型号 | X-life | 质量m ≈kg |
尺寸 mm | |
d | D | |||
22218-E1-K | XL | 3.35 | 90 | 160 | 22218-E1 | XL | 3.43 | 90 | 160 |
23218-E1-K-TVPB | XL | 4.08 | 90 | 160 | 23218-E1-TVPB | XL | 4.27 | 90 | 160 |
23218-E1A-K-M | XL | 4.34 | 90 | 160 | 21318-E1-K | XL | 6.26 | 90 | 190 |
21318-E1 | XL | 6.26 | 90 | 190 | 22318-E1-K | XL | 8.33 | 90 | 190 |
22318-E1-K-T41A | XL | 8.33 | 90 | 190 | 22318-E1 | XL | 8.51 | 90 | 190 |
22318-E1-T41D | XL | 8.51 | 90 | 190 |
冲压外圈滚针离合器是单向离合器,包括内壁上有一系列斜坡的薄壁冲压外圈、尼龙保持架、弹簧和滚针。它们能传递单向大扭矩而且径向特别紧凑。离合器分为带轴承和不带轴承两种。
冲压外圈滚针离合器具有非常高转换精度,这得益于每个滚针带有独立的簧片,从而保证轴,滚针和斜坡之间的持续接触。由于其夹紧的滚针质量轻且惯性力矩小,因此允许高的转换频率。
它们同时具有小的超越摩擦力矩。
冲压外圈滚针离合器能在各种场合下使用,比如定位离合器,逆止离合器和超越离合器。在这些应用中,冲压外圈滚针离合器有空转或锁紧功能。
不带轴承的冲压外圈滚针离合器
滚针离合器HF不带轴承而且只能传递力矩。
冲压外圈滚针离合器HF具有钢质弹簧,而滚针离合器HF..KF采用塑料压力簧片。
使用不含轴承的冲压外圈滚针离合器时,必须通过另外的滚动轴承来保证轴线的对中,否则需使用带轴承的冲压外圈滚针离合器。
带滚花
外径带滚花的冲压外圈滚针离合器具有后缀R,适用于塑料轴承座。
冲压外圈的外表面沿轴向全部或部分加工有滚花。
带轴承的冲压外圈滚针离合器
滚针离合器HFL集成滑动或滚动轴承,因此能承受扭矩以及径向力。
冲压外圈滚针离合器HFL具有钢质弹簧,滚针离合器HFL..KF采用塑料簧片。
带滚花
外表面带滚花的冲压外圈滚针离合器具有后缀R,并且适用于塑料轴承座。
冲压外圈的外表面沿轴向全部或部分加工有滚花。
密封
冲压外圈滚针离合器为两端开式。
润滑
冲压外圈滚针离合器采用锂基润滑脂GA26。
在许多应用场合下,初填的润滑脂足够满足轴承的使用寿命。
对于油润滑的场合,可提供不含润滑脂的滚针离合器。这些滚针离合器涂有防锈剂。关于润滑的更多信息:请见第799页。
工作温度
受润滑脂的限制,冲压外圈滚针离合器适合的工作温度为–10℃到+70℃。
后缀
现有设计的后缀:请见下表。
现有设计的后缀
后缀 |
说明 |
设计 |
- |
钢制弹簧 |
标准设计 |
KF |
塑料制弹簧 |
|
R |
外径带滚花 |
|
RR |
冲压外圈滚针离合器带Corrotect®防腐镀层 |
特殊设计, |
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|
协议供货 |
设计与安全指南
如果冲压外圈滚针离合器的故障能引起人身伤害,则禁止使用该产品。
对于新的应用,特别是出现极端情况的场合,应首先进行测试。
只有保证轴承和轴的同心度,才能确保轴承功能的完整性。
极限载荷
带滑动轴承的冲压外圈滚针离合器,其实际速度n和径向载荷Fr的乘积不得超过表中的极限载荷(Fr·n)max。
运转极限由表中的极限速度和许可的径向载荷决定。
转换频率和转换精度
为了不使滚针离合器过载,必须考虑整个系统的惯性。转换精度决定于每个滚针承受的独立簧片载荷,以保证在轴、滚针和斜坡锁紧面之间有持续的接触。
转换精度取决于转换频率、润滑、配合公差、周边结构、相邻部件的弹性变形以及驱动方式(通过轴或轴承座)。最优精度可通过轴驱动获得。
传递力矩
力矩传递要求刚性轴承座。因此传递的力矩与轴和轴承座的材料、轴的硬度、轴承座的壁厚以及轴和轴承座的公差有关。
计算力矩时,必须考虑最大驱动力矩和加速时的质量惯性矩。
摩擦力矩和摩擦能耗
摩擦力矩曲线如图1所示。
空转时的摩擦能耗取决于是轴在转动还是外圈在转动,如图2所示。
外圈旋转
如果外圈旋转,摩擦能耗会先随着速度增加而增加,但由于滚针的离心力,它又会逐渐减小到0。在此速度下,滚针和轴之间不再有摩擦接触。由于离心力的增加,滚针与轴脱离。
MR=空转时的摩擦力矩 d=轴径 图1 空转时的摩擦力矩–轴径曲线 |
|
n=转速 NR=空转时的摩擦力矩 nGA=外圈旋转时的极限速度 nGW=轴旋转时的极限速度 图2 空转时的摩擦力–速度曲线 |
|
转速
在尺寸表里的极限速度nGW和nGA,对油和脂润滑均有效。
极限速度nGW对轴旋转适用,而nGA对外圈旋转适用。
轴承座设计
轴承座孔设计
定位孔的精度根本上决定了冲压外圈的几何精度和离合器的功能。
轴承座孔倒角必须加工到15°。孔的公差应和尺寸表中一致而且表面粗糙度应为Ra0.8。
金属轴承座孔的圆柱度应在公差等级IT5/2。
轴承座孔的公差
系列 |
簧片 |
孔径 |
||
|
|
轴承座材料 |
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|
|
钢 |
轻金属 |
塑料, |
|
|
铸铁 |
|
最大孔径2) |
HF、HFL |
钢 |
N6(N7)1) |
R6(R7)1) |
- |
HF..-KF、HFL..-KF |
塑料 |
N7 |
R7 |
- |
HF..-R、HFL..-R |
钢 |
- |
- |
D-0.05 |
HF..-KF-R、HFL..-KF-R |
塑料 |
- |
- |
D-0.05 |
HFL0606-KF-R、HFL0806-KF-R |
塑料 |
- |
- |
D-0.05 |
|
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1)用括号内数值的条件:实际转矩不超过50%的许可力矩Md(请见尺寸表)。 |
||||
2)推荐值取决于所使用的塑料件。外径D:请见尺寸表。 |
金属轴承座的最小壁厚
对金属轴承座,最大传递力矩取决于图3(钢制轴承座)直径比QA,或者第797页,图4(铝制轴承座),见计算实例。
QA max应用于钢制和铝制轴承座材料的推荐值见下表。
推荐值:
轴承座材料 |
直径比 |
|
Qamax |
钢 |
0.8 |
铝 |
0.6 |
等效应力σV不得超过轴承座材料的屈服应力。
钢制轴承座–计算举例
对于冲压外圈滚针离合器HF0612,最大传递力矩Mdper max由下面决定:
冲压外圈滚针离合器 HF0612
轴承座 钢
轴承座孔公差 N6,见第795页,表
允许的轴承座应力(Rp0.2)σv 450N/mm2
轴承座的直径比QA 0.9
许可力矩Mdper请见尺寸表,第801页
计算
Md per max=60%Md per
=0.6·1.76Nm
=1.056Nm
弹性模量 σV=等效应力 Md per=许可扭矩 (请见尺寸表中的值) Md per max=最大传递力矩 QA=轴承座的直径比 DAi=轴承座孔 DAa=轴承座外直径 图3 钢制轴承座 |
|
铝制轴承座–计算举例
对冲压外圈滚针离合器HF1616,轴承座的直径比QA计算如下:
冲压外圈滚针离合器 HF1616
轴承座 铝
轴承座孔公差 R6,见第795页,表
允许的轴承座应力(Rp0.2)σv 250N/mm2
最大传递力矩Md permax 10Nm
给出的Md permax/Md per 50%
许可力矩Md per请见第801页尺寸表
直径比
QA≤0.7=>DAa=min.31.5
弹性模量 E=70000N/mm2 σV=等效应力 Md per=许可力矩 (请见尺寸表中的值) Md per max=最大传递力矩 QA=轴承座的直径比 DAi=轴承座孔 DAa=轴承座外直径 图4 铝制轴承座 |
|
塑料轴承座的最小壁厚
对塑料轴承座,应使用外圈部分或全部有滚花的冲压外圈滚针离合器(后缀为R)。
对塑料轴承座的最小壁厚的推荐值是:
Smin≥D-Fw
Smin mm
最小壁厚
D mm
滚针离合器的外径
Fw mm
包络圆直径。
轴设计
作为滚道的轴必须经过淬硬和磨削。
滚道表面硬度必需达到670HV+170HV,硬化深度CHD或SHD必需足够大(CHD≥0.3mm)。
轴端面倒角必须加工到大约1mm和15°。
轴的设计,请见下表。
轴公差
系列 |
簧片 |
轴 |
|||
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|
公差 |
表面 |
圆度 |
平行度 |
|
|
|
粗糙度 |
|
|
|
|
|
max. |
max. |
max. |
HF、HFL |
钢 |
h5(h6)1) |
Ra0.4 |
IT3 |
IT3 |
HF..-KF、HFL..-KF |
塑料 |
h8 |
(Rz2) |
|
|
HF..-R、HFL..-R |
钢 |
h5(h6)1) |
|
|
|
HF..-KF-R、HFL..-KF-R |
塑料 |
h8 |
|
|
|
HFL0606-KF-R、HFL0806-KF-R |
塑料 |
h9 |
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—— 1)用括号内数值的条件 |
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:实际转矩不超过50%的许可力矩Mdper |
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(请见尺寸表)。 |
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轴向定位
冲压外圈滚针离合器压入到轴承座孔中且无轴向定位要求(假设客户配合件加工符合第795页,表的推荐值)。
轴承位置的密封
如有污染的风险,需要安装G或SD类型的密封圈。密封圈与冲压外圈滚针离合器的外形尺寸要匹配,可结合使用宽内圈IR。
润滑
对通常的应用(工作时存在锁紧和空转状态),舍弗勒的初始润滑脂是有效的。
为确保最优的功能,有可能使用不同种类的润滑脂。润滑脂是否合适需要进行测试来判断。
对只有一种状态(空转或锁紧)占主导的应用,应使用特殊的润滑脂。在这种状况下,请联系舍弗勒应用工程师。
对于冲压外圈滚针离合器,不可能计算润滑脂的工作寿命或再润滑周期。
如果采用再润滑,可采用或完全使用油润滑。
当温度<–10℃和速度>0.7nG,按要求推荐润滑剂。
当温度超过+70℃,需要使用油润滑。选择润滑油剂量时,当冲压外圈滚针离合器静止且轴处于水平位置时,离合器应大致1/3浸在油池内。
合适的润滑油是DIN 51517中的CL和CLP,或DIN 51524中的HL和HLP。粘度等级:请见下表。
粘度等级
工作温度 |
粘度等级 |
+ |
ISOVG10 |
+ |
ISOVG32 |
+ |
ISOVG100 |
运输固定
在小批量的情况下,冲压外圈滚针离合器通常是单包装。
在大批量的情况下,冲压外圈滚针离合器放在特制的泡沫包装里运输。运输过程中,泡沫包装能使轴承固定。
用芯轴安装
应通过特定的芯轴将冲压外圈滚针离合器安装在定位孔里,请见冲压外圈滚针离合器表格,第687页。要注意滚针离合器的锁紧方向。锁紧方向在冲压外圈的端面上用箭头表示。
不允许压入力通过滚动体传递。安装时滚针离合器不能倾斜。
安装指南冲压外圈滚针离合器应该防尘、防污和防潮。污染物会导致其性能下降并降低工作寿命。
精度
轴承座孔的尺寸和几何精度会影响轴承的薄壁外圈。
包络圆直径
包络圆是滚针组无间隙地排列在外圈滚道时的内切圆直径。
带滚动轴承的冲压外圈滚针离合器安装后,其包络圆直径Fw(在刚性环规中)公差带大概为F8(数值请见表:轴承座孔的公差,第795页,和表:轴公差,第798页)。
公差带F8的偏差:请见第168页,表。