Trebaju li kuglični ležajevi s utorima prednapregnuti? Kompletan vodič

Kuglični ležajevi s dubokim utorima ne trebaju prednaprezanje u većini standardnih primjena. Dizajnirani su za rad s kontroliranim unutarnjim razmakom, a predopterećenje je uvjetna mjera za specifične situacije kao što je vožnja velikom brzinom, vrlo mala opterećenja, stroga ograničenja buke ili visoki zahtjevi krutosti. Ovaj članak objašnjava čemu zapravo služi prednaprezanje, kada ga kuglični ležajevi s dubokim žljebovima uistinu zahtijevaju i kako ga primijeniti bez skraćivanja vijeka trajanja ležaja.

Što je predopterećenje u kugličnim ležajevima?

Predopterećenje je trajna aksijalna sila koja se primjenjuje na ležaj tijekom ugradnje tako da kotrljajući elementi ostaju u stalnom kontaktu s kliznim stazama. Sila uklanja slobodni aksijalni zazor koji postoji unutar ležaja u njegovom neutralnom, neopterećenom stanju. U praktičnom smislu, prednaprezanje pretvara unutarnji zazor ležaja u kontrolirano tlačno stanje.

Unutarnji zazor i predopterećenje su različite stvari. Unutarnji zazor je ugrađeni zazor dizajniran u ležaju u tvornici, klasificiran kao C0, C2, C3 ili slične razine. Predopterećenje je stanje opterećenja stvoreno u vrijeme sklapanja. Kada je primijenjeno aksijalno predopterećenje dovoljno veliko da potroši unutarnji zazor, radno stanje zapravo postaje negativni zazor.

Temeljna svrha predopterećenja je spriječiti klizanje kotrljajućih tijela ili trenutni gubitak kontakta sa stazama za kotrljanje. Kada je kontakt kontinuiran, kretanje je glatkije, udarne sile nestaju, a sklop ležaja postaje mjerljivo krući.

Trebaju li kuglični ležajevi s utorima obično prednaprezanje?

br. Pod standardnim radijalnim opterećenjima i umjerenim brzinama, kuglični ležajevi s dubokim žljebovima dizajnirani su i proizvedeni za rad bez predopterećenja. Unutarnji zazor ugrađen u standardne ležajeve prilagođava se toplinskom širenju i normalnom otklonu opterećenja. Zbog toga većina kugličnih ležajeva s dubokim utorima u uporabi radi točno onako kako dolaze iz kutije.

Kuglični ležajevi s dubokim utorima koriste Conradovu metodu sastavljanja, u kojoj se kuglice umeću kroz otvor između unutarnjeg i vanjskog prstena, a zatim ravnomjerno raspoređuju kavezom. Ova je konstrukcija prirodno prikladna za rad s definiranim razmakom, a ne s prisilnim aksijalnim kontaktom. Primjena predopterećenja gura ležaj iz projektiranog radnog stanja temeljenog na zazoru, što je opravdano samo kada to zahtijeva primjena.

Standardne serije kao što su 6000, 6200, 6300, 6800 i 6900 ugrađuju se bez predopterećenja u motore, pumpe, kućanske aparate i opću opremu za prijenos energije. Mnogi proizvođači motora postavljaju standardne ležajeve izravno na osovinu iu kućište bez ikakvog predopterećenja. Ovo je zadano očekivanje u cijeloj industriji i odnosi se na kuglični ležajevi s dubokim utorima za motore baš kao i ležajevima opće namjene.

Za primjene koje ne zahtijevaju posebnu krutost ili buku, obično je dovoljan standardni zabrtvljeni ležaj. A zabrtvljeni kuglični ležaj serije 6000 s dubokim utorima s gumenim brtvama, na primjer, čuva stanje unutarnjeg zazora tijekom instalacije i rada i radi bez predopterećenja u tipičnom radu motora i crpke.

Veleprodaja 6000RS kugličnih ležajeva od ugljičnog čelika s dvostrukim gumenim brtvljenjem s dubokim utorima Fac Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. je kineska veleprodajna tvornica kugličnih ležajeva s dubokim utorima 6000RS od ugljičnog čelika s dvostrukom gumom i... Pogledajte proizvod →

Kada kuglični ležajevi s dubokim žljebovima zahtijevaju prednaprezanje?

Predopterećenje postaje relevantno kada radni uvjeti gurnu kuglični ležaj s dubokim utorima izvan raspona za koji je dizajniran njegov standardni zazor. Sljedeće situacije su one koje se najčešće pojavljuju u praksi.

Rad velikom brzinom

Kada se dn vrijednost (promjer provrta u milimetrima pomnožen s brzinom osovine u o/min) približi rasponu velikih brzina, centrifugalne sile mogu podići kotrljajuće elemente s vanjske staze i prouzročiti klizanje. Aksijalno prednaprezanje drži kuglice u stalnom kontaktu s obje vodilice, sprječavajući klizanje i toplinu koju stvara. Za usluge brzih motora, ležajevi za brze motore izgrađeni su uz strožu geometrijsku kontrolu, ali način ugradnje ipak mora odgovarati brzini. U ovom rasponu, lagano aksijalno predopterećenje je uobičajena i prihvaćena inženjerska praksa.

Lagano radijalno opterećenje pri velikoj brzini

Kada je radijalno opterećenje vrlo malo, obično ispod oko 1 do 2 posto nominalne dinamičke nosivosti ležaja, kotrljajući elementi se možda neće pouzdano kotrljati i umjesto toga kliziti unutar kliznih staza. Ovo proklizavanje uzrokuje trošenje i povišenu temperaturu. Lagano predopterećenje stvara stabilnu kontaktnu silu između kuglica i klizačkih staza. Evo zašto minijaturni kuglični ležajevi s dubokim utorima koji se koriste u malim instrumentima i lakim motorima često su prednapregnuti oprugama kada rade velikom brzinom.

Tvornica minijaturnih kugličnih ležajeva s dubokim utorima MR104ZZ na veliko, proizvođači - Zh Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. je kineska veleprodajna tvornica i proizvođači minijaturnih kugličnih ležajeva MR104ZZ, detalji... Pogledajte proizvod →

Promjenjiva ili udarna opterećenja

Kada se smjer ili veličina opterećenja često mijenjaju, zazor ležaja stvara kratki gubitak kontakta nakon čega slijedi udar kada se opterećenje vrati. Predopterećenje uklanja taj zazor, tako da kotrljajuća tijela ostaju u kontaktu kroz preokret opterećenja, smanjujući udarnu buku i mehanički zamor.

Stroga ograničenja buke ili vibracija

Predopterećenje apsorbira unutarnji zazor i ograničava nekontrolirano kretanje kuglice, što smanjuje buku koju emitira ležaj. U primjenama s uskim ograničenjima zvuka ili vibracija, lagano prednapregnuti ležaj radi tiše nego isti ležaj koji radi labavo. Za dosljedno tih rad, niskošumni ležajevi s dubokim utorima dodajte dodatnu razinu kontrole proizvodne tolerancije povrh bilo kojeg predopterećenja koje aplikacija zahtijeva.

Visoka krutost ili točnost pozicioniranja

Predopterećenje komprimira elastičnu zonu otklona ležaja, tako da se položaj vratila manje pomiče pod promjenjivim opterećenjima. Vretena alatnih strojeva, stupnjevi za pozicioniranje i oprema za mjerenje oslanjaju se na ovaj učinak kako bi držali stabilan položaj osovine.

Ako još niste sigurni, prođite kroz ovaj kontrolni popis:

• Je li radna brzina visoka u smislu dn vrijednosti? Ako da, planirajte aksijalno predopterećenje.
• Je li radijalno opterećenje ispod otprilike 1 do 2 posto dinamičkog opterećenja? Ako da, preporučuje se lagano predopterećenje.
• Mijenja li opterećenje često smjer ili uključuje udare? Ako da, prednaprezanje će stabilizirati ležaj.
• Jesu li ograničenja buke ili vibracija stroga? Ako da, kombinirajte predopterećenje s niskom razinom buke ležaja.
• Je li opterećenje ravnomjerno, umjereno i uglavnom radijalno? Ako da, instalirajte bez predučitavanja.

Kako primijeniti aksijalno prednaprezanje na kuglične ležajeve s dubokim žljebovima

Nakon što ste potvrdili da je prethodno učitavanje potrebno, sljedeće je pitanje kako ga primijeniti. U uobičajenoj su uporabi tri metode.

Prednaprezanje opruge

Metoda koja najviše oprašta je prednaprezanje opruge. Belleville podloška ili zavojna opruga primjenjuje kontroliranu aksijalnu silu na vanjski ili unutarnji prsten. Budući da opruga održava relativno konstantnu silu čak i kada toplinska ekspanzija mijenja udaljenost između sjedišta ležaja, prednaprezanje opruge je najsigurniji izbor za kuglične ležajeve s dubokim utorima. To je također standardno rješenje za konfiguracije s jednim ležajem, gdje jedan ležaj nosi opterećenje, a opruga jednostavno održava kotrljajuće elemente u kontaktu.

Dvostruki ležajni raspored

Druga metoda koristi dva kuglična ležaja s dubokim utorima postavljena licem u lice ili leđa u leđa. Predopterećenje je postavljeno razlikom širine između odstojnika unutarnjeg prstena i odstojnika vanjskog prstena. Strojno obrađeni odstojnici određuju koliko će aksijalne sile dva ležaja djelovati jedan na drugi. Ova konfiguracija proizvodi čvršći sustav, ali zahtijeva točnu obradu odstojnika i pažljivo sastavljanje.

Sigurnosna matica ili podešavanje krajnjeg poklopca

Treća metoda je kruto aksijalno pozicioniranje pomoću protumatice ili završnog poklopca. Ležaj je stegnut aksijalno dok se ne apsorbira unutarnji zazor. Ova je metoda jednostavna, ali najmanje oprašta, jer je silu stezanja teško izmjeriti, a toplinsko širenje može brzo pretvoriti ispravno predopterećenje u prekomjerno.

Kao gruba referenca, aksijalno prednaprezanje za kuglične ležajeve s dubokim žljebovima općenito pada u rasponu od približno 0,5 do 2 posto nominalne aksijalne dinamičke nosivosti ležaja. Točna vrijednost ovisi o veličini ležaja, radnoj brzini i krutosti koju aplikacija zahtijeva, stoga ovu brojku smatrajte početnom točkom, a ne konačnom specifikacijom. Proizvođač ležaja trebao bi potvrditi preporučeno prednaprezanje za vašu specifičnu dužnost.

Rizici od prekomjernog predopterećenja — i kako ih izbjeći

Primjena prevelikog prednaprezanja je češći problem na terenu od primjene premalog. Kada je sila predopterećenja prevelika, trenje između kotrljajućih tijela i trkaćih staza naglo raste, a prvi vidljivi znak je povećanje radne temperature. Temperatura kućišta koja je stalno viša od oko 30°C iznad temperature okoline je upozorenje da je potrebno preispitati predopterećenje, klasu zazora ili podmazivanje.

Povišena temperatura dovodi do drugog problema: ubrzane razgradnje maziva. Kada mast ili ulje izgube čvrstoću filma, dolazi do kontakta metala s metalom i trošenje se brzo ubrzava. U isto vrijeme, efektivno opterećenje ležaja veće je od vanjskog opterećenja jer predopterećenje pridodaje stanju unutarnjeg naprezanja, što skraćuje izračunati vijek trajanja od zamora.

Nenormalna buka još je jedan koristan signal. Ispravno prednapregnuti ležaj radi tiše od labavog, ali prekomjerno prednaprezanje proizvodi jače cviljenje ili grub zvuk dok kotrljajuća tijela deformiraju staze za kotrljanje. Ako se buka poveća nakon primjene prednaprezanja, prvo smanjite silu prednaprezanja prije mijenjanja ostalih parametara. Za više o čimbenicima koji stoje iza bučnih ležajeva, pogledajte kontroliranje buke i vibracija u kugličnim ležajevima s dubokim utorima .

Treba imati na umu i rizik na razini dizajna. Kuglični ležajevi s dubokim utorima nisu idealan izbor kada primjena zahtijeva često, precizno dvosmjerno aksijalno pozicioniranje. Kuglični ležajevi s kutnim kontaktom posebno su dizajnirani da nose aksijalno predopterećenje i daju bolju aksijalnu krutost. Ako je točnost pozicioniranja zahtjev za vožnju, ponovno razmotrite vrstu ležaja prije nego što odlučite povećati predopterećenje na kugličnom ležaju s dubokim utorima.

Kako odrediti zahtjeve za prednaprezanje prilikom naručivanja ležajeva

Standardni kuglični ležajevi s dubokim utorima isporučuju se bez predopterećenja; predopterećenje se stvara na mjestu sastavljanja. Proces naručivanja i dalje treba odražavati plan prednaprezanja, jer klasa unutarnjeg zazora ležaja izravno utječe na to koliko se prednaprezanja može primijeniti tijekom rada.

Odaberite klasu unutarnjeg zazora zajedno s ciljem predopterećenja. Zazor C3 uobičajen je za rad na visokim temperaturama ili velikim brzinama jer ostavlja prostor za toplinsko širenje, a aksijalno prednaprezanje djeluje protiv smanjenog efektivnog zazora. Za precizne primjene gdje je prihvatljiva minimalna unutarnja zračnost, može se specificirati C2 ili uža klasa zazora. Jasno navedite klasu zazora i silu predopterećenja kada priopćavate svoje zahtjeve dobavljaču.

Ako su za primjenu potrebni usklađeni parovi ležajeva s dosljednim prednaprezanjem, navedite to u narudžbi. Ležajevi namijenjeni konfiguraciji prednapregnutog para moraju biti odabrani ili proizvedeni s usklađenim dimenzijama; ne jamči se da će standardni standardni par proizvesti isto ponašanje predopterećenja.

Prilagođene konfiguracije zaslužuju posebnu pozornost. Nestandardni dizajni kao što su produženi unutarnji prstenovi, posebne brtve ili modificirani materijali kaveza mogu utjecati na metodu prednaprezanja. Rasprava o sili predopterećenja i klasi zazora s proizvođačem u fazi projektiranja sprječava situaciju u kojoj isporučeni dio ne može postići predviđeno predopterećenje. Za prilagođene zahtjeve, prilagođena nestandardna rješenja ležajeva može se prilagoditi kako bi odgovarao specifikaciji predopterećenja i zazora aplikacije.

Proizvođači i dobavljači prilagođenih nestandardnih kugličnih ležajeva Kao kineski proizvođači nestandardnih kugličnih ležajeva i OEM/ODM dobavljači nestandardnih ležajeva, Zhejiang Yingfei Biotechnology Co., Ltd. su... Pogledajte proizvod →

Zaključak: Predučitavanje je uvjetni zahtjev, a ne zadana vrijednost

Trebaju li kuglični ležajevi s dubokim žljebovima predopterećenje u potpunosti ovisi o uvjetima rada. Standardno radijalno opterećenje pri umjerenoj brzini radi ispravno bez predopterećenja; unutarnji zazor dio je dizajna ležaja. Velika brzina, vrlo malo opterećenje, promjenjivi smjer opterećenja, stroga ograničenja buke i visoki zahtjevi krutosti opravdavaju dodavanje aksijalnog predopterećenja. Kada se primjenjuje prednaprezanje, sustav temeljen na opruzi je najsigurnija metoda, a sila prednaprezanja treba biti konzervativna, jer prekomjerno prednaprezanje uzrokuje toplinu, buku i skraćuje vijek trajanja ležaja.

Pregledajte svoju primjenu u odnosu na uvjete navedene u Tablici 1. Ako je bilo koji od njih primjenjiv, planirajte predopterećenje zajedno s klasom zazora kada naručite ležajeve. Ako nijedna od njih ne vrijedi, ugradite ležaj točno onako kako je predviđen za rad — bez predopterećenja.