Aký vplyv má vnútorná vôľa guľôčkových ložísk Deep Groove na výkone ložiska

Loptičky s hlbokými drážkami sú najčastejšie používané valcovacie ložiská v mechanickom zariadení. Ich výkon priamo ovplyvňuje spoľahlivosť, efektívnosť a životnosť zariadenia. Spomedzi mnohých faktorov ovplyvňujúcich výkonnosť nosenia je vnútorné povolenie nepochybne jedným z kľúčových parametrov určujúcich výkonnosť ložiska. Vnútorná vôľa, známa tiež ako radiálna vôľa, sa vzťahuje na maximálny radiálny a axiálny pohyb vnútorných a vonkajších krúžkov ložiska, keď sa nanáša žiadne zaťaženie. Táto zdanlivo jednoduchá vôľa má v skutočnosti hlboký vplyv na celý rad ukazovateľov výkonnosti vrátane zvýšenia teploty ložiska, hluku, vibrácií, životnosti a tuhosti.

Vplyv vôle na zvýšenie teploty ložiska
Počas operácie ložiska, valcovanie a posuvné trenie medzi valivými prvkami a pretekárskymi dráhami vytvára teplo, čo spôsobuje zvýšenie teploty. Vnútorná vôľa má zásadný vplyv na zvýšenie teploty ložiska.
Ak je vôľa príliš malá, valcovacie prvky ložiska a pretekárske dráhy zažijú predpätie alebo nadmerné prispôsobenie. To výrazne zvyšuje trenie krútiaci moment valcovacích prvkov, ktorý vytvára významné teplo. Nadmerné zvýšenie teploty nielen urýchľuje starnutie a zlyhanie mastnoty, ale tiež spôsobuje tepelné rozširovanie materiálu ložiska. Nessynchronizovaná tepelná expanzia vnútorných a vonkajších krúžkov môže ďalej znížiť alebo dokonca vylúčiť vôľu, čím sa vytvorí začarovaný cyklus, ktorý môže nakoniec viesť k tomu, že sa zapadne do záchvatu alebo predčasného zlyhania. Ak je vôľa príliš veľká, pohyb valcovacích prvkov v ložiskových pretekoch sa stane nestabilným. Keď je ložisko pod zaťažením, kontaktná plocha medzi valivými prvkami a pretekárskymi dráhami sa znižuje, čo vedie k koncentrácii kontaktného napätia. Zároveň sa zvyšuje posúvanie a trenie valcovania. Aj keď to nie je také závažné ako trenie spôsobené príliš malým množstvom vôle, stále môže spôsobiť zvýšenie teploty pri vysokorýchlostných a vysokých podmienkach. Okrem toho môže nadmerná vôľa spôsobiť šok počas radiálneho priebehu, čo sa ďalej zvyšuje teplota.

Ideálnou vôľou je udržať miernu pozitívnu vôľu po inštalácii ložiska a dosiahnutie tepelnej rovnováhy. To zaisťuje hladkú prevádzku valných prvkov a zároveň účinne znižuje trenie, čím sa zvyšuje teplota v prijateľných limitoch.

Vplyv vôle na hluk a vibrácie
Hluk a vibrácie ložiska sú dôležitými ukazovateľmi hladkej prevádzky. Vnútorná vôľa priamo ovplyvňuje dynamický výkon ložiska.

Nadmerná vôľa môže spôsobiť, že valcovacie prvky vytvoria počas prevádzky „búchajúci“ zvuk. Keď je ložisko vystavené kolísajúcim zaťaženiam, valcovacie prvky sa odrážajú tam a späť medzi vnútornými a vonkajšími krúžkami. Tento nestabilný pohyb môže spôsobiť viditeľné vibrácie a hluk. Najmä v vysokorýchlostných aplikáciách, ako sú motory a vreteny, môže nadmerná vôľa spôsobiť vážne vibrácie, čo ovplyvní presnosť obrábania a prevádzkovú stabilitu zariadenia.

Aj keď nadmerne malá vôľa znižuje prietok valcovacích prvkov, vytvára tiež vysokofrekvenčné vibrácie a vysoký hluk v dôsledku zvýšeného trecieho krútiaceho momentu. Tento hluk často priamo súvisí s predpätím ložiska: čím vyššie je predpätie, tým vyšší je hluk. Napríklad v aplikáciách vyžadujúcich vysokú tuhosť a presnosť, ako sú vretená s presným strojovým nástrojom, sú často vybrané ložiská s nízkou alebo dokonca negatívnou vôľou, ale predpätie sa musí presne riadiť, aby sa vyvážilo tuhosť a hluk.

Primeraná vôľa zaisťuje hladké a nepretržité valcovanie valcovacích prvkov v pretekoch, čím sa znižuje náraz a sklz, čím sa minimalizuje vibrácie a hluk. Je to rozhodujúce pre vybavenie vyžadujúce extrémne hladkú prevádzku, ako sú domáce spotrebiče a zdravotnícke pomôcky.

Vplyv klírensu na život a stuhnutosť

Životnosť je všeobecne určená únavou životnosťou a klírens je jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich únavu.

Nadmerné klírens významne zvyšuje kontaktné napätie medzi valivými prvkami a rasovými dráhami. Podľa Hertzovej teórie kontaktu môže nadmerný kontaktný stres spôsobiť predčasnú únavu materiálu, čím sa skráti únavová životnosť ložiska. Okrem toho môže zvýšenie teploty spôsobené nadmernou vôľou urýchliť zlyhanie mastnoty, čím sa ďalej skracuje životnosť.
Nadmerné odbavenie môže tiež skrátiť život. Pri nanášaní zaťaženia ložiska nadmerná vôľa znižuje počet valcovacích prvkov, čím sa zaťaženie koncentruje na niekoľko. To spôsobuje prudké zvýšenie kontaktného napätia na týchto valivých prvkoch, čo vedie k lokalizovanej únave a zníženiu celkovej životnosti ložiska.
Primeraná vôľa môže rovnomerne rozdeliť zaťaženie cez viac valných prvkov, účinne znížiť kontaktné napätie a maximalizovať únavovú životnosť únavy.
Tuhosť ložiska je dôležitým ukazovateľom jeho odporu voči deformácii. Vznik má priamy vplyv na tuhosť. Čím menšia je vôľa, tým menšia deformácia má ložisko pri zaťažení, čo vedie k vyššej tuhosti. V aplikáciách vyžadujúcich vysokú tuhosť, ako sú vretená strojového náradia a automobilové náboje kolies, sa často vyberajú ložiská s nízkou vôľou alebo dokonca negatívnou vôľou (predpätie), aby sa zlepšila celková tuhosť systému.

Výber známok odlíšenia
Aby sa vyhovovali rôznym požiadavkám na aplikáciu, loptičky Deep Groove Gualings zvyčajne ponúkajú viac stupňov voľného výšky, ako sú C2, CN (alebo C0), C3, C4 a C5. CN predstavuje štandardnú vôľu, C3, C4 a C5 predstavujú vysokú vôľu a C2 predstavuje nízku vôľu.

Štandardná vôľa (CN) je vhodná pre väčšinu všeobecných priemyselných aplikácií, ako sú elektrické motory a čerpadlá.

Vysoká vôľa (C3 a C4) je vhodná pre aplikácie s veľkým montážnym interferenčným a drastickým kolísaniam teploty, ako sú valcovacie mlyny a vysokoteplotné ventilátory, na kompenzáciu zníženia klírensu spôsobenej tepelnou expanziou.

Nízka vôľa (C2) je vhodná pre aplikácie vyžadujúce vysokú prevádzkovú presnosť a nízky hluk, ako sú presné nástroje a malé motory.

Preto je pri výbere guľôčkových ložísk Deep Groove, zamerané výlučne na veľkosť a model nedostatočné. Dôkladné pochopenie komplexného vplyvu vnútorného povolenia na výkonnosť a výber príslušného stupňa povolenia na základe konkrétnych prevádzkových podmienok je kľúčom k zabezpečeniu dlhodobej stabilnej a spoľahlivej prevádzky vášho zariadenia. Správny výber maximalizuje výkonnostný výkon, rozširuje svoju životnosť a nakoniec znižuje náklady na údržbu.