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關鍵詞:  串列推力圓柱滾子軸承滿裝圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承滾輪軸承轉盤軸承行業軸承
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風機齒輪箱軸承常見失效模式及解決方案

[ 發布日期:2017-08-01 點擊:740 來源:洛陽世騰軸承有限公司 【打印此文】 【關閉窗口】]

  風機齒輪箱設計多種多樣,但是基本上都是由行星級和平行級組成。本文以目前比較常見的一種以行星架為輸入,內齒圈固定,太陽輪輸出并傳遞到平行級的設計為例,分析說明常見的軸承失效模式及相應的解決方案。

  行星架軸承

  常見失效模式:

  行星架軸承的選型和應用是和主軸的設計相關的。目前常見的行星架軸承是滿裝滾子的圓柱滾子軸承。如果主軸軸承選用調心滾子軸承,不論是單個調心滾子主軸軸承的3點支承設計還是兩個調心滾子主軸軸承的4點支承設計,由于調心滾子軸承徑向和軸向游隙的存在(如圖1所示)
 

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  當風機在剎車或是其他出現軸向載荷交替變換方向的工況時,主軸及其后面連接的行星架在軸向可能會有竄動。此時如果使用圓柱滾子軸承作為行星架軸承,由于其內外圈在軸向方向上有一定的相對錯位空間,因此來自主軸的軸向竄動會傳遞到行星架的圓柱滾子軸承,而如果竄動量足夠大,則對圓柱滾子軸承會造成沖擊。而且,由于內齒圈和齒輪箱箱體是連成一體的,所以行星輪和行星架一起軸向竄動還會對行星輪造成齒面磨損(如圖2所示)。
 

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  解決方案:

  鐵姆肯公司推薦選用單列圓錐滾子軸承跨裝,通過對圓錐滾子軸承預緊來解決主軸軸向竄動對行星輪的影響。而且預緊的圓錐滾子軸承的承載區得到優化,減少了滾道應力,提高了行星輪系的剛性,并可以承受外部傳遞入齒輪箱行星架端的額外軸向力(如圖3所示)。

 

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  常見的一種行星輪軸承是由一對雙列圓柱滾子軸承組成。在軸承外圈和行星輪內孔之間過盈配合量不足或是由于齒輪變形而使兩者接觸面積減少的情況下,會出現外圈跑圈和磨損。

  對于斜齒行星輪設計而言,由于行星輪與內齒圈和太陽輪同時嚙合的時候受到大小相同、方向相反的軸向力,所產生的傾覆力矩使得外側的兩列滾子承載較大,中間兩列滾子承載較小。四列滾子之間的載荷分布不均勻使得實際使用壽命有一定差別,在相同設計壽命的前提下,外側兩列會提前出現疲勞剝落。

  行星輪軸承

  常見失效模式:

  常見的一種行星輪軸承是由一對雙列圓柱滾子軸承組成。在軸承外圈和行星輪內孔之間過盈配合量不足或是由于齒輪變形而使兩者接觸面積減少的情況下,會出現外圈跑圈和磨損。

  對于斜齒行星輪設計而言,由于行星輪與內齒圈和太陽輪同時嚙合的時候受到大小相同、方向相反的軸向力,所產生的傾覆力矩使得外側的兩列滾子承載較大,中間兩列滾子承載較小。四列滾子之間的載荷分布不均勻使得實際使用壽命有一定差別,在相同設計壽命的前提下,外側兩列會提前出現疲勞剝落。

  解決方案:

  Timken?集成式柔性銷行星輪組件是提高行星級可靠性的方案之一。齒輪和軸承外圈集成于一體,杜絕了外圈跑圈的可能性,同時有更多的內部空間設計更多、更大的滾子來提高承載能力。通過預緊兩列圓錐滾子使其承載區得到優化,降低了應力和滾子打滑的幾率,使載荷更均勻的分布在兩列。柔性銷設計允許行星輪組件在運行中產生柔性的偏移,保證齒面有很高的嚙合率,特別是對多個行星輪的設計,使得各行星輪之間的載荷分布更均勻,而且還可以降低加工和裝配的精度要求。

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