Potrebujú guľkové ložiská s hlbokými drážkami predpätie? Kompletný sprievodca

Guľôčkové ložiská s hlbokými drážkami vo väčšine štandardných aplikácií nepotrebujú predpätie. Sú navrhnuté tak, aby fungovali s riadenou vnútornou vôľou a predpätie je podmienené opatrenie pre špecifické situácie, ako je vysoká rýchlosť, veľmi nízka záťaž, prísne limity hluku alebo vysoké požiadavky na tuhosť. Tento článok vysvetľuje, čo vlastne robí predpätie, keď ho guľkové ložiská skutočne vyžadujú, a ako ho aplikovať bez skrátenia životnosti ložiska.

Čo je predpätie v guľkových ložiskách?

Predpätie je trvalá axiálna sila aplikovaná na ložisko počas inštalácie tak, aby valivé prvky zostali v nepretržitom kontakte s obežnými dráhami. Sila odstraňuje voľnú axiálnu vôľu, ktorá existuje vo vnútri ložiska v jeho neutrálnom, nezaťaženom stave. V praxi to znamená, že predpätie premieňa vnútornú vôľu ložiska na kontrolovaný tlakový stav.

Vnútorná vôľa a predpätie sú rôzne veci. Vnútorná vôľa je vstavaná vôľa navrhnutá v ložisku vo výrobe, klasifikovaná ako C0, C2, C3 alebo podobné triedy. Predpätie je stav zaťaženia vytvorený v čase montáže. Keď je aplikované axiálne predpätie dostatočne veľké na to, aby spotrebovalo vnútornú vôľu, prevádzkový stav sa stane v skutočnosti negatívnou vôľou.

Hlavným účelom predpätia je zabrániť šmyku valivých prvkov alebo chvíľkovej strate kontaktu s obežnými dráhami. Keď je kontakt nepretržitý, pohyb je plynulejší, nárazové sily zmiznú a zostava ložiska sa stane merateľne tuhšou.

Potrebujú guľkové ložiská s hlbokou drážkou predpätie?

Nie Pri štandardnom radiálnom zaťažení a miernych rýchlostiach sú guľkové ložiská navrhnuté a vyrobené tak, aby bežali bez predpätia. Vnútorná vôľa zabudovaná do štandardných ložísk sa prispôsobuje tepelnej rozťažnosti a normálnej deformácii zaťaženia. To je dôvod, prečo väčšina guľkových ložísk v prevádzke funguje presne tak, ako pochádzajú z krabice.

Guľôčkové ložiská s hlbokými drážkami používajú metódu montáže Conrad, pri ktorej sa guľôčky vkladajú cez medzeru medzi vnútorným a vonkajším krúžkom a potom sú rovnomerne rozmiestnené v klietke. Táto konštrukcia sa prirodzene hodí skôr na jazdu s definovanou vôľou než s núteným axiálnym kontaktom. Použitie predpätia vytlačí ložisko z jeho projektovaného prevádzkového stavu založeného na vôli, čo je opodstatnené iba vtedy, keď si to aplikácia vyžaduje.

Štandardné série ako 6000, 6200, 6300, 6800 a 6900 sú inštalované bez predpätia v motoroch, čerpadlách, domácich spotrebičoch a všeobecných zariadeniach na prenos energie. Mnoho výrobcov motorov montuje štandardné ložiská priamo na hriadeľ a do krytu bez akéhokoľvek usporiadania predpätia. Toto je predvolené očakávanie v celom odvetví a platí pre guľkové ložiská pre motory rovnako ako pri ložiskách na všeobecné použitie.

Pre aplikácie, ktoré nevyžadujú špeciálnu tuhosť alebo hlučnosť, zvyčajne postačuje štandardné utesnené ložisko. A utesnené guľkové ložisko série 6000 s hlbokou drážkou s gumovými tesneniami, napríklad zachováva vnútornú vôľu počas inštalácie a prevádzky a beží bez predpätia v typickej prevádzke motora a čerpadla.

Veľkoobchod 6000RS uhlíková oceľ Dvojité gumené utesnené guličkové ložiská s hlbokou drážkou Fac Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. je veľkoobchodný predaj 6000RS uhlíkovej ocele v Číne, továreň na guľkové ložiská s dvojitou gumou a hlbokou drážkou. Zobraziť produkt →

Kedy vyžadujú guľkové ložiská s hlbokou drážkou predpätie?

Predpätie sa stáva relevantným, keď prevádzkové podmienky vytlačia guľkové ložisko mimo rozsah, pre ktorý bola navrhnutá štandardná vôľa. Situácie nižšie sú tie, ktoré sa v praxi vyskytujú najčastejšie.

Vysokorýchlostná prevádzka

Keď sa hodnota dn (priemer otvoru v milimetroch vynásobený rýchlosťou hriadeľa v otáčkach za minútu) priblíži k rozsahu vysokých otáčok, odstredivé sily môžu zdvihnúť valivé prvky z vonkajšej obežnej dráhy a spôsobiť šmyk. Axiálne predpätie udržuje guľôčky v nepretržitom kontakte s oboma dráhami, čím zabraňuje šmyku a vytváranému teplu. Pre servis vysokorýchlostných motorov, vysokorýchlostné ložiská motorovej triedy sú postavené s prísnejšou geometrickou kontrolou, ale spôsob inštalácie musí stále zodpovedať rýchlosti. V tomto rozsahu je ľahké axiálne predpätie bežnou a akceptovanou technickou praxou.

Ľahké radiálne zaťaženie pri vysokej rýchlosti

Keď je radiálne zaťaženie veľmi malé, zvyčajne pod približne 1 až 2 percentami dynamického zaťaženia ložiska, valivé prvky sa nemusia spoľahlivo odvaľovať a namiesto toho kĺzať vo vnútri obežných dráh. Tento šmyk spôsobuje opotrebovanie a zvýšenú teplotu. Ľahké predpätie vytvára stabilnú kontaktnú silu medzi guľôčkami a obežnými dráhami. Toto je dôvod miniatúrne guľkové ložiská s hlbokými drážkami používané v malých prístrojoch a motoroch s ľahkým zaťažením sú často predpäté pružinami, keď bežia vysokou rýchlosťou.

Veľkoobchodná továreň na miniatúrne guľkové ložisko s hlbokou drážkou MR104ZZ, výrobcovia - Zh Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. je veľkoobchodný predaj miniatúrnych guľôčkových ložísk MR104ZZ v Číne a výrobcovia a výrobcovia, podrobnosti... Zobraziť produkt →

Variabilné alebo nárazové zaťaženie

Keď sa smer alebo veľkosť zaťaženia často mení, vôľa ložiska spôsobí krátku stratu kontaktu, po ktorej nasleduje náraz, keď sa zaťaženie vráti. Predpätie odstraňuje túto vôľu, takže valivé prvky zostávajú v kontakte prostredníctvom zmeny zaťaženia, čím sa znižuje hluk pri náraze a mechanická únava.

Prísne limity hluku alebo vibrácií

Predpätie absorbuje vnútornú vôľu a obmedzuje nekontrolovaný pohyb guľôčky, čím sa znižuje hluk vydávaný ložiskom. V aplikáciách s úzkymi limitmi hluku alebo vibrácií beží mierne predpäté ložisko tichšie ako rovnaké ložisko, ktoré funguje voľne. Pre trvalo tichú prevádzku, nízkohlučné ložiská s hlbokými drážkami pridať ďalšiu úroveň kontroly výrobnej tolerancie nad rámec akéhokoľvek predpätia, ktoré aplikácia vyžaduje.

Vysoká tuhosť alebo presnosť polohovania

Predpätie stláča pružnú priehybovú zónu ložiska, takže poloha hriadeľa sa pri meniacich sa zaťaženiach posúva menej. Vretená obrábacích strojov, polohovacie stupne a meracie zariadenia sa spoliehajú na tento efekt pri udržiavaní stabilnej polohy hriadeľa.

Ak si stále nie ste istí, prejdite si tento kontrolný zoznam:

• Je prevádzková rýchlosť vysoká z hľadiska hodnoty dn? Ak áno, naplánujte si axiálne predpätie.
• Je radiálne zaťaženie nižšie ako približne 1 až 2 percentá hodnoty dynamického zaťaženia? Ak áno, odporúča sa mierne predpätie.
• Mení náklad často smer alebo zahŕňa otrasy? Ak áno, predpätie stabilizuje ložisko.
• Sú limity hluku alebo vibrácií prísne? Ak áno, skombinujte predpätie s triedou ložiska s nízkou hlučnosťou.
• Je zaťaženie stabilné, mierne a väčšinou radiálne? Ak áno, nainštalujte bez predbežného načítania.

Ako aplikovať axiálne predpätie na guľkové ložiská s hlbokou drážkou

Keď potvrdíte, že predpätie je potrebné, ďalšou otázkou je, ako ho aplikovať. Bežne sa používajú tri metódy.

Predpätie pružiny

Najodpustnejšou metódou je predpätie pružiny. Bellevilleova podložka alebo vinutá pružina pôsobí riadenou axiálnou silou na vonkajší krúžok alebo vnútorný krúžok. Pretože pružina udržuje relatívne konštantnú silu aj vtedy, keď tepelná rozťažnosť mení vzdialenosť medzi sedlami ložísk, predpätie pružiny je najbezpečnejšou voľbou pre guľkové ložiská. Je to tiež štandardné riešenie pre konfigurácie s jedným ložiskom, kde jedno ložisko nesie zaťaženie a pružina jednoducho udržuje valivé prvky v kontakte.

Dvojité ložiskové usporiadanie

Druhá metóda využíva dve guľkové ložiská s hlbokými drážkami namontované tvárou v tvár alebo chrbtom k sebe. Predpätie je nastavené rozdielom šírky medzi rozperou vnútorného krúžku a rozperou vonkajšieho krúžku. Opracované rozpery určujú, akú veľkú axiálnu silu na seba obe ložiská pôsobia. Táto konfigurácia vytvára tuhší systém, ale vyžaduje presné opracovanie rozpery a starostlivú montáž.

Poistná matica alebo nastavenie koncového krytu

Tretím spôsobom je tuhé axiálne polohovanie s poistnou maticou alebo koncovým krytom. Ložisko je axiálne upnuté, kým sa nevstrebe vnútorná vôľa. Táto metóda je jednoduchá, ale najmenej zhovievavá, pretože upínacia sila sa ťažko meria a tepelná rozťažnosť môže rýchlo zmeniť správne predpätie na nadmerné.

Ako približná referencia, axiálne predpätie pre guľkové ložisko vo všeobecnosti spadá do rozsahu približne 0,5 až 2 percentá menovitého axiálneho dynamického zaťaženia ložiska. Presná hodnota závisí od veľkosti ložiska, prevádzkovej rýchlosti a tuhosti, ktorú aplikácia vyžaduje, takže tento údaj berte skôr ako východiskový bod než ako konečnú špecifikáciu. Výrobca ložísk by mal potvrdiť odporúčané predpätie pre vašu konkrétnu úlohu.

Riziká nadmerného predpätia – a ako sa im vyhnúť

Použitie príliš veľkého predpätia je bežnejší problém v teréne ako príliš malé. Keď je sila predpätia nadmerná, trenie medzi valivými prvkami a obežnými dráhami prudko stúpa a prvým viditeľným znakom je zvýšenie prevádzkovej teploty. Teplota krytu, ktorá je stabilne o viac ako 30 °C vyššia ako okolitá, je varovaním, že predpätie, trieda vôle alebo mazanie si vyžadujú kontrolu.

Zvýšená teplota vedie k druhému problému: zrýchlenej degradácii maziva. Keď mazivo alebo olej stratí pevnosť filmu, nasleduje kontakt kov na kov a opotrebovanie sa rýchlo zrýchli. Zároveň je efektívne zaťaženie ložiska vyššie ako vonkajšie zaťaženie, pretože predpätie sa pridáva k stavu vnútorného napätia, čo skracuje vypočítanú únavovú životnosť.

Ďalším užitočným signálom je abnormálny šum. Správne predpäté ložisko beží tichšie ako uvoľnené ložisko, ale nadmerné predpätie vytvára prenikavejšie kňučanie alebo hrubý zvuk, pretože valivé prvky deformujú obežné dráhy. Ak sa hluk po aplikovaní predpätia zvýši, pred zmenou ostatných parametrov najskôr znížte silu predpätia. Viac o faktoroch stojacich za hlučnými ložiskami nájdete v časti kontrola hluku a vibrácií v guľkových ložiskách .

Treba mať na pamäti aj riziko na úrovni návrhu. Guľôčkové ložiská s hlbokými drážkami nie sú ideálnou voľbou, keď aplikácia vyžaduje časté, presné obojsmerné axiálne polohovanie. Guličkové ložiská s kosouhlým stykom sú špeciálne navrhnuté tak, aby prenášali axiálne predpätie a poskytovali lepšiu axiálnu tuhosť. Ak je hnacou požiadavkou presnosť polohovania, pred rozhodnutím o zvýšení predpätia na guľôčkovom ložisku prehodnoťte typ ložiska.

Ako špecifikovať požiadavky na predpätie pri objednávaní ložísk

Štandardné guľkové ložiská sa dodávajú bez predpätia; predpätie vzniká v mieste montáže. Proces objednávania stále musí odrážať plán predpätia, pretože trieda vnútornej vôle ložiska priamo ovplyvňuje, aké predpätie možno použiť v prevádzke.

Vyberte triedu vnútornej vôle spolu s cieľom predpätia. Vôľa C3 je bežná pre vysokoteplotnú alebo vysokorýchlostnú prevádzku, pretože ponecháva priestor pre tepelnú rozťažnosť a axiálne predpätie pôsobí proti zníženej efektívnej vôli. Pre presné aplikácie, kde je prijateľná minimálna vnútorná vôľa, je možné špecifikovať triedu C2 alebo užšiu vôľu. Pri oznamovaní svojich požiadaviek dodávateľovi jasne uveďte triedu vôle a silu predpätia.

Ak aplikácia potrebuje zhodné páry ložísk s konzistentným predpätím, uveďte to v objednávke. Ložiská určené pre konfiguráciu s predpätým párom musia byť vybrané alebo vyrobené so zodpovedajúcimi rozmermi; nie je zaručené, že štandardný hotový pár vytvorí rovnaké predpätie.

Vlastné konfigurácie si zaslúžia osobitnú pozornosť. Neštandardné konštrukcie, ako sú predĺžené vnútorné krúžky, špeciálne tesnenia alebo modifikované materiály klietok, môžu interagovať s metódou predpätia. Diskusia o sile predpätia a triede vôle s výrobcom v štádiu projektovania zabráni situácii, keď dodaný diel nemôže dosiahnuť zamýšľané predpätie. Pre vlastné požiadavky, vlastné neštandardné riešenia ložísk možno prispôsobiť tak, aby zodpovedali špecifikácii predpätia a vôle aplikácie.

Výrobcovia, dodávatelia neštandardných guľkových ložísk na zákazku Ako výrobcovia neštandardných guľkových ložísk v Číne a dodávatelia neštandardných ložísk OEM/ODM, spoločnosť Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. Zobraziť produkt →

Záver: Predbežné načítanie je podmienená požiadavka, nie predvolená

To, či guľkové ložiská potrebujú predpätie, závisí výlučne od prevádzkových podmienok. Štandardné radiálne zaťaženie pri strednej rýchlosti beží správne bez predpätia; vnútorná vôľa je súčasťou konštrukcie ložiska. Vysoká rýchlosť, veľmi nízke zaťaženie, premenlivý smer zaťaženia, prísne limity hluku a vysoké požiadavky na tuhosť oprávňujú pridať axiálne predpätie. Pri použití predpätia je najbezpečnejšou metódou pružinový systém a sila predpätia by sa mala udržiavať na konzervatívnej strane, pretože nadmerné predpätie spôsobuje teplo, hluk a skracuje životnosť ložiska.

Skontrolujte svoju aplikáciu v porovnaní s podmienkami uvedenými v tabuľke 1. Ak niektorý z nich platí, pri objednávaní ložísk naplánujte predpätie spolu s triedou vôle. Ak neplatí žiadna z nich, nainštalujte ložisko presne tak, ako je navrhnuté na prevádzku – bez predpätia.