產(chǎn)品參數(shù)
新型號	2311
舊型號	2311
品牌	NSK
分類	外球面軸承
內(nèi)徑	55mm
外徑	120mm
厚度	43mm
重量	2.10kg

東莞市西力軸承有限公司
聯(lián)系人：馬生
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SKF 6209-2Z
SKF 6210-2Z 一、特點

（一）接觸密封

考慮到機(jī)床應(yīng)用的高速要求，從目前使用的幾類密封中選擇了接觸面小的低扭矩密封。為了確保密封性能，采用了DDG迷宮密封（表1），其位于密封唇和內(nèi)圈密封槽之間DDG密封在發(fā)動機(jī)附件和相關(guān)的汽車部件軸承中具有優(yōu)良性能。把接觸密封嵌人軸承的兩端，可防止外來物進(jìn)人軸承內(nèi)部。另外的好處是防止?jié)櫥孤?，有助于保持一個潔凈安全的工作環(huán)境。為確保以正確的方向安裝，密封帶有彩色標(biāo)記，這一點證明是防止現(xiàn)場安裝錯誤的有效手段。
佳工機(jī)電網(wǎng)

（二）WPH脂

對于這種軸承，因為多個原因，NSK采用了WPH潤滑脂。WPH脂在汽車水泵軸承中是一種高效的潤滑脂，汽車水泵軸承的性能要求遠(yuǎn)高于機(jī)床應(yīng)用。WPH脂由下列成分構(gòu)成：PAO基礎(chǔ)油（優(yōu)越的氧化穩(wěn)定性）。脲基化合物（作為稠化劑，提供優(yōu)越的抗水和耐熱性能）及確保高性能的其他添加劑。WPH脂的其他特征包括：

1．在惡劣的環(huán)境保持牢度，以防止脂的外溢和冷卻劑的侵人，得到優(yōu)良的潤滑性能，防止軸承剝落；

2．高溫持久性可防止高溫升的條件下脂的退化和軸承卡死；

3．即使在水或冷卻劑進(jìn)人軸承的情況下也具有優(yōu)良的防銹性能。

（三）與 TAC可互換

NSK新型滾珠絲杠支承用密封角接觸推力球軸承與目前的TAC系列軸承具有相同的外形尺寸（內(nèi)徑、外徑和寬度）和額定載荷。客戶可很容易用這種軸承來替代目前所用的軸承，不需對軸和座孔作任何改動。因這種軸承使用的是標(biāo)準(zhǔn)的組合，且內(nèi)外徑的公差更嚴(yán)，客戶可以用這種軸承作出任何的組合。

二、性能

滾珠絲杠用密封角接觸推力球軸承的起動力矩、溫升及防水性能的比較見圖 2、3、4。試驗裝置的示意圖及照片見圖5、6。評估結(jié)果顯示：NSK新開發(fā)的滾珠絲杠用密封角接觸球軸承的性能優(yōu)于目前的油封單元。
佳工機(jī)電網(wǎng)

佳工機(jī)電網(wǎng)

三、應(yīng)用

密封角接觸推力球軸承為在惡劣的環(huán)境下工作的機(jī)床滾珠絲杠支承提供佳的性能，在這樣的環(huán)境下，暴露在切削油和金屬屑中對常規(guī)的支承是一潛在的威脅。

四、總結(jié)

NSK滾珠絲杠密封角接觸推力球軸承有標(biāo)準(zhǔn)尺寸和緊湊尺寸，可以互換，優(yōu)良的支承性能可滿足客戶和終端用戶的要求。由于新材料和新的加工技術(shù)的開發(fā)，滾動軸承的性能和壽命進(jìn)一步提高。

談到滾動軸承這個話題，人們就會想到創(chuàng)新性的技術(shù)。在這個領(lǐng)域，由于在材料和加工技術(shù)方面也在不斷改進(jìn)，有可能研制出具有更好性能的軸承，同時也可能不斷提高軸承壽命。

SKF公司開發(fā)出一系列新技術(shù)，使用這些技術(shù)研制出了創(chuàng)新性的產(chǎn)品。由于制造技術(shù)上的改進(jìn)以及質(zhì)量控制方面的新知識和微觀幾何學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的進(jìn)展，新一代滾動軸承的壽命可以提高3倍。名稱為VC 444 的材料的結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行了增氮處理。用這種材料制造的軸承特別耐腐蝕，因此可以在侵蝕性很強的環(huán)境下使用。此外，這種軸承的韌性很高，這會對其壽命起著積極的影響。

對于黃銅這種制造較大的軸承滾珠保持器的標(biāo)準(zhǔn)材料來說，本來就很少的鉛含量得到了進(jìn)一步的明顯降低，其連帶的作用使軸承保持器的耐磨性得到了提高。在黃銅保持器的成形方面，其幾何形狀得到了優(yōu)化，使得滾珠在凹槽中能更好地導(dǎo)向。由此可以達(dá)到更高的運轉(zhuǎn)精度，并且降低了運行溫度。

聚醚醚酮是黃銅的有力競爭者

SKF公司在尋找具有較高的熱變形穩(wěn)定性的新型塑料的過程中發(fā)現(xiàn)了聚醚醚酮（PEEK），這是一種分晶體的熱塑性塑料，它在一定的尺寸范圍內(nèi)成為實心的黃銅軸承保持器的真正的競爭者。和黃銅保持器相比，PEEK材料的重量較輕，摩擦配合性較好，而且其運行溫度進(jìn)一步降低，這樣，它的應(yīng)用范圍更擴(kuò)大了。

陶瓷也越來越多地用作軸承材料。如果觀察一下陶瓷的性能狀況，就發(fā)現(xiàn)它幾乎可以滿足設(shè)計者的任何愿望。陶瓷具有較高的硬度和彈性模量、較小的密度，因此慣性力較小。它還具有較低的摩擦系數(shù)、很好的耐腐蝕性和耐化學(xué)侵蝕性、很好的電絕緣性和很小的膨脹系數(shù)。使用陶瓷滾動體（混合軸承），再配上PEEK軸承保持器，就可能實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速范圍方面的全新突破。Insocoat（絕緣涂層）軸承和混合軸承是SKF公司解決電侵蝕問題的兩種軸承方案。Insocoat軸承是一種帶電絕緣陶瓷涂層的滾動軸承，將這種涂層選擇性地涂敷到軸承外圈的外殼面和側(cè)面或者孔中，以及涂敷到內(nèi)圈的側(cè)面上。標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱為100μm厚的氧化鋁涂層可以耐受高達(dá)1000V的直流電壓。這時的電阻至少為50MΩ。實驗室的試驗表明，擊穿電壓在300V直流電壓以上。絕緣層用等離子噴涂法涂敷到軸承部件的表面上，通過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理和后處理就產(chǎn)生了高質(zhì)量和高密度的涂層。陶瓷表面的隔離密封保證了它可以在潮濕的環(huán)境下使用。Insocoat 軸承的結(jié)構(gòu)形式有單列的凹槽滾珠軸承和單列的滾柱軸承，有各種常用的尺寸。其他種類和尺寸的軸承可以按照需求提供。混合軸承的軸承圈是用滾動軸承鋼制造的，而滾動體則是用氮化硅制造的，這是一種高強度、低比重的陶瓷材料。在混合軸承上，滾動體可以阻止電流通過軸承。由于和鋼珠相比，陶瓷滾動體的質(zhì)量較小，混合軸承特別適于高轉(zhuǎn)速的應(yīng)用。其他的優(yōu)點還有摩擦較小、彈性模量較高以及熱膨脹系數(shù)較低等。

混合軸承適用于風(fēng)力發(fā)電裝置SKF公司在混合軸承方面目前正在研制在風(fēng)力發(fā)電裝置上使用的X型大型軸承（圖1）。帶有無磨耗涂層的SKF軸承，由于其具有摩擦小和可降低磨損的性能，可以在極端的操作條件下工作，如載荷突然變化、高轉(zhuǎn)速低摩擦或缺乏潤滑的條件等。無磨耗涂層比常用的軸承鋼的硬度要高40%～80％，它具有摩擦小和在200℃的溫度下的熱穩(wěn)定的性能。這種帶涂層的軸承具有較長的壽命，即使?jié)櫥瑒┖苌僖部梢钥煽康毓ぷ?，并且能夠在高度污染的環(huán)境下工作（圖2）。特殊的高科技的應(yīng)用需要具體的解決方法：應(yīng)該取消軸承潤滑劑的使用。SKF公司為此目的專門研制了可以滿足此種需求的材料和涂層的綜合方案（NiP, MoS2）。圖2 帶有無磨耗涂層的軸承，具有摩擦小和可降低磨損的性能，可在極端的操作條件下工作

在圓周上的霍耳（Hall）元件可以提高操作安全性

SKF傳感器軸承裝置是一種將傳感器和軸承功能結(jié)合在一起的機(jī)械電子部件。SKF公司專門為現(xiàn)代化的電氣機(jī)械研制了新一代的傳感器軸承。無接觸的傳感器根據(jù)霍耳(Hall) 原理進(jìn)行操作，由帶有一體化微處理器的傳感器環(huán)、脈沖環(huán)和蓋板組成。

通過在圓周上的霍耳元件的數(shù)目和布置的優(yōu)化，可以保證產(chǎn)生具有高度分辨率的抗干擾的信號以及確保高度的操作安全性。增量輸出信號(sin/cos)的分辨率可以根據(jù)具體的應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以達(dá)到2048 脈沖/轉(zhuǎn)。除了轉(zhuǎn)速之外，傳感器還可以提供關(guān)于旋轉(zhuǎn)方向的信息，還可以選擇性地整合安裝一個溫度傳感器。傳感器軸承可以根據(jù)具體要求進(jìn)行設(shè)計，也可以和標(biāo)準(zhǔn)軸承相結(jié)合轉(zhuǎn)盤軸承是一種能夠同時承受較大的軸向負(fù)荷、徑向負(fù)荷和傾覆力矩等綜合載荷的特殊結(jié)構(gòu)的中大型軸承。

一般情況下，轉(zhuǎn)盤軸承自身帶有安裝孔、潤滑油孔和密封裝置，可以滿足各種不同工況條件下工作的各類主機(jī)的不同需求；另一方面，轉(zhuǎn)盤軸承本身具有結(jié)構(gòu)緊湊、引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)方便、安裝簡便和維護(hù)容易等特點，被廣泛用于起重運輸機(jī)械、冶金機(jī)械、采掘機(jī)械、建筑工程機(jī)械、港口機(jī)械和自動化裝配線等中大型回轉(zhuǎn)裝置上。

SKF 6211-2Z
軸瓦自激振動一般分為半速渦動和油膜振蕩兩個過程。轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速在兩倍轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速以下所發(fā)生的軸瓦自激振動，稱為半速渦動，因為這時自激振動頻率近似為轉(zhuǎn)子工作頻率的一半。這種振動由于沒有與轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速發(fā)生共振，因而振幅一般不大，現(xiàn)場大量機(jī)組實結(jié)果多為40－100μm。轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速高于兩倍臨界轉(zhuǎn)速時所發(fā)生的軸瓦自激振動，稱為油膜振蕩，這時振動頻率與轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速接近，從而發(fā)生共振，所以轉(zhuǎn)子表現(xiàn)為強烈的振蕩。這時轉(zhuǎn)軸和軸承的振幅要比半速渦動大得多，目前已檢測到的軸承大振幅可達(dá)600－700μm。

這時要指出，油膜振蕩是渦動轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速而引起的共振，而不是與轉(zhuǎn)子當(dāng)時的轉(zhuǎn)速發(fā)生共振，因此采用提高轉(zhuǎn)速的辦法是不能避開共振的。

進(jìn)一步研究表明，軸瓦在不同載茶下的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速有較大的差別。圖所示是輕載軸瓦，軸瓦失穩(wěn)（半速渦動）在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速之前就發(fā)生，而且當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到兩倍臨界轉(zhuǎn)速，就發(fā)生了油膜振蕩。圖所示是中載軸瓦，軸瓦失穩(wěn)（半速渦動）在臨界轉(zhuǎn)速之后才發(fā)生，在高于兩倍臨界轉(zhuǎn)速的某一轉(zhuǎn)速下才發(fā)生油膜振蕩。圖所示是重載軸瓦，在油膜振蕩之前沒有發(fā)生半速勸，直到高于兩倍臨界轉(zhuǎn)速較多時才發(fā)生油膜振蕩，而且升速時發(fā)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速總比降速時油膜振蕩消失的轉(zhuǎn)速高，這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩慣性效應(yīng)。


第二節(jié)軸瓦自激振動的機(jī)理

要了解軸瓦內(nèi)油膜如何能維持軸瓦自激振動，就行分析油膜力對軸頸的作用。為了簡化起見，現(xiàn)以圓筒形軸瓦為例加以說明。

考慮一根沒有受任何載荷，完全平衡的理想轉(zhuǎn)軸。在高速轉(zhuǎn)動時，其軸頸中心應(yīng)位于軸承中心一個小位移，則轉(zhuǎn)軸在軸承中的位置在正中心，這時偏離軸承中心的軸頸必然要受油膜彈性恢復(fù)力的作用，這個彈性恢復(fù)力又有迫使軸頸返回原位置的趨勢。但是，由于軸頸的編移，油流所產(chǎn)生的壓力分布發(fā)生了變化。在小間隙的上游側(cè)，被軸頸帶動而高速流動的潤滑油，從大間隙流往大間隙，壓力降低，即油膜壓對軸頸的徑向偏移線是不對稱的，上游側(cè)的壓力比下洲側(cè)的壓力高。這個壓差垂直于徑向偏移線方向，它有迫使轉(zhuǎn)軸沿著垂直于徑向偏移線方向（切線方向）進(jìn)行同向渦動的傾向。當(dāng)這個切向力超過各種阻尼力時，轉(zhuǎn)軸就會脫離平衡位置而產(chǎn)生渦動，渦動方向與轉(zhuǎn)動方向一致。一旦發(fā)生渦動，整個轉(zhuǎn)軸就圍繞平衡位置渦旋，轉(zhuǎn)軸將受到離心力作用。這個因渦動而產(chǎn)生的離心力將加大軸頸在軸瓦內(nèi)的偏移量，從而進(jìn)一步減少這個小間隙，使得上游和下游之間的壓差更大，造成切向力增大。這又進(jìn)一步推動軸頸渦動，周而復(fù)始，愈演愈烈形成自激。

很明顯，軸承內(nèi)的油膜和一般的機(jī)械彈簧不一樣，當(dāng)油膜在外界一個偶然的擾動下變形時，它除了產(chǎn)生一個沿著變形方向的彈性恢復(fù)力外，還將產(chǎn)生一個垂直變形方向的切向分力。這個切向分力就是破壞軸頸在軸承內(nèi)的穩(wěn)定性，引起渦動的根源，一般稱這個切向分力為失穩(wěn)分力。

上述分析的是平衡的無載荷軸的理想情況。對于實際的汽輪發(fā)電機(jī)組的軸承來講，總是有載荷的，因而軸頸不會處在軸承中心，轉(zhuǎn)子也不會平衡，所以軸頸中心不可能靜止地停留在一點上，但是，油膜具有產(chǎn)生一垂直于變形方向的切向失穩(wěn)分力的本質(zhì)沒有變。所以，對于軸頸在外界偶然擾動下所發(fā)生的任一偏移，軸承油膜除了產(chǎn)生沿偏移方向的彈性恢復(fù)力保持和外界載荷平衡外，仍然要產(chǎn)生一個垂直于偏移方向的

第三節(jié)軸瓦自激振動的原因

在早先的振動原因診斷中，當(dāng)做出振動原因是軸瓦自激振動診斷之后，診斷就此結(jié)束。消除振動措施幾乎都是從增加軸瓦穩(wěn)定性著手。這樣做一般都是有效的，但是對于有些機(jī)組，特別是在同型機(jī)組中，有些有效，有些則無效，這就引起了人們的注意，從而著手研究軸與自激振動的原因。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，增加軸瓦穩(wěn)定性未能消除軸瓦自激振動的主要原因是由于軸頸在軸瓦內(nèi)存在著較大的擾動。這與普通強迫振動中軸承座動剛度和擾動力的關(guān)系一樣，當(dāng)擾動力較大時，只采取增加軸承座動剛度措施，效果不會顯著。所以軸瓦自激振動總的來有軸頸擾動過大和軸瓦穩(wěn)定性差兩個原因。

3.1 軸頸擾動過大

這時所說的軸頸擾動過大，不是指轉(zhuǎn)子暫態(tài)瞬間產(chǎn)生的擾動，而是指穩(wěn)定的擾動，進(jìn)一步說是指軸頸與軸瓦之間的相對振動。簡稱轉(zhuǎn)軸振動。

從許多機(jī)組觀察到，轉(zhuǎn)軸振動過大確實是引起軸瓦自激振動的重要原因之一。一些機(jī)組實測結(jié)果表明，在一般圓筒形、橢圓形和三油楔軸瓦上，當(dāng)轉(zhuǎn)軸振動超過軸瓦正常頂隙的1/2時，很容易引起軸瓦自激振動。引起轉(zhuǎn)軸振動過大的原因有：

1.轉(zhuǎn)子熱彎曲

運行的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲是較為常見的一種振動故障。當(dāng)機(jī)組有功負(fù)荷時，突然發(fā)生軸瓦自激振動，而且與機(jī)組有功負(fù)荷或勵磁電流有著一定的對應(yīng)關(guān)系（再現(xiàn)性不好），這種現(xiàn)象大部分是由于轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲所致。

轉(zhuǎn)子在運行狀態(tài)下會因種種原因發(fā)生熱彎曲，當(dāng)轉(zhuǎn)子熱彎曲軸向?qū)ΨQ時，在工作轉(zhuǎn)速下對軸承振動的影響很小。當(dāng)然，實際轉(zhuǎn)子的熱彎曲大部分不是完全軸向?qū)ΨQ的，因此在工作轉(zhuǎn)速下測量軸承振動與有功負(fù)荷或勵磁電流的關(guān)系，也能發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子是否存在熱彎曲。不論是軸向?qū)ΨQ還是不對稱的轉(zhuǎn)子熱彎曲，都會使轉(zhuǎn)軸振動明顯增大，

在這種情況下，若不降低轉(zhuǎn)軸振動，而只從增加軸瓦穩(wěn)定性著手消除軸瓦自激振動，雖然短時間內(nèi)會有效，但運行一段時間（幾周或1－2個月）之后，會引起軸瓦烏金碾軋或龜裂，所以有些機(jī)組的軸瓦雖經(jīng)多次修理，但軸瓦自激振動卻一直不能獲得根治。

這種故障只要通過測量轉(zhuǎn)軸振動即能查明；若無條件測量轉(zhuǎn)軸振動，則通過對振動與有功負(fù)荷、勵磁電流關(guān)系的分析，也能診斷出轉(zhuǎn)子是否熱彎曲，具體診斷方法見本章第八節(jié)。

2.轉(zhuǎn)子彎曲

轉(zhuǎn)子彎曲與熱彎曲一樣，除了產(chǎn)生質(zhì)量不平衡外，還會引起轉(zhuǎn)軸過大軸仍然存在較大振動。彎曲轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起過大振動，通過轉(zhuǎn)子平衡可以獲得改善，但是轉(zhuǎn)軸仍然存在較大振動。

這種故障通過在靜態(tài)下測量轉(zhuǎn)子彎曲值，或在盤車轉(zhuǎn)速下采用大軸彎曲指示器測量轉(zhuǎn)軸晃擺值即能查明。

3.軸承座動剛度過大

從減少軸瓦振動角度來看，希望承座動剛度愈大愈好，但是這會

SKF 6212/C3
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