用于真空泵和壓縮機(jī)的軸承解決方案

SKF推出了一款改進(jìn)并擴(kuò)展了Explorer系列的單列角接觸球軸承。該系列產(chǎn)品應(yīng)用于螺桿壓縮機(jī)和泵設(shè)備，包括工業(yè)螺桿真空泵。該軸承有助于提高設(shè)備的比功率，并且使設(shè)備能夠在更高轉(zhuǎn)速和更低摩擦中運(yùn)行，從而提升設(shè)備性能和效率。此外，該系列軸承可全球供貨，具有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和服務(wù)優(yōu)勢(shì)。

壓縮空氣通常被稱為“第四種動(dòng)力源”。對(duì)于多數(shù)制造工廠來(lái)說(shuō)，壓縮機(jī)系統(tǒng)的可靠性和高效性能至關(guān)重要。很多工業(yè)設(shè)備中雙螺桿壓縮機(jī)是常見的壓縮機(jī)類型。除了壓縮空氣，越來(lái)越多的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝中還需要不同程度的真空環(huán)境。真空泵非常類似于空氣壓縮機(jī)，在許多行業(yè)都很常用，包括食品飲料和包裝行業(yè)、光學(xué)、電子和半導(dǎo)體行業(yè)，以及化工、制藥和玻璃行業(yè)。在這些行業(yè)中，真空泵被用于化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積等工業(yè)涂層工藝中。此外，真空泵甚至還被用于重力波探測(cè)等大規(guī)模的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室里。

基于雙螺桿技術(shù)的典型壓縮機(jī)或真空泵

與雙螺桿壓縮機(jī)一樣，螺桿真空泵利用兩個(gè)互相嚙合并旋轉(zhuǎn)方向相反的螺桿軸，將氣體吸入在螺桿之間腔體里，壓縮后被輸送至排氣端；而在進(jìn)氣端，氣體被抽走后，壓力降至設(shè)定的真空水平。支撐螺桿轉(zhuǎn)子的軸承是螺桿真空泵的關(guān)鍵部件：不僅要承受氣體壓力產(chǎn)生的載荷，還要保證轉(zhuǎn)子徑向和軸向的精確定位，這是衡量螺桿機(jī)效率的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。

未來(lái)，壓縮機(jī)和泵市場(chǎng)期望出現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)速、更緊湊的設(shè)計(jì)，以及采用軸向定位更精確，性能更穩(wěn)定的反向支撐軸承。所謂的反向支撐軸承用于承受反向載荷，通過(guò)控制軸承配置的軸向游隙，從而控制兩軸之間及其與機(jī)殼之間的間隙，這種軸承會(huì)受到高速和低載的雙重影響。對(duì)于螺桿真空泵來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速、效率(通過(guò)對(duì)間隙的良好密封來(lái)實(shí)現(xiàn))和發(fā)熱低這三個(gè)特性都至關(guān)重要。

裝有25°角接觸球軸承的螺桿壓縮機(jī)

設(shè)計(jì)改進(jìn)

為滿足上述新的需求，SKF對(duì)軸承設(shè)計(jì)進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，并開發(fā)了全新的產(chǎn)品系列，以確保SKF Explorer單列角接觸軸承能夠滿足當(dāng)前和未來(lái)的性能需求。首項(xiàng)創(chuàng)新成果是一款新型保持架，其幾何形狀得到了顯著改進(jìn)，并采用了新型黃銅材料，能夠減少摩擦，提高運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

此外，SKF標(biāo)準(zhǔn)角接觸球軸承系列增加了25°接觸角的新產(chǎn)品。25°和40°接觸角軸承均采用經(jīng)改進(jìn)的新型保持架。與40°接觸角的軸承相比，25°較小的接觸角使軸承能夠在更高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，同時(shí)作為輕載下的反向支撐軸承也有更出色的性能。此外，25°接觸角軸承比40°接觸角軸承具有更高的徑向承載能力，在主要承受徑向載荷的應(yīng)用場(chǎng)合能夠突顯其優(yōu)勢(shì)，有助于減小設(shè)備尺寸。作為一款標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，25°接觸角軸承還可確保全球供應(yīng)，且交貨時(shí)間短。

25°接觸角軸承系列的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是可與其他25°和40°接觸角軸承實(shí)現(xiàn)通用配對(duì)，這意味著它們可以裝在一起組成成對(duì)配置或三聯(lián)配置，而無(wú)需進(jìn)行任何游隙測(cè)量。

25°接觸角軸承是標(biāo)準(zhǔn)角接觸球軸承系列中的新產(chǎn)品

25°接觸角和40°接觸角軸承的計(jì)算結(jié)果對(duì)比

帶機(jī)加工黃銅保持架的單列角接觸球軸承的極限轉(zhuǎn)速對(duì)比

帶機(jī)加工黃銅保持?的油脂潤(rùn)滑單列角接觸球軸承的軸承溫度對(duì)比

設(shè)計(jì)實(shí)例

一家客戶在驗(yàn)證其新一代螺桿真空泵的設(shè)計(jì)方案時(shí)，向SKF尋求技術(shù)支持。SKF使用3D仿真軟件SimPro對(duì)設(shè)計(jì)方案中的軸承系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析。分析結(jié)果顯示，采用40°角接觸球軸承存在一些性能風(fēng)險(xiǎn)，例如設(shè)計(jì)使用壽命較短、接觸角變化較大和摩擦損失較高等。另外，在極高的轉(zhuǎn)速下，需要考慮作用于鋼球的離心力，在這種情況下，較小的接觸角具有更好的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。

使用SKF仿真工具SimPro對(duì)螺桿真空泵設(shè)備中軸承的非線性動(dòng)態(tài)進(jìn)行了全面的分析

與尺寸相近的螺桿壓縮機(jī)相比，該客戶的真空泵轉(zhuǎn)速更高，而承受的軸向載荷要小一些。分析結(jié)果表明，理想的設(shè)計(jì)方案是采用雙軸承配置，包括25°接觸角、小游隙的新型SKF Explorer軸承。下圖中的計(jì)算結(jié)果清楚表明了不同軸承在計(jì)算壽命和減少功耗方面的性能差異。

Z新改進(jìn)的優(yōu)勢(shì)

Z新改進(jìn)的SKF Explorer單列角接觸球軸承系列能夠?yàn)榭蛻魩?lái)一系列好處：標(biāo)?產(chǎn)品可以現(xiàn)貨供應(yīng)，具有更高的成本效益。在性能方面，25°角接觸球軸承系列能夠以更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行；在輕載條件下作為反向支撐軸承具有更出色的性能；更高的徑向承載能力可以減小設(shè)備尺寸；經(jīng)改進(jìn)的新型機(jī)加工黃銅保持架有助于確保設(shè)備靜音運(yùn)行，降低摩擦損失。新系列包含了三種游隙和三種預(yù)緊等級(jí)選項(xiàng)，可提供極大的設(shè)計(jì)靈活性。此外，40°和25°接觸角軸承能通用配對(duì)，因此物流、庫(kù)存管理和設(shè)備組裝都一目了然。SKF的全球業(yè)務(wù)覆蓋和及時(shí)交貨能力令上述優(yōu)勢(shì)愈加突出。

(來(lái)源：SKF Evolution）