Tarvitsevatko syväurakuulalaakerit esijännitystä? Täydellinen opas

Syväuraiset kuulalaakerit eivät vaadi esijännitystä useimmissa vakiosovelluksissa. Ne on suunniteltu toimimaan säädellyllä sisäisellä välyksellä, ja esijännitys on ehdollinen toimenpide tietyissä tilanteissa, kuten nopeassa juoksussa, erittäin kevyessä kuormituksessa, tiukat melurajat tai korkeat jäykkyysvaatimukset. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä esijännitys todellisuudessa tekee, kun syväurakuulalaakerit sitä todella vaativat, ja kuinka sitä käytetään lyhentämättä laakerin käyttöikää.

Mikä on esijännitys kuulalaakereissa?

Esijännitys on jatkuvaa aksiaalista voimaa, joka kohdistetaan laakeriin asennuksen aikana siten, että vierintäelementit pysyvät jatkuvassa kosketuksessa kulkuratojen kanssa. Voima poistaa vapaan aksiaalivälyksen, joka on laakerin sisällä sen neutraalissa, kuormittamattomassa tilassa. Käytännössä esijännitys muuttaa laakerin sisäisen välyksen kontrolloiduksi puristustilaksi.

Sisäinen välys ja esijännitys ovat eri asioita. Sisävälys on laakeriin tehtaalla suunniteltu sisäänrakennettu välys, joka on luokiteltu C0, C2, C3 tai vastaaviin luokkiin. Esilataus on kokoonpanon yhteydessä luotu lataustila. Kun käytetty aksiaalinen esijännitys on riittävän suuri kuluttamaan sisäisen välyksen, toimintatilasta tulee itse asiassa negatiivinen välys.

Esijännityksen ydintarkoituksena on estää vieriviä elementtejä luisumasta tai hetkellisesti menettämästä kosketusta kulkureittien kanssa. Kun kosketus on jatkuvaa, liike on tasaisempaa, iskuvoimat häviävät ja laakerikokoonpano jäykistyy huomattavasti.

Tarvitsevatko syväurakuulalaakerit yleensä esijännitystä?

Ei Tavallisilla säteittäiskuormilla ja kohtuullisilla nopeuksilla urakuulalaakerit on suunniteltu ja valmistettu toimimaan ilman esijännitystä. Vakiolaakereihin rakennettu sisäinen välys mahdollistaa lämpölaajenemisen ja normaalin kuorman taipuman. Tästä syystä suurin osa käytössä olevista syväurakuulalaakereista toimii juuri sellaisena kuin ne tulevat laatikosta.

Syväurakuulalaakerit käyttävät Conrad-kokoonpanomenetelmää, jossa kuulat työnnetään sisä- ja ulkorenkaiden välisen raon läpi ja sitten tasaisesti häkin väliin. Tämä rakenne sopii luonnollisesti ajamiseen määrätyllä välyksellä eikä pakotetulla aksiaalikontaktilla. Esijännityksen käyttäminen työntää laakerin ulos suunnitellusta välyspohjaisesta toimintatilasta, mikä on perusteltua vain sovelluksen sitä vaatiessa.

Vakiosarjat, kuten 6000, 6200, 6300, 6800 ja 6900, asennetaan ilman esijännitystä moottoreihin, pumppuihin, kodinkoneisiin ja yleisiin voimansiirtolaitteisiin. Monet moottorinrakentajat asentavat vakiolaakereita suoraan akseliin ja koteloon ilman esijännitystä. Tämä on oletusarvoinen odotus koko toimialalla, ja se pätee syväuraiset kuulalaakerit moottoreille aivan kuten yleislaakereissa.

Sovelluksissa, jotka eivät vaadi erityistä jäykkyyttä tai melutehoa, tavallisesti tiivistetty laakeri riittää. A tiivistetty 6000-sarjan syväurakuulalaakeri esimerkiksi kumitiivisteillä säilyttää sisäisen välyksen asennuksen ja käytön aikana ja toimii ilman esijännitystä tyypillisessä moottorin ja pumpun huollossa.

Tukkumyynti 6000RS Hiiliteräs Kaksoiskumitiivistetyt syväurakuulalaakerit Fac Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. on Kiinan tukkumyynti 6000RS hiiliteräksestä kaksoiskumitiivisteillä syväurakuulalaakereiden tehdas... Näytä tuote →

Milloin syväurakuulalaakerit vaativat esikuormituksen?

Esijännitys tulee merkitykselliseksi, kun käyttöolosuhteet työntävät syväuraista kuulalaakeria sen alueen ulkopuolelle, jolle sen vakiovälys on suunniteltu. Alla olevat tilanteet tulevat esille useimmin käytännössä.

Eipea toiminta

Kun dn-arvo (reiän halkaisija millimetreinä kerrottuna akselin kierrosluvulla rpm) lähestyy suurnopeusaluetta, keskipakovoimat voivat nostaa vierintäelementit pois ulommalta kilparadalta ja aiheuttaa luistoa. Aksiaalinen esijännitys pitää pallot jatkuvassa kosketuksessa molempien kulkureittien kanssa, mikä estää luisumisen ja sen synnyttämän lämmön. Nopeiden moottorien huoltoon, nopeat moottoritason laakerit on rakennettu tiukemmalla geometrisella ohjauksella, mutta asennustavan on silti vastattava nopeutta. Tällä alueella kevyt aksiaalinen esijännitys on yleinen ja hyväksytty suunnittelukäytäntö.

Kevyt säteittäinen kuormitus suurella nopeudella

Kun säteittäinen kuorma on hyvin pieni, tyypillisesti alle noin 1-2 prosenttia laakerin dynaamisesta kuormitusarvosta, vierintäelementit eivät välttämättä rullaa luotettavasti ja sen sijaan liukuvat kulkuteiden sisällä. Tämä liukuminen aiheuttaa kulumista ja kohonnutta lämpötilaa. Kevyt esijännitys luo vakaan kosketusvoiman pallojen ja rataosien välille. Tästä syystä pienet syväurakuulalaakerit Pienissä instrumenteissa ja kevyissä moottoreissa käytetään usein jousia, kun ne käyvät suurella nopeudella.

Tukkumyynti MR104ZZ Miniatyyri syväurakuulalaakeritehdas, valmistajat - Zh Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. on Kiinan tukkumyynti MR104ZZ Miniature Deep Groove Kuulalaakeritehdas ja valmistajat, tiedot... Näytä tuote →

Muuttuvat tai iskukuormat

Kun kuorman suunta tai suuruus muuttuu usein, laakerin välys aiheuttaa lyhyen kosketuksen katoamisen, jota seuraa isku, kun kuorma palaa. Esijännitys poistaa tämän välyksen, joten vierintäelementit pysyvät kosketuksessa kuormituksen käänteissä, mikä vähentää iskumelua ja mekaanista väsymistä.

Tiukat melu- tai tärinärajat

Esijännitys vaimentaa sisäistä välystä ja rajoittaa pallon hallitsematonta liikettä, mikä vähentää laakerin aiheuttamaa melua. Sovelluksissa, joissa ääni- tai tärinärajat ovat tiukat, kevyesti esikuormitettu laakeri toimii hiljaisemmin kuin sama laakeri löysällä. Tasaisen hiljaisen toiminnan takaamiseksi, hiljaiset syväuralaakerit Lisää ylimääräinen valmistustoleranssin hallinta sovelluksen tarvitseman esilatauksen päälle.

Suuri jäykkyys tai paikannustarkkuus

Esijännitys puristaa laakerin elastista taipuma-aluetta, jolloin akselin asento siirtyy vähemmän kuormituksen vaihtuessa. Työstökoneiden karat, asemointiasteet ja mittauslaitteet luottavat tähän vaikutukseen akselin vakaan asennon pitämiseksi.

Jos olet edelleen epävarma, käy läpi tämä tarkistuslista:

• Onko käyttönopeus suuri dn-arvolla mitattuna? Jos kyllä, suunnittele aksiaalinen esijännitys.
• Onko säteittäinen kuorma alle noin 1-2 prosenttia dynaamisesta kuormitusarvosta? Jos kyllä, kevyt esikuormitus on suositeltavaa.
• Muuttaako kuorma suuntaa usein vai sisältääkö iskuja? Jos kyllä, esijännitys vakauttaa laakerin.
• Ovatko melu- tai tärinärajat tiukat? Jos kyllä, yhdistä esijännitys hiljaiseen laakeriluokkaan.
• Onko kuorma tasaista, kohtalaista ja enimmäkseen säteittäistä? Jos kyllä, asenna ilman esilatausta.

Aksiaalisen esikuormituksen asettaminen syväuraisiin kuulalaakereihin

Kun olet vahvistanut esilatauksen tarpeellisuuden, seuraava kysymys on, kuinka se otetaan käyttöön. Kolme menetelmää on yleisesti käytössä.

Jousen esijännitys

Anteeksiantavampi menetelmä on jousen esijännitys. Belleville-aluslevy tai kierrejousi kohdistaa hallitun aksiaalivoiman ulkorenkaaseen tai sisärenkaaseen. Koska jousi ylläpitää suhteellisen vakiovoimaa silloinkin, kun lämpölaajeneminen muuttaa laakerien istukan välistä etäisyyttä, jousen esijännitys on turvallisin valinta syväurakuulalaakereihin. Se on myös vakioratkaisu yksilaakerisille kokoonpanoille, joissa yksi laakeri kantaa kuormaa ja jousi yksinkertaisesti pitää vierintäelementit kosketuksessa.

Kaksoislaakerijärjestely

Toisessa menetelmässä käytetään kahta syväuraista kuulalaakeria, jotka on asennettu vastakkain tai selkä vastakkain. Esijännitys asetetaan sisemmän rengasvälikkeen ja ulkorenkaan välilevyn välisen leveyseron mukaan. Koneistetut välilevyt määräävät, kuinka paljon aksiaalivoimaa kaksi laakeria kohdistavat toisiinsa. Tämä kokoonpano tuottaa jäykemmän järjestelmän, mutta vaatii tarkkaa välikappaleen työstöä ja huolellista kokoonpanoa.

Lukitusmutterin tai päätykannen säätö

Kolmas menetelmä on jäykkä aksiaalinen asemointi lukkomutterilla tai päätysuojuksella. Laakeri kiristetään aksiaalisesti, kunnes sisävälys imeytyy. Tämä menetelmä on yksinkertainen, mutta vähiten anteeksiantava, koska puristusvoimaa on vaikea mitata ja lämpölaajeneminen voi nopeasti muuttaa oikean esijännityksen liialliseksi.

Karkeana vertailuna syväurakuulalaakerin aksiaalinen esijännitys on yleensä noin 0,5 - 2 prosenttia laakerin aksiaalista dynaamista kuormitusta. Tarkka arvo riippuu laakerin koosta, käyttönopeudesta ja sovelluksen vaatimasta jäykkyydestä, joten pidä tätä lukua lähtökohtana eikä lopullisena määrittelynä. Laakerin valmistajan tulee vahvistaa suositeltu esijännitys sinun erityistehtävällesi.

Liiallisen esikuormituksen riskit – ja niiden välttäminen

Liian suuren esikuormituksen käyttäminen on yleisempi kenttäongelma kuin liian vähän. Kun esijännitysvoima on liiallinen, vierintäelementtien ja juoksuteiden välinen kitka kasvaa jyrkästi ja ensimmäinen näkyvä merkki on käyttölämpötilan nousu. Kotelon lämpötila, joka on jatkuvasti yli noin 30 °C ympäristön yläpuolella, on varoitus siitä, että esijännitys, välysluokka tai voitelu on tarkistettava.

Kohonnut lämpötila johtaa toiseen ongelmaan: voiteluaineen nopeutuneeseen hajoamiseen. Kun rasva tai öljy menettää kalvolujuutensa, metalli-metalli-kontakti seuraa ja kuluminen kiihtyy nopeasti. Samalla tehollinen laakerikuorma on suurempi kuin ulkoinen kuormitus, koska esijännitys lisää sisäistä jännitystilaa, mikä lyhentää laskettua väsymisikää.

Epänormaali kohina on toinen hyödyllinen signaali. Oikein esikuormitettu laakeri käy hiljaisemmin kuin löysä, mutta liiallinen esijännitys tuottaa kovemman vinkumisen tai karkean äänen, kun vierintäelementit vääristävät rataa. Jos kohina lisääntyy esikuormituksen jälkeen, vähennä esijännitysvoimaa ennen kuin muutat muita parametreja. Katso lisää meluisten laakereiden taustalla olevista tekijöistä melun ja tärinän hallinta syväurakuulalaakereissa .

On myös otettava huomioon suunnittelutason riski. Syväurakuulalaakerit eivät ole ihanteellinen valinta, kun sovellus vaatii toistuvaa, tarkkaa kaksisuuntaista aksiaalista asemointia. Kulmakosketuskuulalaakerit on erityisesti suunniteltu kestämään aksiaalista esijännitystä ja parantamaan aksiaalista jäykkyyttä. Jos paikannustarkkuus on ajovaatimus, harkitse laakerityyppiä ennen kuin päätät lisätä syväurakuulalaakerin esijännitystä.

Esijännitysvaatimusten määrittäminen laakereita tilattaessa

Tavallinen syväurakuulalaakeri ilman esikuormitusta; esikuormitus luodaan kokoamispisteessä. Tilausprosessin tulee vielä heijastaa esijännityssuunnitelmaa, koska laakerin sisäinen välysluokka vaikuttaa suoraan siihen, kuinka paljon esikuormitusta voidaan käyttää käytössä.

Valitse sisäinen välysluokka yhdessä esilataustavoitteen kanssa. C3-välys on yleinen korkeissa lämpötiloissa tai suurissa nopeuksissa, koska se jättää tilaa lämpölaajenemiselle ja aksiaalinen esijännitys vastustaa pienentynyttä tehollista välystä. Tarkkuussovelluksiin, joissa pieni sisävälys on hyväksyttävä, voidaan määrittää C2 tai tiukempi välysluokka. Ilmoita välysluokka ja esijännitysvoima selkeästi, kun ilmoitat vaatimuksistasi toimittajalle.

Jos sovellus tarvitsee yhteensopivat laakeriparit tasaisella esijännityksellä, sano se järjestyksessä. Esikuormitettuun parikokoonpanoon tarkoitetut laakerit on valittava tai valmistettava vastaavilla mitoilla; tavallinen valmiina oleva pari ei takaa samaa esijännityskäyttäytymistä.

Mukautetut kokoonpanot ansaitsevat erityistä huomiota. Epästandardit mallit, kuten laajennetut sisärenkaat, erikoistiivisteet tai muunnetut häkkimateriaalit, voivat olla vuorovaikutuksessa esijännitysmenetelmän kanssa. Keskustelemalla esijännitysvoimasta ja välysluokasta valmistajan kanssa suunnitteluvaiheessa estetään tilanne, jossa toimitettu osa ei saavuta suunniteltua esijännitystä. Mukautettuja vaatimuksia varten mukautetut ei-standardilaakeriratkaisut voidaan mukauttaa vastaamaan sovelluksen esijännitystä ja välysmäärittelyä.

Mukautetut ei-standardien kuulalaakereiden valmistajat, toimittajat Kuten Kiinan epästandardien kuulalaakereiden valmistajat ja OEM/ODM ei-standardilaakereiden toimittajat, Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. su... Näytä tuote →

Johtopäätös: Esilataus on ehdollinen vaatimus, ei oletusarvo

Se, tarvitsevatko urakuulalaakerit esijännitystä, riippuu täysin käyttöolosuhteista. Normaali säteittäinen kuorma kohtuullisella nopeudella toimii oikein ilman esijännitystä; sisävälys on osa laakerin rakennetta. Suuri nopeus, erittäin kevyt kuorma, muuttuva kuormitussuunta, tiukat melurajat ja korkeat jäykkyysvaatimukset oikeuttavat aksiaalisen esijännityksen lisäämisen. Esijännitystä käytettäessä jousipohjainen järjestelmä on turvallisin tapa, ja esijännitysvoima tulee pitää konservatiivisella puolella, koska ylikuormitus aiheuttaa lämpöä, melua ja lyhentää laakerien käyttöikää.

Tarkista sovelluksesi taulukossa 1 lueteltujen ehtojen mukaisesti. Jos jokin niistä koskee, suunnittele esijännitys ja välysluokka tilattaessa laakereita. Jos mikään niistä ei sovellu, asenna laakeri juuri sellaisena kuin se on suunniteltu toimimaan – ilman esikuormitusta.