Nejdůležitějším rozhodnutím v jakékoli konstrukci kuličkového ložiska s kosoúhlým stykem není individuální velikost ložiska; je to uspořádání. Ať už přestavujete vřeteno obráběcího stroje, specifikujete převodovku nebo navrhujete čerpadlo, způsob uspořádání ložisek řídí tuhost, tepelné chování, axiální únosnost a dokonce i provozní teplotu. Standardní pravidlo je jednoduché: před výpočtem životnosti ložiska se rozhodněte o uspořádání.
Kuličková ložiska s kosoúhlým stykem vytvářejí při radiálním zatížení axiální sílu. To je přímý výsledek kontaktního úhlu zabudovaného do oběžných drah. Jedno ložisko tedy nikdy nepracuje samostatně, když hřídel musí být upevněna v obou směrech. Potřebujete párové uspořádání, nejčastěji zády k sobě (DB), tváří v tvář (DF) nebo tandemové (DT), nebo dvouřadou/předinstalovanou kombinaci, která se chová jako jeden balíček. Tento článek vysvětluje, co každé uspořádání dělá, proč předběžné načtení mění výsledky a co specifikovat při objednávce.
U kuličkového ložiska s kosoúhlým stykem tvoří čára spojující vnitřní a vnější kontaktní body oběžné dráhy úhel s radiální rovinou. Běžné kontaktní úhly jsou 15, 25 a 40 stupňů. Při radiálním zatížení tlačí sada kuliček vnitřní kroužek do strany v jednom axiálním směru. To znamená, že jednořadé ložisko může přenášet axiální zatížení pouze v jednom směru. Pokud hřídel vnímá axiální zatížení z obou stran nebo pokud potřebujete přesné axiální polohování, musíte zajistit protilehlé ložisko. To je základní důvod pro použití uspořádání.
Kontaktní úhel dělá více než jen nastavený směr zatížení. Větší úhel poskytuje vyšší axiální únosnost, ale umožňuje nižší rychlost. Menší úhel poskytuje lepší výkon při vysokých rychlostech a menší axiální tuhost. Váš výběr uspořádání musí být v souladu s tímto kompromisem. Pokud chcete pochopit základní mechaniku, článek o jak kontaktní úhel souvisí s axiální únosností pokrývá to z praktického hlediska.
Jednořadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem je základním modulem pro každý pár. Pokud stavíte vlastní uspořádání, je to nejjednodušší část k nákupu, ale musíte být přesní ohledně směru kontaktního úhlu. Tento směr je indikován orientací ložiska na hřídeli a ve skříni; překlopením ložiska se změní dráha axiálního zatížení.
Jednořadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem pro vlastní párování Toto jednořadé ložisko je základní jednotkou pro vytváření párů s kosoúhlým stykem. Jeho konstrukce kontaktního úhlu zvládá radiální a jednosměrná axiální zatížení a přesná orientace na hřídeli určuje dráhu axiálního zatížení, což je nezbytné pro vlastní uspořádání. Zobrazit produkt → Jakmile přijmete, že ložiska s kosoúhlým stykem musí pracovat v párech, dalším krokem je výběr geometrického vztahu. Výrobci používají dvoupísmenné kódy, které jsou vyraženy do ložiska nebo distančního kroužku vnějšího kroužku: DB, DF a DT.
V uspořádání zády k sobě se linie kontaktu rozbíhají směrem od středu dvojice ložisek. Bod efektivního zatížení mezi dvěma řadami je široký, takže dvojice má vysokou tuhost naklánění. Proto je DB standardní volbou pro vřetena obráběcích strojů, vysoce přesné hřídele a jakékoli aplikace, kde je třeba odolávat momentovému zatížení. Jedno upozornění: konfigurace DB je citlivá na teplotní rozdíly mezi vnitřním a vnějším kroužkem. Pokud je vnitřní kroužek teplejší než vnější kroužek, má předpětí tendenci se zvyšovat.
Při uspořádání tváří v tvář se linie kontaktu sbíhají směrem ke středu hřídele. Bod efektivního zatížení je užší, takže tuhost naklánění je nižší než u DB. Sada DF je shovívavější k nesouososti hřídele a tepelné roztažnosti a poskytuje stabilní, kompaktní uspořádání pro krátké hřídele. Uvidíte jej použití v sekcích převodovky, podávacích šroubech a případech, kdy je vzdálenost mezi polohami ložisek malá.
V tandemovém uspořádání směřují obě ložiska stejným směrem. Linie dotyku jsou rovnoběžné, takže dvojice sdílí velké axiální zatížení působící v jednom směru. Tandemové páry mají extrémně vysokou jednosměrnou axiální únosnost, ale nestabilizují hřídel v opačném směru. Chcete-li získat obousměrné ovládání, musíte spárovat dvě tandemové sady zády k sobě nebo tváří v tvář. Běžnou praxí je použití dvou ložisek v tandemu na jedné straně a jednoho ložiska na druhé, čímž tvoří uspořádání TBT nebo TFT.
| Uspořádání | Vzor čáry zatížení | Směr axiálního zatížení | Tuhost náklonu | Typické použití |
|---|---|---|---|---|
| DB (back-to-back) | Divergující | Oba směry | Vysoká | Strojní vřetena, přesné hřídele |
| DF (tváří v tvář) | Konvergující | Oba směry | Nižší | Krátké hřídele, převodovky |
| DT (tandem) | Paralelní | Jeden směr | Není soběstačný | Těžká jednosměrná axiální zatížení |
Ne každé provedení potřebuje samostatný pár jednořadých ložisek. Dvě předmontované možnosti mohou zjednodušit vaše bydlení a snížit zásoby.
Dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem jsou v podstatě dvě jednořadá ložiska s kosoúhlým stykem integrovaná do jednoho celku. Vnitřní uspořádání je normálně ekvivalentní párování DB, které poskytuje přímý způsob získání obousměrné axiální podpory v kompaktním pouzdře. Série, jako jsou rodiny 30 a 38, jsou oblíbené pro zemědělské stroje, převodovky, čerpadla a obecné průmyslové aplikace. Hlavním kompromisem je, že nemůžete nastavit předpětí nezávisle; musíte použít předpětí stanovené výrobcem. Pokud váš návrh vyžaduje vlastní předpětí nebo velmi vysokou rychlost, je spárované jednořadé uspořádání flexibilnější.
Dvouřadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem řady 30 a 38 Tato dvouřadá ložiska integrují dvě jednořadé jednotky v konfiguraci podobné DB, která nabízí obousměrnou axiální podporu v kompaktním pouzdře. Jsou vhodné pro převodovky a čerpadla, ačkoli předpětí je pevně stanoveno výrobcem a není nastavitelné. Zobrazit produkt → Čtyřbodové kuličkové ložisko představuje kompaktní způsob, jak nést radiální zatížení a axiální zatížení z obou směrů v jedné jednotce. Vnitřní a vnější prstence mají oběžné dráhy, jejichž kontaktní body se střídají; kuličky se dotýkají vnitřního prstence ve dvou bodech a vnějšího prstence ve dvou bodech. To funguje dobře pro aplikace s převahou tahu, jako jsou jeřábové háky, otočné stoly a automobilová čerpadla, kde je málo místa a axiální síly jsou větší než naklápěcí zatížení. Čtyřbodová ložiska obvykle nenahrazují pár DB, když je prioritou vysoká radiální tuhost, proto pečlivě zkontrolujte obálku zatížení.
Čtyřbodové kontaktní kuličkové ložisko pro kompaktní axiální aplikace Toto ložisko podporuje radiální a axiální zatížení z obou směrů v jedné jednotce prostřednictvím střídavých kontaktních bodů. Je kompaktní a ideální pro použití s převládajícím tlakem, jako jsou jeřábové háky a otočné stoly, ale nedoporučuje se, když je prioritou vysoká radiální tuhost. Zobrazit produkt → U CNC vřeten a těžkého obrábění nemusí jednoduchý pár DB poskytovat dostatečnou axiální tuhost. Způsob, jak zvýšit tuhost, je nahradit jedno ložisko na straně dvěma ložisky namontovanými v tandemu. To je to, co kódy jako TBT a TFT popisují.
V uspořádání TBT jsou dvě tandemová ložiska namontována zády k sobě s jedním ložiskem. Tandemový pár je proti jednomu axiálnímu směru s dvojnásobnou kapacitou, zatímco jednoduché ložisko zajišťuje opačný směr. Výsledkem je vyšší axiální tuhost v jednom směru bez obětování stability ve druhém. Pokud oba axiální směry vyžadují vysokou tuhost, můžete použít čtyři ložiska: dva páry v tandemu, uspořádané zády k sobě nebo čela k sobě. Kódy jako QBC, QTC a QBT představují tyto čtyřřádkové kombinace. Jsou běžné v letectví, obráběcích strojích a vysoce přesných rotačních aplikacích.
Každé další ložisko zvyšuje celkovou axiální tuhost, ale také zvyšuje náklady, tvorbu tepla a složitost montáže. Pro většinu aplikací stačí párovaný pár DB nebo dvouřadé ložisko.
Předpětí je axiální zatížení působící na pár ložisek před spuštěním stroje. Odstraňuje vnitřní vůli, zvětšuje oblast zatížení a udržuje valivá tělesa v nepřetržitém kontaktu s oběžnými drahami. Bez předpětí může ložisko s kosoúhlým stykem klouzat, vytvářet hluk a ztrácet přesnost polohování.
Existují dvě rodiny předpětí: tuhé a pružinové.
Pevné předpětí, nazývané také polohové předpětí, je zabudováno do dvojice ložisek broušením vnitřních nebo vnějších kroužků na správný rozdíl šířky. Když utáhnete montážní matici nebo přišroubovaný koncový kryt, kroužky se přitlačí k sobě a předpětí se zafixuje. To poskytuje nejvyšší možnou tuhost pro danou skupinu ložisek. Párovaná ložiska toho dosahují broušením čel; když je pár vyroben ze standardních ložisek, konstruktér může vložit vnitřní a vnější distanční vložky různých šířek, aby se vytvořilo stejné předpětí. Riziko je, že změny teploty, zejména delta mezi vnitřním a vnějším kroužkem, změní předpětí. V páru DB běžícím vysokou rychlostí může tepelný růst zvýšit předpětí a způsobit hromadění tepla.
Předpětí pružiny, někdy nazývané předpětí konstantního tlaku, používá sadu pružin za vnějším kroužkem k aplikaci pevné axiální síly. Používá se u vysokootáčkových vřeten nebo málo zatížených hřídelí, kde konstruktér požaduje ochranu proti tepelné roztažnosti. Pružina udržuje předvídatelnou axiální sílu v celém rozsahu teplot a menšího opotřebení, ale tuhost sestavy je nižší než u pevně předepnutého páru.
Při výběru stupně předpětí mějte na paměti provozní rychlost. Velké předpětí zvyšuje tuhost, ale zvyšuje třecí moment a provozní teplotu; lehké předpětí je lepší pro vysokou rychlost a nízké teplo, ale poskytuje menší podporu při velkém řezném zatížení. Pokud si nejste jisti, začněte se středním stupněm předpětí a ověřte to podle nárůstu teploty během zkušebního provozu.
Způsob, jakým napíšete specifikaci ložisek, určuje, zda obdržíte použitelnou jednotku nebo krabici dobře vypadajících, ale nekompatibilních dílů. Samotná rozměrová řada není nikdy dost.
Z hlediska nákupu se také vyplatí potvrdit, že továrna má řízený proces broušení a zaznamenává naměřená data. U ložisek, která pocházejí z výrobní linky s automatizovanou kontrolou a standardizovaným tříděním, je pravděpodobnější, že udrží konzistentní předpětí. U mnoha průmyslových strojů používá pevná strana dvojici ložisek s kosoúhlým stykem, zatímco volná strana používá kuličková ložiska s hlubokou drážkou aby umožnil axiální posun. Ujistěte se, že projektant systému zvážil tuto cestu tepelné roztažnosti.
Výběr uspořádání ložisek s kosoúhlým stykem není o zapamatování kódů. Jde o řízení tuhosti, dráhy axiálního zatížení, tepelného růstu a rychlosti. Začněte s uspořádáním, přidejte správné předpětí a zacházejte se spárovanými páry jako s neoddělitelnými jednotkami. Pokud to uděláte, ložisko bude fungovat tak, jak bylo navrženo. Pokud přeskočíte rozhodnutí o uspořádání, žádná přesnost ložisek nezachrání systém před předčasným zahřátím, vibracemi nebo předčasným selháním.
autorská práva © Ningbo Demy (D&M) Bearings Co., Ltd. Všechna práva vyhrazena.
Výrobci průmyslových ložisek OEM/ODM
Search
Language
