低溫軸承與高溫軸承,極限工況下的王者!

低溫軸承

低溫軸承與高溫軸承,極限工況下的王者!的圖1

PART.1

低溫軸承,并不是與高溫軸承相對應的在高溫環境下穩定運行的軸承,而是指通過特殊材質和結構的設計,降低摩擦系數,從而減少摩擦發熱,使軸承長時間運行中,依然保持低溫。

低溫軸承與高溫軸承,極限工況下的王者!的圖2

PART.2

工作溫度低于-60℃以下的軸承為低溫軸承。主要應用于各類液態體泵,如液化天然氣泵、液氮(氫、氧)泵、丁烷泵、火箭導彈用液體泵、宇宙飛行器等。

低溫軸承運行溫度



軸承運行溫度是世界軸承品牌的重要指標


低溫軸承的運行溫度,體現了軸承加工的 材料工藝 和 加工水平。其衡量主要以運行時軸承外圈與注入冷卻油溫差為指標

運行溫度更低,意味著軸承使用壽命更長、性能更高。世界著名軸承廠家,依靠各自的優勢,力圖在多個領域取得低溫軸承的比較優勢。以Timken調心滾子軸承為例,經過嚴格測試,該公司這類產品的運行溫度低于市場同類產品,約為15.5攝氏度,而其他國際知名品牌都在19攝氏度以上。

低溫軸承產品類別



低溫軸承多為單列深溝球軸承和圓柱滾子軸承


對于低溫下的軸承出現卡死現象,外部因素是溫度的變化內部因素是軸、機架和材料的熱膨脹系數不同。當溫度范圍大時,不同材料的收縮率不同,導致間隙變小卡住。因此,對于工作范圍廣的設備,包括在低溫下使用的設備,有必要計算材料的膨脹系數,同時盡量使用膨脹系數相近的材料,效果會更好。

此外,在結構設計中,盡量避免在軸的兩端各使用一個圓錐滾子軸承的結構。這種結構,兩個軸承之間的距離越長,卡住的可能性就越大。如果軸的一端安裝有一對錐形軸承,則作為軸的定位,軸的軸向運動受到約束,軸的另一端與滾動軸承一起使用,僅限制徑向力,在軸向可以隨著軸向溫度在一定范圍內軸向移動。

低溫軸承材質選擇



低溫軸承軸承鋼選用


低溫軸承常用不銹鋼軸承鋼 9Cr18、9Cr18Mo 制造,也可選用鈹青銅、陶瓷等材料制造;工作溫度極低溫條件下(極限溫度-253℃):工作極限溫度要求在-253℃時,可選用 6Cr14Mo 材料但必須在真空環境中使用。

注:低溫軸承使用中要注意因潤滑不良引起燒傷等,所以要注意選用合適的潤滑劑。

軸承材料及工作溫度一覽表

低溫軸承與高溫軸承,極限工況下的王者!的圖3

高溫軸承的承受溫度值主要是由軸承的材質決定的,

品種與材質不同,

耐高溫能力也不同。


低溫軸承與高溫軸承,極限工況下的王者!的圖4

一、高溫軸承的溫度等級

高溫軸承的溫度等級如下:

(1)、0~600高溫軸承
一般溫度等級分為200、300、400、500、600,常用溫度等級為300和500兩個等級。

(2)、600~800高溫軸承
此種高溫軸承一般分為兩種,全高溫鋼制耐高溫軸承和陶瓷混合高溫軸承。

(3)、800--1200高溫軸承
此類軸承一般以氮化硅陶瓷為原料,替代鋼材難以達到的高溫環境。


高溫軸承的溫度分類如下:

1、普通軸承鋼材耐高溫:150-200℃
(其結構是滿滾動體,使用壽命短,后期維護費用高)

2、高溫合金鋼材:300-500℃
(其結構含保持架,滿滾動體兩種;使用壽命一年以上,推薦)

3、氮化硅陶瓷滾動體:800-1200℃
(其結構滿滾動體,使用壽命長,成本較高) 如果您的使用環境未超過500℃可采取第二種材質。

采取高溫軸承方式要按照實際的應用環境去選擇,列如:環境惡劣 轉速較高 必須采用含有保持架、密封圈、進口高溫油脂。

低溫軸承與高溫軸承,極限工況下的王者!的圖5

二、高溫軸承的結構分類

2.1、常規軸承結構

此類結構高溫軸承因為沒有保持架,增加的滾動體的數量,大大增加了軸承重載低速的特性,使用壽命較長,適用高溫軸承的溫度范圍為0--800。

但是不足的地方是這類高溫軸承的極限轉速較低,一般不超過100r/min,內徑尺寸較大的軸承還會更低一些。滿足此類軸承條件的類別有:深溝球軸承、調心球軸承,單列圓柱滾子軸承和外球面球軸承。

需要注意的是,這里所說的高轉速并不是軸承能達到很高的極限轉速,而是相對“滿裝滾動體高溫軸承”而言,受軸承游隙等因素影響,一般能達到普通軸承70%到80%的國標極限轉速。此類軸承可承受溫度范圍為600以內。

2.2、全陶瓷或混合陶瓷軸承

陶瓷軸承一般可以承受很高的溫度,極限溫度可以達到1200。

但是只有陶瓷保持架、石墨保持架或無保持架的情況下可以達到,混合陶瓷軸承(鋼制內外圈和陶瓷球)的耐溫則較低,如果搭配鋼制保持架只能達到600的極限溫度,但是由于陶瓷球的硬度高,重量輕。

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