會持續很長一段時間，其明顯可見的階段是在噪音及振動增加的時候。因此，在軸承完全破壞前，它提供使用者足夠的時間發現它並進行更換。對於港口大型起重設備，如岸邊貨櫃起重機、龍門式起重機，其主起升機構、小車機構的軸承更換周期一般為25000h，門座式起重機大車機構、變幅機構的軸承更換周期一般在6300~10000h。其具體更換時間取決於軸承實際的使用情況與保養狀態。

軸心的歪斜會導致機器各部位出現故障，特別對於港口大型起重設備，其各機構的基本原理都是由電動機輸入給減速箱增大扭矩再輸出給各傳動件。所以在運行機構各部件的排裝中，中心線的調整尤為重要，正確的對心工作是預防保養工作中非常重要的一環。基本的不對心型式有兩種，一種為平行式，一種為角度式。然而實際的情況通常是這兩種型式的組合。歪斜的軸心會產生一彎矩。此彎矩會在驅動單元與被驅動單元內的軸承產生反作用力。由於不對心所增加的約20%負荷將降低軸承壽命的50%。另外一種後果即是油封的磨耗，隨而導致污染物進入軸承或漏油，帶來軸承的損壞危機。因此，正確的對心工作可改善軸承與油封的使用壽命。對於高能耗的港口大型起重設備而言，可減少振動、噪音及能源的消耗。中心線的調整常運用千分表等工具。對於港口大型起重設備的電機、減速箱等傳動件的排裝，一般將端面跳動量控制在0.1mm以內，徑向跳動量控制在0.05mm以內。