
双向推力球轴承不能承受双向径向载荷,其设计核心功能是承受双向轴向载荷并实现轴向定位,无法承受垂直于轴线方向的径向载荷。以下是具体分析:
1. 结构特性决定功能边界
双向推力球轴承采用分离式设计,由轴圈、两个座圈及两组钢球-保持架组件构成。其关键结构特征如下:
钢球排列方向:钢球沿轴向分布,接触面与轴线平行,仅能传递沿轴线方向的力(轴向载荷)。
座圈设计:座圈为平面或调心球面结构,无径向承载所需的弧形滚道,无法通过滚动体分散径向力。
分离式安装:各部件独立安装的特性虽便于维护,但也意味着缺乏径向承载所需的刚性整体结构。
2. 载荷类型与轴承类型的匹配关系
轴向载荷:双向推力球轴承通过钢球与轴圈、座圈的轴向接触,可同时承受来自两个方向的轴向力(如机床主轴的双向推力)。
径向载荷:径向力需通过垂直于轴线的滚动体(如深沟球轴承的钢球或圆柱滚子轴承的滚子)传递。双向推力球轴承的钢球排列方向与径向力垂直,无法形成有效承载路径。
3. 实际应用中的限制案例
汽车传动系统:双向推力球轴承用于约束轴向位移,但径向载荷需由配套的径向轴承(如深沟球轴承)承担。
机床主轴:若单独使用双向推力球轴承,主轴在径向力作用下会发生偏移或卡死,必须与双列圆柱滚子轴承组合使用,由后者承担径向载荷。
极限工况测试:在高速(如6300r/min)或高载荷(如190kN)条件下,径向力的引入会加剧钢球打滑,导致轴承温升异常甚*失效。
4. 替代方案与选型建议
若需同时承受双向轴向和径向载荷,可选用以下轴承类型:
双向推力角接触球轴承:通过60°接触角设计,可承受双向轴向载荷,并通过与双列圆柱滚子轴承配合实现径向承载(如机床主轴系统)。
圆锥滚子轴承:单列圆锥滚子轴承可同时承受径向和单方向轴向载荷,双列配置可实现双向轴向承载。
调心滚子轴承:具有自动调心功能,可承受径向载荷及双向轴向载荷,适用于重载低速场景。