NSK 角接觸(斜角)滾珠軸承選用範例

之前有介紹過滾動軸承的種類，可以參考：滾動軸承的型式

負載作用與精度要求方向對選用軸承型式非常的重要，

可以參考下表圖示：

滾動軸承的特性表-1，
圖片來源：NSK型錄，以下未註明圖片來源同

滾動軸承的特性表-2

如果今天有一個水平轉動軸，設計上要求在水平方向(上下偏擺)要有一定的精度，

一般我們會選擇深槽滾珠軸承，支撐水平方向的負載；

軸承安裝型式：深槽滾珠軸承，可以承受適當範圍內的軸向負載，

但是深槽滾珠軸承從結構上來看，在軸向上能夠承受的力量很有限：

深槽滾珠軸承，可以承受軸向負載，但是並不好

在軸向的力量會造成軸在軸向產生移位，

造成在軸向上的精度並不好。

所以軸承除了承載水平負載跟軸向負載時，

角接觸滾珠 (Angular Contact Ball Bearing) 會是主要的型式，
在台灣習慣上是稱為"斜角滾珠軸承"：

角接觸滾珠軸承，可以承受徑向與軸向負載
自動調心軸承相對在徑向跟軸向負載的承受力都不好

也有少數例子若徑向負載小可使用四點接觸軸承，

至於自動調心軸承就很不適合用在需要能夠抵夠軸向負載的狀況。

使用角接觸軸承時，變化很多，其中要特別注意軸負載方向，

如果軸向負載只有單邊，可以使用單列角接觸軸承抵抗軸負載方向，
如下圖示：

注意軸向負載方向與斜角滾珠軸承的角接觸方向

如果是雙向的軸向負載就必須選擇雙列角接觸滾珠軸承，
雙列的角接觸滾珠軸承還有角度方向排列的組合：

DB：背對背組合的雙列斜角滾珠軸承，最常使用
DF：面對面組合的雙列斜角滾珠軸承
DT：相同方向的雙列斜角準珠軸承

如果負載主要是很大的軸向推力，就必要使用到止推軸承 (Thrust bearing)：

止推軸承可以承受很大的軸向負載，但是在徑向負載幾乎完全不行

但是因為止推軸承在徑向負載跟力矩的承受能力很差，很少會單獨使用，所以在精密設備上會組合成以下型式：

以下針對一個需要軸向精度的水平轉動軸用角接觸軸承選用作說明。

需求：水平低速轉動軸支撐，

會承受相對徑向軸承很小的軸向負載，

但是對徑向與軸向的精度要求都很高。

負載型態：

水平軸：軸自重造成大的徑向負載，

軸向精度要求：需要能夠抵抗軸向雙向的負載，但是不需要支撐很大的軸向負載。

所以若使用一般的深槽滾珠軸承，在軸向方向的精度可能會不夠，

從NSK的選型表格中來看多列斜角滾柱軸承是不錯的選擇，球型滾柱軸也不錯：

斜角滾柱軸承負載型態，圖片來源：NSK型錄

但是這兩種軸承不常用也少，代表價格高且交期久，

所以雖然從負載型態來看很適合，但是買起來卻麻煩。

所以還是選擇比較容易買的角接觸滾珠軸承：

既然是精度要求高，那就要從NSK的 "Precision Bearing" 型錄去找，

角接觸軸承型號選擇
圖片來源：NSK

如果速度範圍在低速度，可以先不看NSKROBUST系列，只需要看 Standard Series

1. Bearing type：7 是NSK 斜角滾珠軸承標準系列。

2. & 3.  Dimension series & Bore Number：這兩個號碼代表了軸承的大小尺寸。

4. Contact Angle：C是15度、A5是25度、A是30度。

斜角滾珠角度的影響

5~7、10、15. 是NSKROBUST系列專用選項，可以先略過。

8. Material：指得是鋼珠的材質，如果沒有任何標示，使用的是鋼珠 (一般是用 SUJ2)，如果標 SN24用的是陶磁鋼珠。

9. Cage：滾珠的保持器材質，保持器的作用可以固定鋼珠間距，防止鋼珠發生碰撞磨損與產生噪音，標準系列的斜角裩珠軸承有3種材質可以選：TYN( Polyamide，尼龍，轉速極限 120萬)，T (Phenolic，酚醛樹脂，轉速極限280萬)，MY (Brass，黃銅，轉速極限80萬)。

11. Seal：內外環之間是否安裝密封環，如果未標示為開放式，標示V1V為兩側加裝非接觸式橡膠密封環。

12. Arrangement：軸承排列方式，SU (單一)，DB/DF/DT (雙列)，DBD/DFD/DTD(三列)，DBB/DFF/DTT/DBT/DFT (四列)。

13. Preload：預負載，通常是使用不同直徑鋼珠套入內外環之間，目的消除內外環與鋼珠之間的間隙：
EL，Extra Light Preload，極輕預載，轉動阻力最小，但是在比較大負載的情況下會產生間隙；
其他有 L (Light Preload)/M (Medium Preload)/H (Heavy Preload)。
另外因應極大負載造成的變形，可以選擇CP (Special preload，增加兩個並列軸承內環之間的間隙)或CA (Special Clearance，增加兩個並列軸承外環之間的間隙)。

斜角滾珠軸承預載的影響

14. Accuracy：精度，製造上的內外環尺寸精度，有 P2/P4/P5 三種對應到 ISO Class 2/4/5 標準精度等級，跟P3/P4Y特殊精度等級。

16. Grease brand：使用的潤滑劑，滾動軸承一般有MTS (-40~130度，動態黏度 22 cs)、MTE (-20~130度，動態黏度 23 cs)；可不可以加其他潤滑油，如 FM1 (-40~160度，動態黏度 85 cs)就不知道。

17. Grease quantity：潤滑填充量，X (15% 的軸承內空間)，K (20% 的軸承內空間)，L (30% 的軸承內空間)。

所以跟NSK訂斜角滾珠軸承完整的型號可以表示如下：

7016C-SN24-MY-V1V-DB-L-P2-MTE-X

7016表示是用內環內徑(軸徑) d=80，外環 D=125，
C：斜角15度，
SN24：使用陶磁鋼珠，
V1V兩側密封，
DB，背對背雙列，
L：輕預載，
P2：精度等級2，
MTE：使用MTE潤滑油，
X：填充量15%。

參考資料：
NSK型錄：
1. Rolling Bearings
2. Super Precision Bearings