Kakav učinak ima unutarnji klirens kugličnih ležajeva dubokih utora na performanse ležaja

Kuglični ležajevi dubokog utora su najčešće korišteni valjani ležajevi u mehaničkoj opremi. Njihov učinak izravno utječe na pouzdanost, učinkovitost i životni vijek opreme. Među mnogim čimbenicima koji utječu na performanse ležaja, unutarnji klirens nesumnjivo je jedan od ključnih parametara koji određuju performanse ležaja. Unutarnji klirens, poznat i kao radijalni klirens, odnosi se na maksimalno radijalno i aksijalno kretanje unutarnjih i vanjskih prstenova ležaja kada se ne primijeni opterećenje. Ovaj naizgled jednostavan zazor zapravo ima dubok utjecaj na niz pokazatelja performansi, uključujući porast temperature, buku, vibracije, životni vijek i krutost.

Utjecaj klirensa na porast temperature ležaja
Tijekom operacije ležaja, kotrljanje i klizanje trenja između valjanih elemenata i trkačkih puteva stvara toplinu, uzrokujući povećanje temperature. Unutarnji klirens ima ključni utjecaj na porast temperature ležaja.
Ako je klirens premali, valjani elementi i trkački putevi ležaja će doživjeti unaprijed ili vrhovni pogodak. To značajno povećava moment trenja kotrljajućih elemenata, stvarajući značajnu toplinu. Prekomjerni porast temperature ne samo da ubrzava starenje masnoće i kvar, već uzrokuje toplinsko širenje materijala za ležaj. Unsinhronizirano toplinsko širenje unutarnjih i vanjskih prstenova može dodatno smanjiti ili čak eliminirati klirens, stvarajući začarani ciklus koji u konačnici može dovesti do napadaja ili preranog kvara. Kad je klirens prevelik, kretanje valjanih elemenata u nosačkim stazama postaje nestabilno. Kad je ležaj pod opterećenjem, kontaktno područje između valjanih elemenata i trkačkih staza smanjuje se, što dovodi do koncentracije kontakta. Istodobno se povećavaju klizanje elemenata i trenje. Iako nije tako teško kao što je trenje uzrokovano premalo klirensa, i dalje može uzrokovati porast temperature u uvjetima velike brzine i visokog opterećenja. Nadalje, pretjerani klirens može uzrokovati šok tijekom radijalnog otpada, dodatno povećavajući temperaturu.

Idealno zazor je održati blagi pozitivan klirens nakon što je ležaj ugrađen i dostiže toplinsku ravnotežu. To osigurava nesmetano djelovanje valjanih elemenata, istovremeno smanjujući trenje, održavajući na taj način porast temperature u prihvatljivim granicama.

Utjecaj klirensa na buku ležaja i vibracije
Buka ležaja i vibracije važni su pokazatelji glatkog rada. Unutarnji klirens izravno utječe na dinamične performanse ležaja.

Prekomjerni klirens može uzrokovati da se kotrljajući elementi stvaraju "lupkanje" zvuka tijekom rada. Kad se ležaj podvrgne fluktuirajućim opterećenjima, valjani elementi odskakuju naprijed -nazad između unutarnjih i vanjskih prstenova. Ovo nestabilno kretanje može uzrokovati primjetne vibracije i buku. Osobito u aplikacijama velike brzine kao što su motori i vretena, pretjerani klirens može uzrokovati jake vibracije, što utječe na točnost obrade opreme i operativnu stabilnost.

Iako pretjerano mali klirens smanjuje otjecanje kotrljajućih elemenata, on također stvara visokofrekventnu vibraciju i visoku buku zbog povećanog okretnog momenta trenja. Ova buka je često izravno povezana s unaprijed učitavanjem ležaja: što je veća unaprijed, to je veća buka. Na primjer, u aplikacijama koje zahtijevaju visoku krutost i preciznost, kao što su vretena s preciznim strojevima, često se odabiru odabire ležajeva s niskim ili čak negativnim klirensom, ali prednaprezanje mora biti precizno kontrolirano kako bi se uravnotežila krutost i buka.

Odgovarajući klirens osigurava glatko i kontinuirano kotrljanje valjanih elemenata na trkačkim putevima, smanjujući udar i klizanje, minimizirajući tako vibraciju i buku. To je ključno za opremu koja zahtijeva izuzetno gladak rad, poput kućanskih uređaja i medicinskih uređaja.

Utjecaj klirensa na život i ukočenost

Život nosača općenito je određen životom umora, a klirens je jedan od ključnih čimbenika koji utječu na život umora.

Prekomjerni klirens značajno povećava kontaktni stres između valjanih elemenata i trkačkih staza. Prema Hertz teoriji kontakta, pretjerani kontaktni stres može uzrokovati prerađeni materijal umor, skraćujući život u zamoru ležaja. Nadalje, porast temperature uzrokovan prekomjernim klirensom može ubrzati zatajenje masti, dodatno skraćujući život.
Prekomjerni klirens također može skratiti život. Kada se primijene opterećenja, prekomjerni klirens smanjuje broj valjanih elemenata, koncentrirajući opterećenje na nekoliko. To uzrokuje nagli porast stresa kontakta na tim valjanim elementima, što dovodi do lokaliziranog umora i smanjenja cjelokupnog životnog vijeka.
Odgovarajući klirens može ravnomjerno rasporediti opterećenje preko više valjanih elemenata, učinkovito smanjujući kontaktni stres i maksimizirajući život u zamoru.
Krutost ležaja važan je pokazatelj njegove otpornosti na deformaciju. Provjera ima izravan utjecaj na krutost. Što je manji zazor, to je manje deformacija ležaj doživljava pod opterećenjem, što rezultira većom krutošću. U aplikacijama koje zahtijevaju visoku krutost, poput strojnih vretena za alatne alate i čvorišta automobila, ležajevi s malim klirensom ili čak negativnim klirensom (unaprijed učitavanje) često su odabrani za poboljšanje ukupne krutosti sustava.

Odabir ocjena za čišćenje
Kako bi se prilagodili različitim zahtjevima za primjenu, kuglični ležajevi s dubokim utorima obično nude višestruke razrede, kao što su C2, CN (ili C0), C3, C4 i C5. CN predstavlja standardni klirens, C3, C4 i C5 predstavljaju visoki klirens, a C2 predstavlja malu klirens.

Standardni klirens (CN) prikladan je za većinu opće industrijske primjene, poput električnih motora i crpki.

Visoki klirens (C3 i C4) prikladan je za primjene s velikim montažnim smetnjima i drastičnim temperaturnim fluktuacijama, kao što su mlinovi kotrljanja i ventilatora visoke temperature, kako bi se nadoknadila smanjenje klirensa uzrokovanog toplinskom ekspanzijom.

Nizak klirens (C2) pogodan je za aplikacije koje zahtijevaju visoku radnu preciznost i malu buku, poput preciznih instrumenata i malih motora.

Stoga, kada odaberete kuglične ležajeve dubokih utora, usredotočenost samo na veličinu i model nije dovoljna. Temeljito razumijevanje sveobuhvatnog utjecaja unutarnjeg klirensa na performanse ležaja i odabir odgovarajuće ocjene klirensa na temelju određenih radnih uvjeta ključno je za osiguravanje dugoročnog stabilnog i pouzdanog rada vaše opreme. Ispravan izbor maksimizira performanse nosača, proširuje svoj radni vijek i u konačnici smanjuje troškove održavanja.