滾針軸承
滾針軸承(又稱針狀軸承)是滾動體為細長的針形滾子的旋轉用軸承,相較於滾珠軸承具有較小的截面積與體積,卻有更高的荷重能力,故在空間受限的構件中滾針軸承別具優勢,因此特別適用於徑向空間受限制的場合
滾針軸承因具有低斷面高度之高精密滾子軸承,與其它型式的軸承比較,滾針軸承的厚度較寬,外徑與體積較小,能承受高負荷,因此十分有利機械小型,輕量化,精密化,在相同的摩擦力下,因迴轉半徑小故而回轉扭力低,因此提昇了機械效率。
由於滾針軸承的應用面極為廣泛,在設計上更是具有多樣化的類型與型號,一般滾針軸承主要分為沖壓外圈滾針軸承、單向沖壓外圈滾針離合器軸承、實體套圈滾針軸承、推力滾針軸承、保持架組合軸承、螺栓滾輪軸、直線軸承等,也因為種類的多樣化,滾針軸承可以廣泛應用在汽車、摩托車、印刷機械、工業機器人和建築設備等行業領域。
沖壓外圈滾針軸承是滾針軸承的其中一類,由薄壁沖壓外圈、保持架和成組滾針所組成的,一般使用薄鋼板精密沖壓而成形的,剖面高度極小,且具有較大負荷容量,因此適用於要求經濟性的批量產品。
沖壓外圈滾針軸承的外圈與軸承皆採用靜配合,不需要軸向固定裝置。即使在高轉速承載負荷的條件下,也能充分保持軸承原有的功能,不會輕易的損壞,也因為儲脂容積大的關係,沖壓外圈滾針軸承可以長期不加入潤滑脂。
密封的沖壓外圈滾針軸承帶有密封唇密封,在一般條件下,可保護軸成免於雜物侵入和防止潤滑脂的洩漏。
單向沖壓外圈滾針離合器軸承由薄壁沖壓外圈和塑料保持架組合。沖壓外圈是由合金鋼製作的,內徑面上則具有夾緊滾針的斜面,因為徑向斷面薄,所以單向沖壓外圈滾針離合器的慣性力矩很小,它的每個滾針都有單獨的彈簧支持,所以允許較高的轉換頻率及轉換精度。
單向沖壓外圈滾針離合器軸承經過特殊熱處理後,可以大量的提高它的耐磨性及承載能力。在塑料保持架上裝有金屬彈簧,塑料保持架能讓滾針保持正常運作,滾針則用來鎖緊各種元件。
通過在單向沖壓外圈滾針離合器軸承兩側安裝具有相同直徑的沖壓外圈滾針軸承可以獲得更好的支承剛性及更精確的回轉性能
單向沖壓外圈滾針離合器軸承和軸承組件HFL、HFLZ系列有兩個合為一體的支承軸承,可作為特別節省空間的支承。支承軸承是滾針和塑料保持架組件,裝在單向沖壓外圈滾針離合器軸承的兩側並承受徑向負荷。
實體套圈滾針軸承是一種斷面高度小承載能力高的軸承。由於外圈硬度高,即使是輕合金軸承座,也可以應用自如。這種軸承可提供公制及英制兩個系列的產品,每個系列都有保持架、滿針型及密封型三種結構。此外實體套圈滾針軸承又分成帶內圈或不帶內圈兩種,不帶內圈的是以心軸作為滾道面,使體積變得更小。
實體套圈滾針軸承結構緊湊,徑向尺寸小,能承受較大的徑向負荷。除滿裝滾針軸承外,其他均採用高剛性保持架,能夠正確地引導滾針平行於軸線。軸的加工精確將提高整個軸承的圍轉精度。一般情況下,在安裝實體套圈滾針軸承時都用緊配合,以便薄壁套圈可以得到較好的支承。負荷越大,所選取的配合也應越大,尤其是需要考慮存在沖擊載荷時,另外還需要考慮配合材料及溫差。
實體套圈滾針軸承和其他的滾針軸承像是沖壓外圈滾針軸承、推力滾針軸承、保持架組合軸承皆適用於空間小和承載能力大的應用,能廣泛的使用在汽車相關零件及工程機械的變速傳動系統、轉向系統、摩托車發動機連杆等處。
推力滾針軸承是在一套滾道墊圈間配置定型保持架的滾針軸承,裝有保持架,能可靠地引導滾針並固定大量滾動體,同一組件中的滾動體則僅有極其微小的差異。推力滾針軸承僅能支撐一個方向軸向負荷的軸承,可作為鋼性良好且軸向佔有空間最小的軸承配置。
在相鄰部件的部件中,推力滾針軸承可作為滾針和保持架推力組件的滾道,軸承配置極其緊湊。在一個組件中,滾針的直徑偏差非常小,使得推力滾針軸承能夠承受更大的軸向載荷和沖擊載荷,將滾針的兩端輕微收縮,可以改變滾道和滾針之間的線接觸,可以防止應力峰值,並且延長推力滾針軸承的使用壽命。
若推力滾針軸承的安裝面經過熱處理和磨削精工,就能替代為軌道面使用,除去軌道輪的空間,推力滾針軸承能更加小型化及密實,適用於承載大的推力負荷、高衝擊載荷和高速運轉的工業應用,和圓錐形滾子軸承及其他的滾珠軸承,像是深溝滾珠軸承、薄壁滾珠軸承和微型滾珠軸承的差別為滾動體形狀之不同。
KT保持架組合軸承是一種具有高負荷能力和高剛性設計的獨立軸承。特別適用於軸和座孔可直接作為滾道或是徑向尺寸受限制的部件中。經由保持架精確地引導和保持每個滾針,使得保持架組合軸承的高速運動性能更加卓越。
保持架組合軸承在載荷複雜且高速旋轉的工作狀態下,要承受很大的離心力、衝擊和震動,保持架組合軸承和滾動體之間存在較大的滑動摩擦,並產生大量的熱能,在力和熱共同作用的狀況下,會導致保持架組合軸承故障,更會造成保持架組合軸承燒傷和斷裂,因此保持架組合軸承需要具備良好的導熱性、耐磨性、彈性、鋼度和加工工藝性能,較小的摩擦係數和密度,適當的強度和韌性的配合,及滾動體接近的膨脹係數。
保持架組合軸承分單列和雙列兩種系列,主要作用為使滾動體之間保持適當的距離,減少滾動體相互接觸產生之摩擦,並使滾動體均勻分布,從而讓載荷能夠均勻分布,在無載荷區引導滾動體,以改善軸承中滾動條件,防止出現有損壞性滑動。
螺栓滾輪軸一般為滿裝滾子結構,螺栓軸滾道部位經過淬火,為避免應力集中,滾輪的厚壁外圈外表面為弧形。外圈有兩個整體擋邊,軸向由滾子引導。螺栓軸頭部和壓裝的側擋圈通過滾子為外圈提供軸向支承。
螺栓滾輪軸適合較重的徑向負荷,由於外圈是由滾子來軸向引導,該軸承也能承受較重的軸向負荷,允許相對高速的運行。但是由於是滿裝滾子,需要經常補充潤滑脂,可以通過芯軸兩端以及芯軸體上的孔來加注潤滑劑。
螺栓滾輪軸與直線軸承具有高剛性和高精度,摩擦係數低,適於高轉速,而滿滾子型凸輪從動軸承則適於應用在低轉速或搖動運動下荷重負載。被廣泛用於機床、產業用機械手、電子元器件裝置以及 OA 設備等。摩擦係數低,適於高轉速,而滿滾子型凸輪從動軸承則適於應用在低轉速或搖動運動下荷重負載。
直線軸承透過直線運動系統,由鋼珠之轉動運動的直線運動機構。由於承載球與軸承外套點接觸,鋼球以最小的摩擦阻力滾動,因此直線軸承具有摩擦小,且比較穩定,承載重度負荷時仍維持高度精度、低噪音與高剛性的性能。在圓筒形狀的外筒中套入保持器及鋼珠,在兩側端部以止動扣環將保持器固定於外筒上,保持器上的導引迴路使鋼珠能夠順暢地循環滾動,以獲得圓滑且順暢的直線運動。
直線軸承將空間有效運用的簡潔機構、配合圓軸心使用,所以能夠有效地運用空間,適合作簡潔的機構設計。能依不同的環境作選擇直線軸承。線性直線軸承是由鋼珠之轉動運動的直線移動元件、構造簡易即擁有低摩擦的直線運動,多應用於半導體製造、食品機械設備、精密機床等之直線運動機構。